Как правильно пишется не содержит холестерин или холестерина­?

Родительный падеж в данном случае предпочтительнее. Выбор в пользу винительного падежа не будет фатальной ошибкой, так как так тоже иногда говорят. Но всё же источники склоняются именно к родительному падежу. Замечу, что исторически до XX века вообще в 90–95 процентах подобных случаев употреблялся родительный падеж, а не винительный.

Есть перечень случаев, когда при наличии перед управляющим глаголом частицы "не" нужно употребить исключительно родительный падеж (тогда винительный невозможен), а есть случаи, когда годится лишь родительный и только он. Например: "он не терял времени" (род. п.), но: "я не смотрел этот фильм" (вин. п.). В остальных же случаях чаще всего эти падежи конкурируют, поэтому допустим любой из них. Подробнее об этом читайте здесь.

В Вашем конкретном случае, когда речь идёт о веществе [холестерин — вещество], родительный падеж является более предпочтительным. В этой ветке форума можно почитать дискуссию по этому поводу.

Итак, я бы сказал/написал вот так: не содержит холестерина.