[科普中国]-低胆固醇蛋品加工的方法

禽蛋被营养学家誉为人体营养的“宝库”，这也几乎是众所周知的事实。禽蛋所含的营养物质丰富且均衡，但唯一不足的是禽蛋蛋黄中胆固醇的浓度高，现代医学和营养学研究发现，高胆固醇食物的大量摄取会导致血液胆固醇含量升高，从而引发动脉粥样硬化、心肌梗塞和冠心病等疾病的发生，这使20世纪50年代以来欧美的鸡蛋市场始终不景气。近年来，科研工作者为生产低胆固醇蛋制品作了大量实验研究，并取得了一定的成果。

1. 胆固醇脱除的物理方法

（1）吸附法 吸附法就是利用吸附剂对食品体系中的胆固醇进行物理吸附进而脱除胆固醇的过程。吸附法脱除胆固醇常用的吸附剂有活性炭、活性白土、硅胶、氧化铝等特定的化学吸附剂。以色列耶路撒冷希伯诺大学卡萨林应用化学研究院研究出了一种除去禽蛋中胆固醇的方法，效果较好，除去率为60％~80％。该法是将蛋液倒入装有特殊吸附物质的空柱内，当蛋液通过空心柱内时，胆固醇经表面有活力的大分子吸附进而从蛋液中除去。美国已经研制出一种固体吸附柱，可减少残留物，而且实验发现，这种方法去除胆固醇的能力与游离β-环糊精相当。

（2）超临界萃取 超临界CO2性质稳定、无毒、无污染、费用低，加上其具有较高的分子专一性，能保留食品风味，因而常用于蛋品加工。

1990年，Froning等系统研究了蛋黄粉中胆固醇的超临界CO2萃取对蛋黄粉功能特性的影响，实验表明，随着萃取温度和压力的上升，胆固醇含量会明显降低。在30.6 MPa、45 ℃条件下，约有60%的胆固醇被脱除。1997年卢明春等在40 ℃、CO2流量为3 kg/h的条件下，按不同的萃取压力和时间萃取蛋黄粉中的胆固醇，结果表明萃取压力为30 MPa时胆固醇的脱除效果最佳，胆固醇的脱除率会随时间的延长而显著增加。张佳程等对超临界萃取法脱除蛋黄胆固醇的机理及其应用做了大量的工作。2000年，他们研究了超临界CO2脱除蛋黄胆固醇的机理，结果表明蛋黄粉中的胆固醇与磷脂在超临界CO2中的溶解性规律呈相反趋势，对萃取处理的蛋黄粉电镜扫描表明超临界CO2有较强的渗透性和溶解能力，可将蛋黄粉颗粒内部的脂类选择性地溶解，这样会导致蛋黄粉颗粒的破裂，其破裂程度与超临界CO2的密度和溶解能力有关。同年他们又通过实验研究得出结论，由于β-环糊精在脱除蛋黄中胆固醇的同时，也脱除了较多的磷脂成分，降低了蛋黄的乳化能力，用它制作的蛋黄酱黏度较低，感官品质较差。而超临界萃取法能选择性脱除蛋黄粉中胆固醇，保留了较多的磷脂和蛋白质成分。因此，用它制作的蛋黄酱具有良好的物理状态和感官品质。2004年，张佳程又着重研究了装填系数和萃取时间对超临界CO2萃取蛋黄粉中胆固醇的影响。结果表明，在萃取温度为40 ℃、萃取压力为30 MPa时随着装填系数的减少和萃取时间的增加，蛋黄粉的产率降低，脂肪脱除率和胆固醇脱除率增加。胡卫军等采用超临界CO2萃取对去除蛋黄粉中胆固醇和甘油三酯进行了研究，通过正交试验发现萃取压力为31.5 MPa、萃取温度40 ℃、被萃取蛋黄粉300 g、萃取时间3 h时所得蛋黄粉中胆固醇的残留质量分数仅为0.019％。

超临界CO2萃取法安全卫生，不会有任何有害物质残留，且对胆固醇选择性脱除效果较好，磷脂损失率相对较低，但一次性设备投资较大。

2. 胆固醇脱除的化学方法

（1）溶剂抽提法 溶剂萃取方法研究时间最早，采用的是相似相溶的原理。由于胆固醇是一种脂溶性物质，因此有机溶剂萃取是首选的一种技术。1981年就用正己烷一异丙醇混合溶剂萃取蛋黄油，所得毛油经过脱胶、精炼和脱色以后，胆固醇减少了40％。随后许多研究者探索利用其他有机溶剂抽提各种蛋制品中的胆固醇，如用石油醚和石油醚-甲醇从脱水蛋黄中萃取胆固醇，发现用石油醚可以将蛋黄粉中胆固醇由18.7 mg/g 降低到5.7 mg/g；而用石油醚一甲醇萃取蛋黄胆固醇时，其胆固醇几乎全部除掉。2003年，陕西师范大学张京芳对低胆固醇鹌鹑蛋黄粉的制备工艺进行了研究，结果表明最佳工艺参数为：有机溶剂脱除胆固醇的时间3 h、温度50 ℃、石油醚与鹌鹑蛋黄粉的比例10 mL∶1 g，此时胆固醇脱除率达89.5％、磷脂损失率11.8％、磷脂含量29.0％、胆固醇含量3.1 mg/g。从脱除效果来看，食品原料和有机溶剂的种类是主要影响因素，同一有机溶剂对不同食品原料的处理效果不同，同一食品原料对不同有机溶剂的反应效果也不同，但总体来讲，混合溶剂的萃取效果优于单一溶剂，液体食品的处理效果优于固体 食品。

（2）β-环状糊精包合法 β-环糊精的特殊结构使它可以作为主体与胆固醇形成稳定的胆固醇-β-环糊精包合物。这种包合物既不溶于水也不溶于油脂，可以通过离心的方法从液体食品中去除。研究证明，利用β-环状糊精包埋法从蛋黄体系中脱除胆固醇时具有很强的选择脱除能力。曹劲松等采用β- CD包合法处理蛋黄，结果显示此法能脱除蛋黄中92.4％的胆固醇，且产品得率可高达85.0％，脱除胆固醇后的产品其理化性质基本不变。Smith等用β-环糊精包埋法降低蛋黄胆固醇近90.0％。于景华等利用β- CD法处理蛋黄液，胆固醇脱除率为92.0％。2000年，无锡轻工大学的王勤等进行了实验室规模β-环糊精脱除鸡蛋中胆固醇工艺的研究。在优化的工艺参数条件下，此法能以较低的环状糊精添加量（大概为15.0％）获得较高的蛋黄中胆固醇的去除率（85.0％），同时保证低胆固醇蛋制品具有原蛋黄的营养价值和功能性质，并在扩大实验中得到了胆固醇去除率达85.0％、原料回收率达90.0％的低胆固醇蛋黄粉。

虽然β-环糊精处理食品的过程中，还会包埋磷脂等其他营养物质，且离心设备要求高，离心处理后β-环糊精在食品中会有残留，但是由于β-环糊精的生产成本不断降低，而且能够回收利用，其安全性也大大高于一般有机溶剂，因此采用β-环糊精包合法制备低胆固醇食品将具有更好的经济效益和工业化前景。

3. 胆固醇氧化酶法

微生物直接转化胆固醇时，由于菌体酶浓度、纯度以及酶体系复杂性的限制，使转化胆固醇的时间延长、转化产物复杂化。因此，需将微生物胆固醇氧化酶分离后再应用。近年来，随着一些高胆固醇氧化酶菌株的发现以及胆固醇氧化酶的获得，对胆固醇氧化酶在低胆固醇蛋制品制备中的应用也随即展开。研究证明，在利用酶液转化蛋黄胆固醇时，胆固醇氧化酶和磷脂酶C共存可以促进胆固醇的降解作用。随后，利用红球菌的超声处理提取液降解蛋黄中的胆固醇，其降解率达到40％。

中国农业大学的牛天贵等研究指出，以胆固醇为唯一碳源和能源，利用食肉动物肠道的19份样品经过筛选和培养，最终选出胆固醇降解酶活性较高的菌株T12-1，菌株T12-1发酵上清液应用在蛋黄胆固醇降解中作用显著。经动物实验，T12-1菌株在食品中应用安全、无毒。吕陈峰等研究了用响应面分析法优化酶法转化蛋黄胆固醇的工艺，在最优条件下，胆固醇转化率达85.61％。

与微生物直接作用法相比，酶法不仅转化效率高，而且转化产物相对单一，应用前景广阔。但是由于其中间氧化产物复杂且有些中间产物稳定存在，而目前有关这些稳定中间产物和氧化终产物对人体健康的影响研究不足，所以这种方法用于低胆固醇蛋品的开发还有很长的路要走。

随着人们对饮食健康的日益关注，低胆固醇蛋品的研究无疑成为了一个新的研究热点。与其他方法相比，利用胆固醇氧化酶降低蛋品中的胆固醇具有胆固醇的脱除率高、不影响食品的风味、应用于工业对设备要求简单等优点。从长远来看，利用无毒微生物或胆固醇氧化酶转化或降解胆固醇以生产低胆固醇蛋品将成为一种趋势。但由于酶的来源以及酶反应体系等的研究还处于起步阶段，所以它的工业化道路还很漫长。就目前来说，β-环糊精包埋法和超临界流体萃取法处于主导地位。

编辑：王慧 审核专家：农产品加工杂志社总编 张成龙