鸡卵泡, 购于超市, 置于真空冷冻干燥机中冻干, 粉碎后放入-18 ℃备用。

胆固醇标准品购自Sigma公司。乙醇、石油醚、硫酸、冰乙酸、磷酸、硫酸铁铵、氢氧化钾、氯化钠等试剂, 均为分析纯。

HR2850型搅拌机, Philips公司; ALB-224分析天平, 德国赛多利斯股份公司; Scientz-18N冷冻干燥机, 宁波新芝冻干设备有限公司; UV-6100紫外可见分光光度计, 上海元分析仪器有限公司; RE-52A旋转蒸发器, 上海亚荣生化仪器厂; MD200氮吹仪, 杭州奥盛仪器有限公司; 85-2恒温磁力搅拌器, 江苏金坛江南仪器厂。

1.2.1 胆固醇脱除步骤

准确称取冷冻干燥的卵泡粉, 加入体积数为10倍于卵泡粉质量的食用乙醇恒温提取20 min, 高速离心后收集滤液, 低温浓缩后与β -CD溶液按照一定比例混合均匀, 控制温度反应一段时间后, 在4 ℃条件下静置1~3 h, 抽滤获得脱胆固醇滤液, 冷冻干燥后测定胆固醇含量。

1.2.2 测定方法

磷脂含量(干基)的测定参照GB/T 5537— 2008《粮油检验 磷脂含量的测定》进行。胆固醇含量的测定参照GB 5009.128— 2016《食品中胆固醇的测定》进行。脱除率计算参考张京芳^[15]的方法。

1.2.3 单因素试验

分别以脱除温度、脱除时间、料液比、β -CD溶液浓度为因素, 每个因素取5个水平。单因素试验设计为:脱除温度, 20、30、40、50、60 ℃; 脱除时间, 5、20、40、60、80 min; 料液比, 1∶ 1、1∶ 2、1∶ 3、1∶ 4、1∶ 5; β -CD溶液浓度, 10%、20%、30%、40%、50%。以胆固醇脱除率和磷脂含量作为评价指标, 每次只改变一个因素, 固定其他条件进行试验。

1.2.4 正交试验

为了研究各因素对胆固醇脱除效果的综合影响, 选取脱除温度(A)、脱除时间(B)、料液比(C)及β -CD溶液浓度(D)4个因素作为研究对象, 以胆固醇脱除率和磷脂含量为考查指标, 采用L₉(3⁴)正交试验分析法确定胆固醇脱除的最佳条件。试验因素水平见表1。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 正交试验因素与水平表 Table 1 Factors of orthogonal test design 水平Level A/℃ B/min C D/% 1 25 35 2∶ 1 15 2 30 40 1∶ 1 20 3 35 45 1∶ 2 25

表1 正交试验因素与水平表 Table 1 Factors of orthogonal test design

2.1.1 脱除温度

固定料液比1∶ 1、β -CD浓度20%、脱除时间40 min。如图1所示, 胆固醇脱除率随着脱除温度的升高呈现先增大后减小的趋势, 在30 ℃条件下达到最大值。这可能是因为适度提高温度可以增大体系的分散度, 从而增加胆固醇和β -CD结合的概率, 但当温度超过一定值后, 会破坏胆固醇-β -CD包合物的稳定性^[16], 导致脱除率随之下降。磷脂含量呈现与胆固醇脱除率相反的变化趋势, 在20~60 ℃范围内先逐渐下降, 后又缓慢上升。β -CD在吸附胆固醇的同时对磷脂也有一定的吸附作用。磷脂作为重要的生物活性物质, 可以表征卵泡的品质。综合考虑, 选择30 ℃作为脱除胆固醇的最佳温度。

图1

Fig.1

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图1 不同脱除温度对胆固醇脱除效果的影响Fig.1 Effects of different temperature on removal rate of cholesterol

2.1.2 脱除时间

固定料液比1∶ 1、脱除温度30 ℃、β -CD浓度20%。由图2可知, 在0~60 min范围内, 随着搅拌时间延长, 胆固醇脱除率由56.65%提高到68.17%, 但当时间超过60 min后, 脱除率缓慢下降。β -CD对胆固醇有很强的选择吸附能力, 其内径正好可以容纳1个胆固醇分子, 形成稳定的包合物^[16]。若搅拌时间过长, 所形成的包合物的稳定性逐渐降低, 导致脱除率降低。磷脂含量随着脱除时间延长逐渐减少。综合考虑时间对脱除率及磷脂含量的影响及成本问题, 脱除时间以40 min最为合适。

图2

Fig.2

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	图2 不同脱除时间对胆固醇脱除效果的影响Fig.2 Effects of different time on removal rate of cholesterol

2.1.3 料液比

固定脱除温度30 ℃、脱除时间40 min、β -CD浓度20%。如图3所示, 当料液比为1∶ 1时, 提取率最大, 随着料液比进一步增大, 脱除率缓慢下降。这可能是因为β -CD包合胆固醇是一个吸水过程, 料液比增大不利于包合反应的进行^[17]。磷脂含量呈现出类似的变化趋势。从提高胆固醇脱除率和最大限度保留磷脂等活性成分的方面考虑, 选取1∶ 1为最佳的料液比。

图3

Fig.3

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	图3 不同料液比对胆固醇脱除效果的影响Fig.3 Effects of different solid-liquid ratio on removal rate of cholesterol

2.1.4 β -CD浓度

固定料液比1∶ 1、脱除温度30 ℃、脱除时间40 min。由图4可知, 随着β -CD浓度增大, 胆固醇脱除率呈现先缓慢上升后急剧下降的趋势, 当β -CD浓度为20%时, 胆固醇脱除率最大, 达64.26%。磷脂含量随着β -CD浓度的增大逐渐减少。这说明在β -CD吸附胆固醇的过程中, 若添加过多的β -CD, 会加剧分子间的竞争关系^[18], 导致脱除效果降低。综合考虑, β -CD浓度以20%为宜。

图4

Fig.4

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	图4 不同β -CD浓度对胆固醇脱除效果的影响Fig.4 Effects of different β -CD concentrations on removal rate of cholesterol

由表2可知, 影响胆固醇脱除率各因素的主次顺序为β -CD浓度> 脱除温度> 料液比> 脱除时间。在磷脂含量方面, 脱除温度影响最大, 料液比影响最小。以脱除率和磷脂含量为考查指标的最佳工艺组合分别为A₂B₂C₂D₁和A₂B₂C₃D₂。根据各因素对脱除率和磷脂含量的影响大小, 同时考虑成本问题, 选择A₂B₂C₂D₁作为胆固醇脱除的最佳工艺, 即脱除温度30 ℃、脱除时间40 min、料液比1∶ 1、β -CD浓度15%。但是, 最佳组合并未出现在正交表中, 对其进行验证试验, 所得脱除率和磷脂含量分别为76.81%、22.4%, 均明显高于正交试验所得数据, 说明该正交优化试验所得最佳工艺组合可以有效提高胆固醇的脱除效果, 并保留磷脂等生物活性成分。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 正交试验结果及极差分析 Table 2 L9 (34) orthogonal design and statistical analysis 试验号 No. A B C D 脱除率 Removal rate/% 磷脂含量 Phospholipids content/% 1 1 1 1 1 49.86 17.8 2 1 2 2 2 64.11 20.7 3 1 3 3 3 64.57 17.9 4 2 1 2 3 67.10 19.3 5 2 2 3 1 64.95 21.0 6 2 3 1 2 64.66 19.0 7 3 1 3 2 65.14 17.2 8 3 2 1 3 63.78 16.1 9 3 3 2 1 67.29 15.2 脱除率 K1 198.54 200.10 201.30 206.81 Removal rate K2 206.70 205.83 207.49 206.19 K3 206.21 205.52 202.66 198.45 R 8.17 5.73 6.19 8.36 磷脂含量 K1 56.4 54.3 52.9 54.0 Phospholipids content K2 59.3 57.8 55.2 56.9 K3 48.5 52.1 56.1 53.3 R 10.8 5.7 3.2 3.6

表2 正交试验结果及极差分析 Table 2 L9 (34) orthogonal design and statistical analysis