卵泡中膽固醇脫除技術(shù)研究

葉夢(mèng)迪，唐宏剛，肖朝耿，楊慧娟，諶 迪，陳黎洪

(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品科學(xué)研究所，浙江杭州310021)

淘汰蛋雞屠宰后遺留在腹中的蛋黃稱為卵泡。卵泡的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與普通蛋黃無(wú)異，含有30%～34%的脂肪成分，具有優(yōu)良的乳化、黏附特性［1］，可用于西式甜點(diǎn)、肉品等的加工。據(jù)研究報(bào)道，蛋黃中的脂肪主要由甘油三酯、磷脂和膽固醇等構(gòu)成［2－4］。根據(jù)蛋雞種類(lèi)不同，蛋黃中含有 180 ～250 mg·g－1的膽固醇［5］，一些脂肪含量較高的卵泡中，膽固醇含量更高。

大量研究表明，膽固醇的過(guò)量攝入易導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化、膽石癥等心腦血管疾病發(fā)生［6－8］。同時(shí)，含有高含量膽固醇的原料若一直暴露于空氣中，極易因膽固醇氧化而產(chǎn)生具有“三致”(致癌、致畸、致突變)作用的膽固醇氧化物［5］。緣于此，近年來(lái)低膽固醇甚至無(wú)膽固醇食品應(yīng)運(yùn)而生。關(guān)于膽固醇的脫除，目前主要有以下幾項(xiàng)技術(shù):有機(jī)試劑萃取法［9］，超臨界流體萃取法［10］，酶分解法［11］，微膠囊法［12］。其中，微膠囊技術(shù)中常用的β-環(huán)狀糊精(β-CD)具有內(nèi)疏水外親水的特性［13－14］，對(duì)膽固醇有特殊的選擇性，可以形成穩(wěn)定的膽固醇-β-CD包合物。β-CD包合法也因而具有安全、穩(wěn)定、高效的優(yōu)點(diǎn)。

卵泡在營(yíng)養(yǎng)上有其獨(dú)特之處，但目前還沒(méi)有十分合理的深加工技術(shù)。針對(duì)該現(xiàn)狀，以卵泡為試驗(yàn)原料，利用β-CD包合法脫除其中的膽固醇，制備低膽固醇蛋制品，以期提高蛋雞副產(chǎn)物的利用水平，為新型蛋制品的加工提供思路。

1 材料與方法

1．1 材料與儀器

雞卵泡，購(gòu)于超市，置于真空冷凍干燥機(jī)中凍干，粉碎后放入－18℃?zhèn)溆谩?/p>

膽固醇標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自Sigma公司。乙醇、石油醚、硫酸、冰乙酸、磷酸、硫酸鐵銨、氫氧化鉀、氯化鈉等試劑，均為分析純。

HR2850型攪拌機(jī)，Philips公司;ALB-224分析天平，德國(guó)賽多利斯股份公司;Scientz-18N冷凍干燥機(jī)，寧波新芝凍干設(shè)備有限公司;UV-6100紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海元分析儀器有限公司;RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，上海亞榮生化儀器廠;MD200氮吹儀，杭州奧盛儀器有限公司;85-2恒溫磁力攪拌器，江蘇金壇江南儀器廠。

1．2 試驗(yàn)方法

1．2.1 膽固醇脫除步驟

準(zhǔn)確稱取冷凍干燥的卵泡粉，加入體積數(shù)為10倍于卵泡粉質(zhì)量的食用乙醇恒溫提取20 min，高速離心后收集濾液，低溫濃縮后與β-CD溶液按照一定比例混合均勻，控制溫度反應(yīng)一段時(shí)間后，在4℃條件下靜置1～3 h，抽濾獲得脫膽固醇濾液，冷凍干燥后測(cè)定膽固醇含量。

1．2.2 測(cè)定方法

磷脂含量(干基)的測(cè)定參照GB/T 5537—2008《糧油檢驗(yàn)磷脂含量的測(cè)定》進(jìn)行。膽固醇含量的測(cè)定參照GB 5009.128—2016《食品中膽固醇的測(cè)定》進(jìn)行。脫除率計(jì)算參考張京芳［15］的方法。

1．2.3 單因素試驗(yàn)

分別以脫除溫度、脫除時(shí)間、料液比、β-CD溶液濃度為因素，每個(gè)因素取5個(gè)水平。單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)為:脫除溫度，20、30、40、50、60 ℃;脫除時(shí)間，5、20、40、60、80 min;料液比，1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5;β-CD 溶液濃度，10%、20%、30%、40%、50%。以膽固醇脫除率和磷脂含量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，每次只改變一個(gè)因素，固定其他條件進(jìn)行試驗(yàn)。

1．2.4 正交試驗(yàn)

為了研究各因素對(duì)膽固醇脫除效果的綜合影響，選取脫除溫度(A)、脫除時(shí)間(B)、料液比(C)及β-CD溶液濃度(D)4個(gè)因素作為研究對(duì)象，以膽固醇脫除率和磷脂含量為考查指標(biāo)，采用L9(34)正交試驗(yàn)分析法確定膽固醇脫除的最佳條件。試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表1。

2 結(jié)果與分析

2．1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2．1.1 脫除溫度

固定料液比1∶1、β-CD濃度20%、脫除時(shí)間40 min。如圖1所示，膽固醇脫除率隨著脫除溫度的升高呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，在30℃條件下達(dá)到最大值。這可能是因?yàn)檫m度提高溫度可以增大體系的分散度，從而增加膽固醇和β-CD結(jié)合的概率，但當(dāng)溫度超過(guò)一定值后，會(huì)破壞膽固醇-β-CD包合物的穩(wěn)定性［16］，導(dǎo)致脫除率隨之下降。磷脂含量呈現(xiàn)與膽固醇脫除率相反的變化趨勢(shì)，在20～60℃范圍內(nèi)先逐漸下降，后又緩慢上升。β-CD在吸附膽固醇的同時(shí)對(duì)磷脂也有一定的吸附作用。磷脂作為重要的生物活性物質(zhì)，可以表征卵泡的品質(zhì)。綜合考慮，選擇30℃作為脫除膽固醇的最佳溫度。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平表Table 1 Factors of orthogonal test design

圖1 不同脫除溫度對(duì)膽固醇脫除效果的影響Fig．1 Effects of different temperature on removal rate of cholesterol

2．1.2 脫除時(shí)間

固定料液比1∶1、脫除溫度30℃、β-CD濃度20%。由圖2可知，在0～60 min范圍內(nèi)，隨著攪拌時(shí)間延長(zhǎng)，膽固醇脫除率由56.65%提高到68.17%，但當(dāng)時(shí)間超過(guò)60 min后，脫除率緩慢下降。β-CD對(duì)膽固醇有很強(qiáng)的選擇吸附能力，其內(nèi)徑正好可以容納1個(gè)膽固醇分子，形成穩(wěn)定的包合物［16］。若攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，所形成的包合物的穩(wěn)定性逐漸降低，導(dǎo)致脫除率降低。磷脂含量隨著脫除時(shí)間延長(zhǎng)逐漸減少。綜合考慮時(shí)間對(duì)脫除率及磷脂含量的影響及成本問(wèn)題，脫除時(shí)間以40 min最為合適。

2．1.3 料液比

固定脫除溫度30℃、脫除時(shí)間40 min、β-CD濃度20%。如圖3所示，當(dāng)料液比為1∶1時(shí)，提取率最大，隨著料液比進(jìn)一步增大，脫除率緩慢下降。這可能是因?yàn)棣?CD包合膽固醇是一個(gè)吸水過(guò)程，料液比增大不利于包合反應(yīng)的進(jìn)行［17］。磷脂含量呈現(xiàn)出類(lèi)似的變化趨勢(shì)。從提高膽固醇脫除率和最大限度保留磷脂等活性成分的方面考慮，選取1∶1為最佳的料液比。

2．1.4 β-CD濃度

圖2 不同脫除時(shí)間對(duì)膽固醇脫除效果的影響Fig．2 Effects of different time on removal rate of cholesterol

圖3 不同料液比對(duì)膽固醇脫除效果的影響Fig．3 Effects of different solid-liquid ratio on removal rate of cholesterol

固定料液比1∶1、脫除溫度30℃、脫除時(shí)間40 min。由圖4可知，隨著β-CD濃度增大，膽固醇脫除率呈現(xiàn)先緩慢上升后急劇下降的趨勢(shì)，當(dāng)β-CD濃度為20%時(shí)，膽固醇脫除率最大，達(dá)64.26%。磷脂含量隨著β-CD濃度的增大逐漸減少。這說(shuō)明在β-CD吸附膽固醇的過(guò)程中，若添加過(guò)多的β-CD，會(huì)加劇分子間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系［18］，導(dǎo)致脫除效果降低。綜合考慮，β-CD濃度以20%為宜。

2．2 正交試驗(yàn)結(jié)果

圖4 不同β-CD濃度對(duì)膽固醇脫除效果的影響Fig．4 Effects of different β-CD concentrations on removal rate of cholesterol

由表2可知，影響膽固醇脫除率各因素的主次順序?yàn)棣?CD濃度＞脫除溫度＞料液比＞脫除時(shí)間。在磷脂含量方面，脫除溫度影響最大，料液比影響最小。以脫除率和磷脂含量為考查指標(biāo)的最佳工藝組合分別為A2B2C2D1和A2B2C3D2。根據(jù)各因素對(duì)脫除率和磷脂含量的影響大小，同時(shí)考慮成本問(wèn)題，選擇A2B2C2D1作為膽固醇脫除的最佳工藝，即脫除溫度30℃、脫除時(shí)間40 min、料液比1∶1、β-CD濃度15%。但是，最佳組合并未出現(xiàn)在正交表中，對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，所得脫除率和磷脂含量分別為76.81%、22.4%，均明顯高于正交試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，說(shuō)明該正交優(yōu)化試驗(yàn)所得最佳工藝組合可以有效提高膽固醇的脫除效果，并保留磷脂等生物活性成分。

3 結(jié)論

淘汰蛋雞副產(chǎn)物營(yíng)養(yǎng)成分全面，具有很高的開(kāi)發(fā)價(jià)值，但由于含有豐富的脂肪成分，有可能膽固醇含量偏高。利用β-CD包合法脫除膽固醇，可以有效提高卵泡的品質(zhì)及利用率。本研究?jī)?yōu)化了卵泡中膽固醇的脫除技術(shù)，最佳工藝參數(shù)為脫除溫度30℃、脫除時(shí)間40 min、料液比1∶1、β-CD濃度15%，在該條件下膽固醇脫除率和磷脂含量可達(dá)76.81%和22.4%。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果及極差分析Table 2 L9(34)orthogonal design and statistical analysis