CN105360995A - 一种降低蛋黄胆固醇含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低蛋黄胆固醇含量的方法，属于提取分离领域。本发明方法通过制备固定化环糊精磁性纳米材料并使用该材料对蛋黄液中的胆固醇进行提取，能更快速地从蛋黄液中分离，得到低胆固醇的蛋黄液；固定化环糊精磁性纳米材料对蛋黄液营养成分的影响少，能较好的保留蛋黄液的结构成分；固定化磁性纳米颗粒可实现重复利用。

Description

一种降低蛋黄胆固醇含量的方法
技术领域
本发明涉及一种降低蛋黄胆固醇含量的方法，属于提取分离领域。
背景技术
鸡蛋营养丰富，蛋白含量高，其氨基酸组成与人体蛋白相似。其中，蛋黄具有良好的功能特性，例如与食品加工密切关系的起泡性、乳化性和凝胶性，广泛应用于各类食品中。但是蛋黄中的胆固醇含量较高，含量范围一般为每个鸡蛋存在200mg-300mg。过多的胆固醇摄入会增加高血脂症和冠心病等病症的产生，同时胆固醇在室温条件下非常容易氧化，可产生60余种胆固醇氧化物，这些氧化物可致癌并使有机体突变，因此需要降低蛋黄中胆固醇的含量来提高蛋黄的应用性。
目前已有的降低食品中胆固醇含量的方式包括溶剂萃取法、超临界萃取法、胆固醇氧化酶法。溶剂萃取法化学污染性高，且对食品体系结构破坏大；超临界萃取法设备昂贵且易携带食品体系中油溶性类物质；胆固醇酶法分离效率低，耗时长。β-环糊精是常用于包埋胆固醇的一种环形化合物，能与多种物质形成包合物，能与胆固醇形成稳定的环糊精-胆固醇复合物。但是用纯β-环糊精包埋胆固醇的过程中存在环糊精残留问题，且纯β-环糊精与胆固醇形成的包合物以类似微胶囊形式存在，难以将胆固醇从环糊精中分离出来使环糊精得到重复利用。
发明内容
为了克服现有技术中的改性环糊精少有应用在蛋黄体系中降低胆固醇含量，且少数应用到蛋黄体系中的改性β-环糊精存在从食品体系中分离操作复杂、材料有效率低的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种利用固定化环糊精磁性材料降低蛋黄中胆固醇的方式，对蛋黄中营养成分的影响小，载体与蛋黄体系分离方便。
(1)本发明的一种降低蛋黄胆固醇含量的方法，包括如下步骤：将四氧化三铁磁性纳米颗粒超声分散至水中，分散液升温至55-65℃，滴状加入壳聚糖/乙酸溶液，交联剂己二酸二异腈脂、催化剂辛酸亚锡，恒温搅拌50min-2.5h，磁场分离、洗涤、干燥得到固定化壳聚糖磁性纳米颗粒；然后将固定化壳聚糖磁性纳米颗粒超声分散于β-CD/二甲亚砜溶液中，加入催化剂辛酸亚锡，45-55℃恒温搅拌1.5-2.5h，磁场分离、洗涤、干燥得到固定化β-环糊精磁性纳米颗粒；
(2)预处理蛋黄液，调节稀释度、pH，将固定化β-环糊精磁性纳米颗粒与蛋黄稀释液混合，在25℃-40℃条件下振荡反应，然后在磁场条件下将结合有胆固醇的磁性纳米颗粒从蛋黄体系分离，降低蛋黄中胆固醇含量。
本发明中，所述的四氧化三铁磁性纳米颗粒，是通过常规方式进行制备。将硫酸亚铁和三氯化铁(摩尔比为1：3)，溶解于无水乙醇与水的混合溶液中(体积比为1：4)，所得混合溶液在氮气流保护下反应。加入氨水调节反应体系pH至碱性，继续反应30min，在磁场条件下迅速收集颗粒，乙醇和蒸馏水反复洗涤，冷冻干燥制得磁性纳米颗粒。本发明中，所述的β-环糊精为食品领域中常用的食品材料，由7个α-1，4-糖苷键链接成环形结构，β-环糊精与胆固醇可形成稳定的环糊精-胆固醇复合物。
在本发明的一种实施方式中，所述的壳聚糖粉末为本领域中常见的由自然界中的几丁质脱乙酰而成，脱乙酰程度为85％-92％。
在本发明的一种实施方式中，所述壳聚糖/乙酸溶液中壳聚糖的浓度为0.02g/mL-0.1g/mL。
在本发明的一种实施方式中，所述乙酸溶液为2％稀乙酸溶液。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)制备固定化壳聚糖磁性纳米颗粒时的恒温搅拌的温度为25℃-45℃，搅拌的速度为150-200rpm，搅拌的时间为50min-2h。
在本发明的一种实施方式中，所述洗涤是采用蒸馏水或乙醇洗涤。
本发明的一种方式中，在固定化壳聚糖磁性纳米颗粒的制备过程中，四氧化三铁磁性纳米颗粒质量与壳聚糖/乙酸溶液的比值为1：50(W/V，g/mL)，交联剂己二酸二异腈脂和催化剂辛酸亚锡相对于四氧化三铁磁性磁性纳米颗粒加量均为1：2(V/W，mL/g)；在固定化β-环糊精磁性纳米颗粒的制备过程中，固定化壳聚糖磁性纳米颗粒材料质量与β-CD/二甲亚砜溶液比值为1：100(W/V，g/mL)，辛酸亚锡相对于固定化壳聚糖磁性纳米颗粒的加量1:2(V/W，mL/g)。
在本发明的一种实施方式中，β-CD/二甲亚砜溶液是指将β-环糊精(β-CD)溶解于二甲亚砜溶液形成的，其中β-CD的质量浓度为2％-4％。
在本发明的一种实施方式中，所述45-55℃恒温搅拌的搅拌速度在600rpm-800rpm。
在本发明的一种实施方式中，所述调节稀释度的蛋黄稀释比例为1：5-1：20，以实际蛋黄的应用和胆固醇的脱除效率为考量标准，可以为1：10。
在本发明的一种实施方式中，预处理蛋黄液的调节pH至3.0-9.0，较佳地为pH3.0或pH9.0。
1、在本发明的一种实施方式中，所述的固定化β-环糊精磁性纳米颗粒，较佳地添加量占所述蛋黄液质量的5％-10％(即相对于预处理前的蛋黄液)。
在本发明的一种实施方式中，所述方法还包括将结合有胆固醇的磁性纳米颗粒置于洗脱液无水乙醇中，在常温25℃中进行胆固醇洗脱，洗脱时间为30min-1h，洗脱后得到的固定化β-环糊精磁性纳米颗粒可以继续用于降低蛋黄胆固醇。
在本发明的一种实施方式中，按照所述方法对蛋黄胆固醇进行吸附后洗脱结合的胆固醇，可以实现所述固定化β-环糊精磁性纳米颗粒的循环利用，重复利用次数为8-10次。
在本发明的一种实施方式中，经步骤(2)处理后的低胆固醇蛋黄液均质后置于-4℃冷藏。均质所用压力为10-20Mpa。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明通过先将β-CD与壳聚糖进行交联，最后将两者的交联物包覆在壳聚糖磁性纳米材料表面的方式制备固定化环糊精磁性纳米材料，方法较简便、效率高，制备所需时间仅6h左右，远低于常规的固定化环糊精材料的制备时间(约为50h)，得到的磁性纳米颗粒表面的β-CD的固载率高、可达0.28g/g以上，用于降低蛋黄胆固醇可以实现重复利用。
(2)本发明提供的一种可在蛋黄体系中降低胆固醇含量的方法，能将固定化材料更快速地从蛋黄液中分离，得到低胆固醇的蛋黄液。
(3)固定化环糊精磁性纳米材料对蛋黄液营养成分的影响少，能较好的保留蛋黄液的结构成分；处理前后蛋黄液中蛋白质含量的损失率为7.5％-8.1％(蛋白质是蛋黄液中比较重要的一种功能性物质)，而目前报道蛋白的损失率在15％左右。
(4)常规的纯环糊精脱除蛋黄胆固醇所需的温度为50℃，而本方法涉及蛋黄胆固醇的脱除在常温25℃即可以进行，而且脱除效果好。
(5)目前，通常报道所采用蛋黄的稀释度大多为30倍，经济利用性较低，而本发明的效果在稀释度为10倍的条件下达到中等偏上的水平；而且目前很多降低胆固醇含量所针对的体系为蛋粉(加水稀释)、蛋黄油，或者取蛋黄液的分离相蛋黄上清进行胆固醇脱附过程，体系相对蛋黄液简单，无法直接有效地对蛋黄液进行处理。
附图说明
图1：固定化β-环糊精磁性纳米颗粒制备流程；
图2：工艺流程图；分离蛋清与蛋黄，预处理蛋黄液，包括调节蛋黄体系温度、稀释度、pH。将蛋黄液置于容器中，蛋黄液中加入固载β-CD磁性纳米颗粒，振摇状态下进行蛋黄液中胆固醇的吸附，一定时间后在磁场条件下分离磁性纳米颗粒，并置于无水乙醇中，振荡状态下洗脱磁性纳米颗粒表面的胆固醇，洗脱胆固醇后的磁性纳米颗粒在洗涤、干燥之后进一步循环利用，而低胆固醇含量的蛋黄液均质后冷藏，作为后续的应用。
具体实施方式
下述实施例中，原料的来源为：
β-环糊精：国药集团化学有限公司
壳聚糖粉末：国药集团化学有限公司
实施例1
固定化β-环糊精磁性纳米颗粒的制备方法:
将磁性纳米颗粒1g超声分散于蒸馏水中，将脱乙酰度为85％的壳聚糖1g溶解至50mL2％的乙酸中形成壳聚糖/乙酸溶液，将形成的壳聚糖稀溶液50mL，以滴状形式加入至超声分散的磁性纳米颗粒中，0.5mL交联剂己二酸二异腈脂、0.5mL催化剂辛酸亚锡，55℃搅拌2h，在磁场条件下收集分离磁性纳米颗粒，无水乙醇以及蒸馏水洗涤3次，冷冻干燥保存。取2gβ-环糊精溶解于100mL二甲亚砜溶液中形成β-CD/二甲亚砜溶液。将固定化壳聚糖磁性纳米颗粒1g超声分散于100mLβ-CD/二甲亚砜溶液中，在55℃，600rpm搅拌速度下加入0.5mL辛酸亚锡催化剂，进行固定化β-CD进程，过程维持2h。在磁场条件下分离固定化β-CD磁性纳米颗粒，乙醇与蒸馏水洗涤该磁性纳米颗粒，冷冻干燥保存。磁性纳米颗粒表面β-CD的固载率达0.28g/g。
实施例2
固定化β-环糊精磁性纳米颗粒的制备方法：
将1g磁性纳米颗粒超声分散于蒸馏水中，将脱乙酰度为90％的壳聚糖2g溶解至50mL2％的乙酸中形成壳聚糖/乙酸溶液，将形成的壳聚糖稀溶液50mL，以滴状形式加入至超声分散的磁性纳米颗粒中，0.5mL交联剂己二酸二异腈脂、0.5mL催化剂辛酸亚锡，65℃搅拌2h，在磁场条件下收集分离磁性纳米颗粒，无水乙醇以及蒸馏水洗涤3次，冷冻干燥保存。取4gβ-环糊精溶解于100mL二甲亚砜溶液中形成β-CD/二甲亚砜溶液。将1g固定化壳聚糖磁性纳米颗粒超声分散于100mLβ-CD/二甲亚砜溶液中，在50℃，800rpm搅拌速度下加入辛酸亚锡催化剂进行固定化β-CD进程，过程维持2h，在磁场条件下分离固定化β-CD磁性纳米颗粒，乙醇与蒸馏水洗涤该磁性纳米颗粒，冷冻干燥保存。磁性纳米颗粒表面的β-CD的固载率达0.28g/g。
实施例3
低胆固醇蛋黄液的制备方法
(1)预处理蛋黄液5g，蒸馏水稀释20倍，调节蛋黄pH值为3.5。将预处理蛋黄液和固定化β-环糊精磁性纳米颗粒混合，加入实施实例1中的固定化β-环糊精磁性纳米颗粒，超声，所述的功能化固载环糊精材料的添加量占所述蛋黄液质量的10％；
(2)置于水浴摇床中，温度为25℃，震荡速度为150rpm，振荡时间为2h；
(3)磁场条件下分离固定化环糊精磁性纳米颗粒，蛋黄液均质、冷藏保存。
得到低胆固醇蛋黄液产品的胆固醇脱除率为71％。蛋黄液体系中蛋白质损失率为8.1％。
实施例4
(1)预处理蛋黄液5g，蒸馏水稀释10倍，调节蛋黄pH值为3.5，得到蛋黄稀释液。将预处理后的蛋黄液和固定化β-环糊精磁性纳米颗粒混合，加入实施实例1中的固定化β-环糊精磁性纳米颗粒，超声，所述的功能化固载环糊精材料的添加量占所述蛋黄液质量的10％；
(2)置于水浴摇床中，温度为25℃，震荡速度为150rpm，振荡时间为2h；
(3)磁场条件下分离固定化环糊精磁性纳米颗粒，蛋黄液均质、冷藏保存。
得到的低胆固醇蛋黄液产品的胆固醇脱除率为51％。蛋黄液体系中蛋白质损失率为8.0％。
此外，在壳聚糖磁性纳米颗粒表面固定化β-环糊精步骤中，反应温度过低(低于45℃)、搅拌速度不当(低于400rpm)、β-CD/二甲亚砜的浓度过低(低于1％)严重影响磁性纳米颗粒表面的β-CD的固载率，并最终影响了蛋黄液产品的胆固醇脱除率。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种降低蛋黄胆固醇含量的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将四氧化三铁磁性纳米颗粒超声分散至水中，分散液升温至55-65℃，滴状加入壳聚糖/乙酸溶液，交联剂己二酸二异腈脂、催化剂辛酸亚锡，恒温搅拌50min-2.5h，磁场分离、洗涤、干燥得到固定化壳聚糖磁性纳米颗粒；然后将固定化壳聚糖磁性纳米颗粒超声分散于β-CD/二甲亚砜溶液中，加入催化剂辛酸亚锡，45-55℃恒温搅拌1.5-2.5h，磁场分离、洗涤、干燥得到固定化β-环糊精磁性纳米颗粒；
(2)预处理蛋黄液，调节稀释度、pH，将固定化β-环糊精磁性纳米颗粒与蛋黄稀释液混合，在25℃-40℃条件下振荡反应，然后在磁场条件下将结合有胆固醇的磁性纳米颗粒从蛋黄体系分离，降低蛋黄中胆固醇含量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述β-CD/二甲亚砜溶液是指将β-环糊精溶解于二甲亚砜溶液形成的，其中β-CD的浓度为2％-4％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述45-55℃恒温搅拌的搅拌速度在600rpm-800rpm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节稀释度的蛋黄稀释比例为1：5-1：20。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预处理蛋黄液的调节pH至3.0-9.0。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的固定化β-环糊精磁性纳米颗粒的添加量占所述蛋黄液质量的5％-10％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还包括将结合有胆固醇的磁性纳米颗粒置于洗脱液无水乙醇中，在常温25℃中进行胆固醇洗脱，洗脱时间为30min-1h，洗脱后得到的固定化β-环糊精磁性纳米颗粒继续用于降低蛋黄胆固醇。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述壳聚糖/乙酸溶液中壳聚糖的浓度为0.02g/mL-0.1g/mL。
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