固载环糊精磁性材料的制备及其应用于脱除蛋黄胆固醇的研究

固载-环糊精磁性材料的制备及其应用于脱除蛋黄胆固醇的研究 / - 1 - 中国科技论文在线 固载-环糊精磁性材料的制备及其应用于脱除蛋黄胆固醇的研究# 邱雁，苏宇杰，杨严俊* 基金项目：国家高技术研究发展计划 863（2013AA102207） 作者简介：邱雁，女，硕士，蛋品加工与蛋品分析方向 通信联系人：杨严俊，男，教授，蛋品加工与蛋品分析方向 （江南大学食品学院，江苏无锡 214122） 5 摘要：制备固载 -环糊精磁性纳米材料（Fe3O4cyclodextrin），将该材料应用于降低蛋黄胆固醇的含量。采用傅里叶红外光谱仪、扫描电镜、纳米粒度分析仪和热分析系统表征材料。探究蛋黄稀释度、蛋黄体系 pH、磷脂酶 A2酶解预处理等条件对蛋黄胆固醇脱除率的影响。结果表明：Fe3O4cyclodextrin磁材料的粒径分布范围为 150 nm - 300 nm，四氧化三10 铁含量为 64.2 %，在乙醇中有良好的分散性。在标准胆固醇溶液中，材料的吸附平衡时间为 45 min，胆固醇吸附载量为 210 mg/g。当蛋黄与水比例为 1：10（w/v）,体系 pH 为 3.0 或 9.0 条件下，材料具有较高的胆固醇脱除率，为 51 %。磷脂酶 A2 酶解处理蛋黄液 40 min后，材料对蛋黄胆固醇脱除率可提高至 58 %。Fe3O4cyclodextrin 材料作用于蛋黄液制备得低胆固醇蛋黄液，在不同 pH条件下，蛋黄蛋白损失率为 7.5 % - 8.1 %。Fe3O4cyclodextrin15 磁材料重复利用 24 次后仍具有良好的胆固醇吸附性。 关键词： -环糊精；磁性纳米颗粒；胆固醇；蛋黄 中图分类号：TS2 Cholesterol removal from yolk using -cyclodextrin grafted 20 magnetic nanoparticles QIU Yan, SU Yujie, YANG Yanjun (School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Jiangsu Wuxi 214122) Abstract: In this paper, strategy was utilized to coat magnetic nanoparticles using ordinary radical polymerization process and then cyclodextrin was linked onto the surface of nanoparticles 25 (Fe3O4cyclodextrin). Instruments as FTIR, Zetasizer nano ZS, Scanning electron microscope and TGA were used to analyze the size, morphology and magnetic properties of functioned nanoparticles in our study. It was found that the size of nanoparticles distributed between 150 nm to 300 nm and the magnetic nanoparticles show sphere morphology with good magnetic properties, dispersity and high stability. Magnetic content of Fe3O4cyclodextrin was about 64.2%. With 30 these modified nanoparticles grafted with cyclodextrin, process of adsorption of cholesterol was conducted in standard cholesterol solution and egg yolk. Fe3O4cyclodextrin nanoparticles show excellent ability to adsorb cholesterol as the adsorption equilibrium was within 45 min and the maximum adsorption amount was 210 mg/g. Influence of several factors on cholesterol removal efficiency were discussed such as dilution folds, pH adjustment, and enzymatic pretreatment. 35 Protein loss of yolk was 7.5 % - 8.1 % during the proces at different pH. Fe3O4cyclodextrinl magnetic nanoparticles showed good cholesterol adsorption properties after 24 recycling times. Key words: -cyclodextrin; magnetic nanoparticles; cholesterol; yolk 0 引言 40 鸡蛋营养丰富，蛋白质含量高，其氨基酸组成与人体蛋白相似。鸡蛋具有良好的功能特性，例如与食品加工密切相关的起泡性、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，单个鸡蛋的胆固醇含量一般为 200 - 300 mg，过多的胆固醇摄入会 / - 2 - 中国科技论文在线 增加高血脂症和冠心病等病症的产生1。同时,相关研究表明，胆固醇在氧气、光、热等条件下易氧化，可产生环氧胆固醇, 过氧化胆固醇等 60 余种胆固醇氧化物，这些氧化物可致45 癌并使有机体突变,有致畸、致癌的风险，因此需要降低蛋黄中胆固醇的含量来提高蛋黄液的应用性2。 -环糊精（-CD）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，包括蚊蝇醚、绿原酸以及氯霉素等3-5。但是纯 -CD 粉末法包埋胆固醇的过程中存在环糊精残留问题，且纯 -CD 粉末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50 环糊精中分离出来，使环糊精得以重复利用。因此将 -CD 固载于特定载体上能够降低环糊精在蛋黄体系的残留率，增加环糊精的循环利用性6。 磁性纳米颗粒为具有磁核-功能壳体结构，在外加磁场下能够快速分离，同时磁性纳米颗粒粒径小，与目标物有较好的接触效率7。将 -CD 固载于磁性纳米颗粒表面作为复合材料降低蛋黄中胆固醇的含量，可以提高 -CD 的循环利用性，降低复合材料与食品体系的分55 离难度。本文选择交联剂“己二酸二异腈脂”（HMDI）和催化剂“辛酸亚锡”，以“三步法”的方式制备固载 -CD 磁性纳米颗粒（Fe3O4cyclodextrin），反应条件温和，并研究Fe3O4cyclodextrin 纳米颗粒在蛋黄体系中降低蛋黄胆固醇含量的作用条件与影响因素。 1 实验部分 1.1 材料与仪器 60 胆固醇、-CD、壳聚糖、乙酸、己二酸二异腈脂、辛酸亚锡、乙醇、七水合硫酸亚铁，六水三氯化铁，氨水、二甲亚砜（DMSO）、乙醚、石油醚、乙腈、异丙醇、磷脂酶 A2、正庚烷、百里酚蓝、酚酞，以上试剂均为分析纯，购于国药集团化学有限公司。 Micolet Nexus 470 傅里叶变换红外光谱仪，美国 Thermo Electron 公司；S3500 激光粒度分析仪，英国马尔文公司；TGA/SDTA851e 热分析系统，瑞士梅特勒托利多仪器有限公65 司；Waters 1525 高效液相色谱仪，美国 Waters 公司；扫描电镜日立 TM3030，日本日立公司；Zetasizer nano ZS 纳米粒度分析仪，英国马尔文公司；KQ-400KDE 型高功率数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；冷冻离心机，美国 Sigma 公司；DHG-9140A 型电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司。 1.2 Fe3O4cyclodextrin 磁材料的制备 70 依据“化学共沉淀法”制备四氧化三铁磁性纳米颗粒，称取一定质量的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）。在氮气流保护下，60 反应 30 min。加入氨水调节反应体系 pH 至 10，继续反应 30 min。在磁场条件下迅速收集磁颗粒，乙醇和蒸馏水反复洗涤，冷冻干燥。将制备所得的磁性纳米颗粒在蒸馏水中超声分散 30 min，在 60 ，氮气流的保护下高速搅拌 20 min。立即添加氨水即生成四氧75 化三铁颗粒，继续反应 15 min，在外加磁场下分离，蒸馏水洗涤、冷冻干燥得 Fe3O4颗粒。 将 0.2 g 的壳聚糖溶解于 50 mL 2 % 的乙酸中形成壳聚糖溶液，将壳聚糖溶液以滴状方式匀速滴入磁性纳米颗粒分散液中,60 下反应 2 h，得固定化壳聚糖磁性纳米颗粒（Fe3O4chitosan）。加入 0.2 mL 交联剂 HMDI，2-3 滴辛酸亚锡，反应持续 2 h。在磁场条件下，收集磁性纳米颗粒，乙醇和水反复洗涤，冷冻干燥。制备得 Fe3O4chitosan-HMDI80 磁性纳米颗粒。称取 2 g -CD，50 溶解于 50 mL 二甲亚砜（DMSO）中，将Fe3O4chitosan-HMDI 纳米颗粒分散于 -CD/DMSO 溶液中，加入催化剂辛酸亚锡。50 / - 3 - 中国科技论文在线 条件下反应 2 h，收集磁性纳米颗粒，无水乙醇反复洗涤，冷冻干燥，制备得Fe3O4cyclodextrin 纳米颗粒。图 1 为 Fe3O4cyclodextrin 磁性纳米颗粒的制备示意图。 85 图 1 Fe3O4cyclodextrin 磁性纳米材料制备示意图 Fig. 1 Demonstration of preparing process of Fe3O4cyclodextrin nanoparticles 1.3 Fe3O4cyclodextrin 磁材料表征 Fe3O4cyclodextrin 磁性材料采用 Micolet Nexus 470 傅里叶变换红外光谱仪经 KBr 固体压片后进行分析，扫描波段为 300 cm-1-5000 cm-1；颗粒的形貌及分散状态采用日立90 TM3030 扫描电子显微镜进行表征，将制得的颗粒超声分散在无水乙醇中，取分散液滴在铝箔上，挥干后，测定颗粒的形貌、分散状态；通过纳米粒度分析仪 Zetasizer nano ZS 分析材料的粒径大小；Fe3O4cyclodextrin 磁材料置于 TGA/SDTA851e 热分析系统中进行测定，25 - 900 下进行扫描，升温速度为 20 /min，氮气流速度为 50 mL/min。 1.4 Fe3O4cyclodextrin 材料在胆固醇标准溶液中的吸附性研究 95 1.4.1 胆固醇含量测定 采用 HPLC 法测定胆固醇含量。HPLC 测定条件为：Waters 1525 HPLC 分析仪，C18反相色谱柱，柱温 45 ，流动相为乙腈和异丙醇（体积比为 4：1），检测器测定吸光波长为210 nm。 1.4.2 Fe3O4cyclodextrin 磁材料在胆固醇标准溶液中的吸附性研究 100 50 mg Fe3O4cyclodextrin 磁材料分散在胆固醇/乙醇溶液中（1 mg/mL）进行胆固醇吸附实验，吸附温度为 25 。根据公式：q=V(C0-Ce)/M 计算吸附在 Fe3O4cyclodextrin 材料上胆固醇的量。其中 q 为吸附在单位质量纳米颗粒上的胆固醇含量（mg/g）；V 为溶液体积；C0 为初始溶液中胆固醇浓度，Ce 为测定溶液中胆固醇的浓度；M 为 Fe3O4cyclodextrin 纳米颗粒质量。吸附过程中，每隔 5 min 测定溶液中的胆固醇含量，计算吸附在105 Fe3O4cyclodextrin 材料上胆固醇的含量。绘制 Fe3O4cyclodextrin 磁材料的吸附等温曲线，分析材料在标准胆固醇溶液中的吸附特性。 1.5 Fe3O4cyclodextrin 磁材料在蛋黄体系中对胆固醇的吸附性研究 用蛋清分离器将蛋清蛋黄分离，纸巾吸去蛋黄表面多余的蛋清。戳破鸡蛋膜，取蛋黄流出液至烧杯中备用。固载材料在蛋黄体系的吸附性与蛋黄体系状态相关，主要探讨蛋黄体系110 稀释度、pH、磷脂酶 A2（PLA2）酶解预处理等条件对 Fe3O4cyclodextrin 磁材料脱除蛋黄胆固醇效率的影响。 1.5.1 蛋黄体系稀释度 调节蛋黄原液与水的比例（w/v）为 1：5, 1：10, 1：15, 1：20，分别表示蛋黄稀释倍 / - 4 - 中国科技论文在线 数为 5 倍，10 倍，15 倍与 20 倍。调节蛋黄稀释液 pH 至 6.0，Fe3O4cyclodextrin 磁材料添115 加量为蛋黄原液质量的 10 %。蛋黄稀释液置于固定摇床振摇 2 h，温度设定为 25 。测定Fe3O4cyclodextrin 磁材料作用后蛋黄胆固醇的脱除率。 1.5.2 蛋黄体系 pH 氢氧化钠或盐酸调节蛋黄体系 pH 至 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0，9.0。蛋黄与水比例设定为 1：10（w/v）,体系温度设定为 25 。蛋黄稀释液中加入 Fe3O4cyclodextrin 磁材料，120 置于固定摇床振摇 2 h。测定在不同 pH 条件下，蛋黄中胆固醇的脱除率。 1.5.3 磷脂酶 A2 酶解预处理蛋黄液 取 5 g 蛋黄原液，添加蒸馏水 50 mL 稀释蛋黄原液。PLA2 添加量为 1 %（v/w），50 条件下分别酶解处理 5 min,10 min,15 min,20 min,25 min,30 min,35 min,40 min,45 min,50 min。酶解预处理结束后在 90 条件下，搅拌灭酶 10 min。取 PLA2 处理的蛋黄稀释液，加125 入 0.5 g Fe3O4cyclodextrin 磁材料进行蛋黄液中胆固醇的吸附性实验，测定蛋黄液中胆固醇的脱除率。 PLA2 作用于蛋黄中磷脂将其转化为溶血磷脂，1 个单位物质的量的磷脂完全转化为溶血磷脂生成 1 个单位物质的量的脂肪酸。以脂肪酸生成量（FFA）作为指标，测定 PLA2对蛋黄液的水解进度。脂肪酸生成量测定：称取 4.0 g 左右反应液，加 25 mL Dole 试剂 (异丙130 醇：正庚烷：H2SO4 = 40:10:1, V/V/V)，剧烈震荡 3 min，加入正庚烷溶液和去离子水，剧烈震荡，4000rpm 离心 10min。吸取上清液，加 3 滴混合指示剂（百里酚蓝：酚酞=1：3），用标准氢氧化钠乙醇溶液滴定。 1.6 蛋黄液蛋白质含量变化 称取蛋黄液 5 g，添加蒸馏水 50 mL 稀释蛋黄原液。在蛋黄稀释液中加入135 Fe3O4cyclodextrin 磁材料进行蛋黄液中胆固醇的吸附性实验，按 1.5.2 方法调节蛋黄体系pH，温度设定为 25 ，时间为 2 h。凯氏定氮法测定不同 pH 条件下，Fe3O4cyclodextrin磁材料作用前后蛋黄液中蛋白质含量，计算蛋白质的损失率。 1.7 Fe3O4cyclodextrin 磁材料重复利用性 按图 2 进行蛋黄胆固醇的脱除实验，Fe3O4cyclodextrin 磁材料经乙醇洗脱后重复利用。140 每进行 3 次吸附-洗脱循环过程后，将固载材料置于胆固醇标准溶液中，25 振荡吸附 2 h,测定 Fe3O4cyclodextrin 磁材料对胆固醇的吸附载量。 / - 5 - 中国科技论文在线 图 2 Fe3O4cyclodextrin 磁材料吸附-洗脱循环过程示意图 145 Fig. 2 Demonstration of separation and recycling process of Fe3O4cyclodextrin nanoparticles 2 结果与讨论 2.1 Fe3O4cyclodextrin 磁材料制备 方法 1.2 所示为 Fe3O4cyclodextrin 磁材料的制备过程。本研究中采用的制备方式为“三150 步式包覆法”，首先将壳聚糖修饰于磁性纳米颗粒表面，在交联剂与催化剂的作用下，通过-CD 与壳聚糖交联将 -CD 包覆于磁性纳米颗粒表面。该制备过程所需时间短，效率高，反应条件温和。表 1 为本文研究所采用的制备方式以及制备所得 Fe3O4cyclodextrin 纳米颗粒状态与已有文献数据的对比。 表 1 Fe3O4cyclodextrin 磁性材料不同制备方式的比较 155 Tab.1 Comparison of different methods of preparation of Fe3O4cyclodextrin nanoparticles 材料 制备反应总时间 粒径 -CD 固载率 本实验 10 h 150-300 nm 28 % LuLu Fan, 20128 3 天 100 nm 未测定 NieJunWang, 2014 5 天 10-20 nm 20.3 % 2.2 Fe3O4cyclodextrin 磁材料表征 2.2.1 红外测定 160 图 3 Fe3O4、Fe3O4chitosan、Fe3O4chitosan-HMDI 和 Fe3O4cyclodextrin 磁性材料红外光谱图 Fig. 3 FTIR spectrum of (A) pure Fe3O4 nanoparticles (B)Fe3O4chitosan nanoparticles (C) Fe3O4chitosan-HMDI nanoparticles (D) Fe3O4cyclodextrin nanoparticles 固载 -环糊精磁性颗粒制备过程中，利用己二酸二异腈酯（HMDI）中的腈酯键165 （-N=C=O）与 -环糊精作用使 -环糊精包覆在壳聚糖修饰的磁性纳米颗粒上。图 3 为磁性纳米颗粒的红外谱图，其中图 3（A）为 Fe3O4 磁性纳米颗粒红外色谱图，图 3（B）为Fe3O4chitosan 磁性纳米颗粒红外谱图，图 3（C）为 Fe3O4chitosan-HMDI 磁性纳米颗粒 / - 6 - 中国科技论文在线 红外谱图图 3（D）为 Fe3O4cyclodextrin 纳米颗粒红外谱图。图 3（A）中，562cm-1 处的吸收峰为 Fe-O 特征吸收峰；图 3（B）中 3420cm-1 处的吸收峰为壳聚糖中-OH 的伸缩振动；170 图 3（C）中 2287 cm-1 处的吸收峰为腈酯键（-N=C=O）的特征吸收峰，表明交联剂 HMDI作用于壳聚糖修饰的磁性纳米颗粒。在图 3（D）中，腈酯键（-N=C=O）的特征吸收峰强度的明显减弱,证明 -CD 成功包覆于磁性纳米颗粒上，形成 Fe3O4cyclodextrin 纳米颗粒。 2.2.2 颗粒形态及粒径分析 图 4 为 Fe3O4cyclodextrin 磁扫描电镜及粒径分布图，从图中可观测出纳米颗粒在乙醇175 溶液中分散良好，颗粒呈球形。Fe3O4cyclodextrin 磁性纳米颗粒额粒径分布在 150 nm -300 nm 之间。Fe3O4 磁性纳米颗粒的平均粒径为 156 nm，而 Fe3O4cyclodextrin 磁性纳米颗粒的粒径集中分布于 232 nm。在磁性颗粒表面包覆上壳聚糖、-环糊精等有机物会增加纳米颗粒的粒径，在本实验中，包覆壳聚糖、-环糊精后颗粒粒径增加约 80 nm。 180 图 4 Fe3O4cyclodextrin 磁性材料扫描电镜及粒径分布图 Fig. 4 Scanning electron microscope and size distribution of Fe3O4cyclodextrin nanoparticles 2.2.3 热重 采用 TGA/SDTA851e 热分析系统在 25 -800 温度范围内测定 Fe3O4cyclodextrin 磁185 性材料的质量损失。从图 5 中得出，在 25 - 250 的温度范围内，材料质量损失约为 0.3 %，此部分的质量损失由纳米颗粒的表面结合水引起。在 250 - 800 的温度范围内，Fe3O4cyclodextrin 磁性材料质量损失约为 35.5 %，Fe3O4cyclodextrin 磁性材料质量的损失可能由较高包覆率的 -CD 的热损失引起。通过减去结合水和聚合物的重量得出Fe3O4cyclodextrin 纳米颗粒中 Fe3O4的含量约为 64.2 %。NieJun Wang 采用 SiO2 交联 -CD190 制备 Fe3O4cyclodextrin 磁性纳米颗粒，其 Fe3O4的含量约为 53.43 %9。 / - 7 - 中国科技论文在线 图 5 Fe3O4cyclodextrin 磁性材料热重分析图 Fig. 5 TGA curve of Fe3O4cyclodextrin nanoparticles 2.3 Fe3O4cyclodextrin 磁材料在标准胆固醇溶液中的吸附性研究 195 从图 6 胆固醇吸附曲线中可以得出，Fe3O4cyclodextrin 纳米颗粒材料在 45 min 中内可以达到对胆固醇的吸附平衡，最大吸附载量为 210 mg/g。作为对比，实验中同时测定了Fe3O4chitosan 纳米颗粒的胆固醇吸附载量为 30 mg/g。因此，在 Fe3O4chitosan 纳米颗粒外层包覆 -CD 之后，材料的吸附载量增加约 180 mg/g。分别以 1/t 与 t 作为横坐标，1/qt 与t/qt 作为纵坐标绘制曲线。如图 7，吸附动力学数据显示，磁性纳米材料在胆固醇标准溶液200 中的吸附过程符合二级动力学方程，反应常数 k 为 0.27。 图 6 时间对 Fe3O4cyclodextrin 磁性材料的胆固醇吸附载量影响 Fig. 6 Effect of reaction time on the adsorbing amount of Fe3O4cyclodextrin (initial concentration: 1.0 mg/ml; temperature: 25 ) 205 / - 8 - 中国科技论文在线 图 7 Fe3O4cyclodextrin 材料在胆固醇标准溶液中的吸附动力学 Fig. 7 Kinetics of the adsorption of cholesterol by cyclodextrin grafted nanoparticles (A) Pseudo first-order 210 kinetics, the linear plot of 1/qt vs. 1/t; (B)Pseudo second-order kinetics, the linear plot of t/qt vs. t. 2.4 Fe3O4cyclodextrin 磁材料在蛋黄体系中对胆固醇的吸附性研究 2.4.1 蛋黄体系稀释度 图 8 为不同蛋黄与水（w/v）的混合比例下，Fe3O4cyclodextrin 磁材料在蛋黄体系中对胆固醇的吸附率。当蛋黄原液稀释倍数分别为 5 倍，10 倍，15 倍与 20 倍时，蛋黄胆固醇的215 脱除率分别为 27 %，42 %，64 %，71 %。当蛋黄稀释度增加时，Fe3O4cyclodextrin 磁材料在蛋黄体系中对胆固醇的脱除率增加。当稀释度增加时，由于蛋黄体系粘度降低，材料在蛋黄体系中分散的传质阻力降低，因此 Fe3O4cyclodextrin 磁性材料更易与目标分子接触进行作用10。但是在工业上，过高的蛋黄稀释度降低蛋黄原料利用的经济性，因此，蛋黄与水的比例宜控制在 1:10（w/v）。 220 图 8 不同稀释度下蛋黄胆固醇脱除率 Fig. 8 Cholesterol removal efficiency from egg yolk at different dilution fold / - 9 - 中国科技论文在线 2.4.2 蛋黄体系 pH 225 图 9 pH 3.0-9.0 条件下蛋黄胆固醇脱除率 Fig. 9 Cholesterol removal efficiency from egg yolk in the range of pH 3.0-9.0 图 9 为蛋黄体系在 pH 3.0 - 9.0 下磁性纳米颗粒对胆固醇的吸附性。在 pH 3.0 与 pH 9.0条件下，Fe3O4cyclodextrin 磁材料具有更高的吸附率为 51 %。在 pH 6.0 与 pH 7.0 条件下，230 材料在蛋黄体系中对胆固醇的吸附率较低，分别为 42 % 与 43 %。蛋黄体系中存在难溶性蛋白，其中大部分难溶性蛋白存在于蛋黄颗粒中11。蛋黄颗粒包裹蛋白质及脂类物质，利用 SEM 测定蛋黄颗粒粒径，约为 100 nm-8 m12。当蛋黄体系处于 pH 3.0 与 pH 9.0 时，部分难溶性蛋白质溶解率较高，蛋黄颗粒状态发生变化，影响 Fe3O4cyclodextrin 磁材料在蛋黄体系中对胆固醇的吸附性能13。 235 2.4.3 PLA2酶解预处理蛋黄液 图 10 不同 PLA2 酶解预处理时间下蛋黄中胆固醇的脱除效率 Fig. 10 Influence of treating time with PLA2 on the cholesterol removal efficiency 240 / - 10 - 中国科技论文在线 图 11 时间对蛋黄中游离脂肪酸生成量的影响 Fig. 11 Influence of time on the amount of FFA produced PLA2 酶解预处理蛋黄稀释液，酶解时间为 5 - 50 min，制备得不同酶解时间的预处理蛋245 黄液。图 10 为在 Fe3O4cyclodextrin 磁材料作用下，不同酶解时间的蛋黄预处理液的胆固醇脱除率。PLA2 酶解时间为 5 - 35 min 时，蛋黄胆固醇脱除率从 42 %升高至 58 %，当酶解时间为 40 min 之后，蛋黄胆固醇脱除率维持稳定，为 58 %。磷脂酶 A2 的酶解底物为蛋黄中的磷脂，将磷脂转化为溶血磷脂，在 PLA2 的作用过程中，蛋黄液中蛋白质的溶解度会增高，蛋黄液中颗粒粒径会降低，增加了 Fe3O4cyclodextrin 磁材料与胆固醇的接触性14。同250 时，磷脂酶 A2 的作用可能会引起蛋黄颗粒内蛋白质、脂类、胆固醇结合状态的变化，释放部分结合态胆固醇，提高胆固醇脱除率。PLA2 作用蛋黄液后，能提高蛋黄液的乳化性，对蛋黄液的应用性影响较小。因此可采用 PLA2 预处理蛋黄液提高蛋黄胆固醇脱除率。图 11显示，PLA2 酶解处理蛋黄液过程中，在酶解时间 60 min 内，脂肪酸的生成量随时间变化而升高，蛋黄磷脂在不断转化为溶血磷脂。图 10 与图 11 对比显示，在 PLA2 酶解蛋黄液进程255 前期，蛋黄颗粒状态的变化影响 Fe3O4chitosan 磁材料对蛋黄胆固醇脱除率。酶解 40 min后，PLA2 继续作用于蛋黄磷脂，蛋黄胆固醇脱除率却维持稳定。 2.5 蛋黄液蛋白质含量变化 -环糊精粉末包埋法、超临界 CO2 萃取法、化学吸附法等方式脱除蛋黄体系胆固醇时，会引起蛋黄蛋白质含量的降低。图 12 为不同 pH 条件下，Fe3O4cyclodextrin 磁材料作用于260 蛋黄体系后，蛋黄液中蛋白质成分的变化。当蛋黄体系处于酸性体系时，蛋黄蛋白质损失率为 7.5 % - 8.1 %。当 pH 为 3 时，蛋白质的损失率较高，为 8.1 %。而在中性或碱性条件下，蛋黄蛋白质的损失率较低，为 7.5 %。在酸性条件下，Fe3O4cyclodextrin 磁材料中的壳聚糖中氨基带正电，易结合蛋白质引起蛋黄蛋白质含量的损失。采用其它方式降低蛋黄胆固醇含量，蛋黄液中蛋白质的损失率可达到 15 % - 20 %15。本研究中，蛋白质的损失率相对较265 低。 / - 11 - 中国科技论文在线 图 12 pH 3.0-9.0 条件下蛋黄蛋白质的损失率 Fig. 12 Protein loss of yolk at pH 3.0- 9.0 2.6 材料重复利用性 270 图 13 重复实验中 Fe3O4cyclodextrin 磁性材料对胆固醇的最大吸附载量 Fig. 13 Maximum adsorption of cholesterol on Fe3O4cyclodextrin nanoparticles in repeated experiments 275 按照图 2 所示方法进行蛋黄中胆固醇的脱除实验，测定 Fe3O4cyclodextrin 磁材料的重复利用性。在重复 24 次胆固醇脱除实验后，固载材料的最大吸附载量约为 200 mg/g，结果显示该材料有良好的重复利用性。 3 结论 本文以壳聚糖作为中间体，在交联剂 HMDI 与催化剂辛酸亚锡的作用下，制备280 Fe3O4cyclodextrin 磁材料，该制备方法消耗时间短、效率高。同时探索了 Fe3O4cyclodextrin磁材料在标准胆固醇溶液和蛋黄体系中的实际应用性。实验结果显示，Fe3O4cyclodextrin磁材料在蛋黄体系中可有效降低蛋黄中胆固醇含量，且该材料循环利用性高，易从食品体系中快速分离。该材料在降低蛋黄胆固醇含量的同时，对蛋黄蛋白质成分影响较低，其在低胆固醇蛋黄产品的制备领域有良好的应用前景。 285 / - 12 - 中国科技论文在线 参考文献 (References)1 VConway, P.Couture, C.Richard. Impact of buttermilk consumption on plasma lipids and surrogate markers of cholesterol homeostasis in men and womenJ. Nutrition, Metabolism & Cardiovascular Diseases, 2013, 23:1255-1262. 2 Zardetto S, Barbanti D, Dalla Rosa M. Formation of cholesterol oxidation products (COPs) and loss of 290 cholesterol in fresh egg pasta as a function of thermal treatment processingJ. Food Research International, 2014, 62:177-182. 3 Gurarslan A, Shen J, Caydamli Y, Tonelli AE Pyriproxyfen cyclodextrin inclusion compoundsJ. Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry,30:1-8. 4 Ramos AI, Braga TM, Silva P, Fernandes JA, Ribeiro-Claro P. cyclodextrin inclusion compounds: 295 co-dissolution and mechanochemical preparations and antibacterial actionJ. CrystEngComm ,2013,15 (15):2822-2834. 5 Budryn G, Nebesny E, Pa?ecz B, Rachwa?-Rosiak D, Hodurek P. Inclusion complexes of -cyclodextrin with chlorogenic acids (CHAs) from crude and purified aqueous extracts of green Robusta coffee beans (Coffea canephora L.)J. Food Research International, 2014, 61:202-213. 300 6 沈海民，纪红兵，武宏科. -环糊精的固载及其应用最新研究进展J.有机化学，2014，34:1549-1572. 7 Jia Tong, Ligang Chen .Review: Preparation and Application of Magnetic Chitosan Derivatives in Separation ProcessesJ. Analytical Letters, 2014, 46:2635-2656. 8 Lulu Fan, Ying Zhang. Fabrication of magnetic chitosan nanoparticles grafted with -cyclodextrin as effective adsorbents toward hydroquinolJ. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2012, 95:42-49. 305 9 Niejun Wang, Lilin Zhou. Adsorption of environment pollutants using magnetic hybrid nanoparticles modified with -cyclodextrinJ. Applied Surface Science, 2014, 305:267-273. 10 Rojas EEG, dos Reis Coimbra JS, Minim LA. Adsorption of egg yolk plasma cholesterol using a hydrophobic adsorbentJ. European Food Research and Technology, 2006, 223 (5):705-709. 11 Amanda Laca, Benjamin Paredes. Egg yolk granules: Separation, characteristics and applications in food 310 industryJ.LWT-Food Science and Technology, 2014, 59:1-5 12 Mine Y. Structural and functional changes of hen's egg yolk low-density lipoproteins with phospholipase A2J. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1997, 45 (12):4558-4563. 13 Rita de Cassia.Sousa,Jane S.R.Coimbra.Effect of pH and salt concentration on the solubility and density of egg yolk and plasma egg yolkJ.LWT, 2007, 40:1253-1258. 315 14 Katharina Daimer,Ulrich Kulozik.Oil-in-water emulsion properties of egg yolk:Effect of enzymatic modification by phospholipase A2J.Food Hydrocolloids, 2009, 23:1366-1373. 15 Rojas EEG, dos Reis Coimbra JS, Minim LA, Freitas JF. Cholesterol removal in liquid egg yolk using high methoxyl pectinJ. Carbohydrate polymers, 2007, 69 (1):72-78. 320