靈芝孢子粉破壁技術(shù)的研究進(jìn)展

王欣宇，車成來(lái)，林花，王霞，王宇輝，玄東哲，金龍哲

(延邊州農(nóng)業(yè)科學(xué)院,吉林 延吉 133001)

靈芝孢子粉破壁技術(shù)的研究進(jìn)展

王欣宇，車成來(lái)，林花，王霞，王宇輝，玄東哲，金龍哲*

(延邊州農(nóng)業(yè)科學(xué)院,吉林 延吉 133001)

根據(jù)多種破壁方法的實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)靈芝孢子粉破壁技術(shù)的主要方法進(jìn)行了綜述，目前國(guó)內(nèi)外多以物理法、機(jī)械法及相互結(jié)合的方法對(duì)靈芝孢子粉進(jìn)行破壁，靈芝孢子粉破壁技術(shù)市場(chǎng)上形式多樣，為靈芝破壁孢子粉的生產(chǎn)加工提供了基礎(chǔ)資料。

靈芝孢子粉；破壁技術(shù)；物理法；機(jī)械法

無(wú)機(jī)元素多以Si、Ca構(gòu)成，硅和鈣進(jìn)入靈芝孢壁成分幾丁質(zhì)使得孢壁更加堅(jiān)硬不易分解，限制了人們對(duì)靈芝孢子內(nèi)有效物質(zhì)的消化吸收，為使靈芝孢子內(nèi)的有效物質(zhì)得到充分的利用，有必要對(duì)孢子粉進(jìn)行破壁。而破壁率的高低決定人體對(duì)靈芝孢子內(nèi)有效成分的吸收率，人體服用經(jīng)破壁處理的靈芝孢子粉，吸收率可達(dá)95%以上。因此，破壁率作為標(biāo)志性依據(jù)，在提高破壁率的同時(shí)，破壁技術(shù)的方法亦顯得尤為重要。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)破壁技術(shù)工藝的方法層出不窮，大多采用的破壁方法主要有物理法、機(jī)械法和綜合法，而生物法和化學(xué)法由于其具有化學(xué)成分摻入等缺點(diǎn)，處理殘留化學(xué)物質(zhì)時(shí)則需要消耗大量的時(shí)間且不易處理干凈，有效成分易流失，破壁效果不明顯，故使用較少。本文通過(guò)查閱靈芝孢子粉破壁工藝技術(shù)的研究，對(duì)近年來(lái)破壁率較突出及破壁方法較新穎的技術(shù)進(jìn)行了概述，為日后對(duì)靈芝破壁孢子粉的生產(chǎn)加工提供方便，為靈芝孢子破壁的開發(fā)技術(shù)提供參考依據(jù)。

1 物理法

物理方法大多使用低溫、冷凍脆化、超聲波、微波等，也有采用一系列物理作用相結(jié)合的方法以破壞靈芝孢子壁。吳映明等[1]采用超低溫凍融處理和超聲波處理對(duì)靈芝孢子粉進(jìn)行破壁，實(shí)驗(yàn)表明增加凍結(jié)-解凍循環(huán)次數(shù)可在一定程度上能提高多糖含量。此方法具有破碎效果好、能量消耗小、成本低及操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，但是作用時(shí)間較長(zhǎng)。吳明忠利用一種比較理想的物理破壁方法——滾軸法[2]進(jìn)行破壁，破壁率高且穩(wěn)定在95%以上，該方法設(shè)備投入少、操作簡(jiǎn)便，試驗(yàn)證明遠(yuǎn)高于高壓勻漿法(破壁率不理想)、超音速氣流法(破壁效果較低，粉碎機(jī)內(nèi)壁粘附現(xiàn)象嚴(yán)重)，是一種較為理想的方法。在CO2的密閉容器里，在常溫與恒溫狀態(tài)下用震動(dòng)、摩擦、超聲波等一系列物理技術(shù)使之完全破壁，破壁率可達(dá)95%。采用過(guò)冷液氮進(jìn)行淬冷破壁，增加凍結(jié)解凍循環(huán)次數(shù)，當(dāng)循環(huán)5次時(shí)，破壁率為94.79%。但此方法設(shè)備要求較高。利用SI-5000 超高壓連續(xù)流冷凍細(xì)胞破碎機(jī)對(duì)未破壁的靈芝孢子進(jìn)行破壁，破壁效果較好，能夠在兩次的破碎之后，使靈芝孢子的破壁率達(dá)到 85.68%。對(duì)靈芝孢子粉破壁3次，破壁率為88.47%[3]。

2 機(jī)械法

2.1 高能納米沖擊磨法

是一種有效的機(jī)械破碎法，對(duì)活性物質(zhì)破壞小，易放大，通用性較強(qiáng)，可大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。張新新[4]等比較酸熱法、超聲波凍融法和高能納米沖擊磨法，結(jié)果表明采用高能納米沖擊磨法能顯著提高靈芝孢子的破壁率和孢子油得率，在球料比3∶1，球磨時(shí)間6 h 條件下，破壁率為 90. 36%。

2.2 超高壓超臨界流體撞擊流

該技術(shù)將撞擊流粉碎技術(shù)和超臨界流體技術(shù)相結(jié)合，孢子經(jīng)過(guò)卸壓氣爆和超高速撞擊產(chǎn)生開裂的起裂源，受壓破壁。在加載壓力300 MPa，加熱溫度250℃，保壓時(shí)間1 h，撞擊靶距10 mm條件時(shí)，靈芝孢子粉的破壁率為88.48%。

2.3 高速剪切超細(xì)粉碎設(shè)備

通過(guò)許多高速自轉(zhuǎn)的粉碎環(huán)作為粉碎介質(zhì)獲得強(qiáng)大的離心力和剪切力。在濕式粉碎情況下,可以在短時(shí)間內(nèi)將原料粒子粉碎成亞微米范圍的超細(xì)粉末。當(dāng)粉碎時(shí)間為60min,主軸轉(zhuǎn)速為1600r/min時(shí),破壁率達(dá)到100% 。

2.4 髙壓脈沖電場(chǎng)處理技術(shù)

矩形髙壓脈沖電場(chǎng)處理技術(shù)的應(yīng)用主要是食品的消毒和微生物滅菌，此方法具有易操作、耗時(shí)短、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。但其破壁率較低，并且會(huì)造成發(fā)熱、破壁不均勻的現(xiàn)象。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度為28kV/cm,脈沖個(gè)數(shù)為39418個(gè),脈沖寬度為80us時(shí),靈芝孢子粉的破壁率約為58.2%。

2.5 高壓均質(zhì)法

劉春延[5]等采用高壓均質(zhì)法破壁靈芝孢子，當(dāng)均質(zhì)壓力150 MPa、均質(zhì)次數(shù)3、料液比1∶100(g/mL)，破壁率為94.35%。

2.6 臨界高壓靜止破壁法

采用臨界高壓靜止破壁法可顯著提高靈芝孢子的破壁效果,破壁率為85. 7%，此法在破壁的同時(shí)易造成活性物質(zhì)的損失。

2.7 機(jī)械研磨法

采用機(jī)械研磨法將靈芝碎成納米級(jí)別，并利用此方法完成靈芝孢子的破壁實(shí)驗(yàn)，當(dāng)靈芝孢子在速度為600r/min時(shí),破壁率最高，可達(dá)到98.17%。

3 綜合法

3.1 機(jī)械法與物理法聯(lián)合

研究表明,變溫壓差脆化結(jié)合超微粉碎的技術(shù)，經(jīng)脆化、干燥后的靈芝孢子粉有分級(jí)去雜、純化靈芝孢子粉原料的作用，可提高微粉處理的破壁率，破壁率>99 %[6]。生物酶法、超臨界CO2法、超高壓超臨界法3 種破壁方法的破壁效率均低于綜合破壁方法，3種方法單獨(dú)應(yīng)用中，超高壓超臨界法的效率最高，其次是超臨界CO2法，效率最低的是生物酶法。綜合對(duì)比結(jié)果顯示，酶法聯(lián)合超高壓超臨界法綜合法破壁技術(shù)優(yōu)于單獨(dú)法，破壁率可達(dá)99%。

機(jī)械物理法250 型孢子粉破壁機(jī)組破壁法屬干法破壁,破壁率可達(dá)85%±2%。隨時(shí)間增加還可提高破壁率，但過(guò)高的破壁率影響操作和包裝。

3.2 物理法與生物法聯(lián)合

靈芝孢子生物酶破壁的最適酶類是溶壁酶，最適濃度是3.0%，最適酶解時(shí)間是4h，最適酶解溫度是38℃，最適滲透壓穩(wěn)定劑是0.4mol/L蔗糖，在此條件下，靈芝孢子粉破壁率達(dá)到80%以上。通過(guò)生物酶破壁與超聲波處理相結(jié)合，應(yīng)用冷凍干燥技術(shù)，靈芝孢子粉的破壁率達(dá)98%以上，此方法不含金屬雜質(zhì)，提高了純度。

3.3 機(jī)械法與化學(xué)法聯(lián)合

采用β-CD的濕法靈芝孢子粉破壁工藝，所添加的環(huán)糊精既可促進(jìn)靈芝孢子粉的破壁完全，又能夠有效包合靈芝孢子粉有效成分，破壁率達(dá)到90%。此方法抗霉變效果顯著。

4 討論與展望

除以上3種主要方法以外，采取生物法、化學(xué)法進(jìn)行處理，得到明顯的破壁率，通過(guò)浸泡酶解，結(jié)合細(xì)沙磨研磨進(jìn)行破壁，破壁率達(dá)到95%，靈芝孢子經(jīng)過(guò)浸泡、誘導(dǎo)和催芽，萌動(dòng)培養(yǎng)，進(jìn)行破壁，破壁率可達(dá)99%以上。

目前，使用較多的是物理法、機(jī)械法，但缺點(diǎn)是重金屬超標(biāo)、成本高、對(duì)機(jī)器設(shè)備要求嚴(yán)格，破壁后碎片過(guò)多，不易分離；綜合法比較理想，但操作時(shí)較繁瑣。對(duì)靈芝孢子粉的破壁還有一定的技術(shù)限制，仍存在亟待解決的問(wèn)題，為使人們對(duì)靈芝破壁孢子粉的利用率得到有效吸收，達(dá)到無(wú)污染，安全有效，易保存、穩(wěn)定，營(yíng)養(yǎng)成分不流失，不霉變，不氧化，既獲得較高的破壁效果，又能夠生產(chǎn)周期短、節(jié)省時(shí)間，加工方便易操作的效果，在保證生產(chǎn)加工自身利益的前提下，而能否達(dá)到目前市場(chǎng)上的最大收益價(jià)值，還有很長(zhǎng)的路需要走，因此，利用綜合法來(lái)探究多種方法結(jié)合一起達(dá)到目的，有必要研發(fā)更有效更易獲得、投資小、成本低的設(shè)備進(jìn)行破壁，另外，開發(fā)出新的能源技術(shù)方法，加強(qiáng)對(duì)新破壁方法的研究，比如熔融法、溶劑法聯(lián)合法、冷凍干燥法等以這種新型載體為媒介使藥物發(fā)揮更大的作用，破壁率與有效成分的吸收的相關(guān)性，以及破壁后孢子油的流出，使靈芝孢子粉有效成分對(duì)人體的吸收率最大化，研制出相對(duì)穩(wěn)定、適用于機(jī)械自動(dòng)化規(guī)?；a(chǎn)且易于開拓市場(chǎng)的產(chǎn)品，這有待于進(jìn)一步研究。

[1]吳映明,陳愛葵,彭錦紅,等.超聲波-超低溫凍融處理對(duì)靈芝孢子粉多糖提取的影響[J].中國(guó)食用菌,2008,27(3):34-35.

[2]吳明忠.靈芝孢子粉的研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2000: 1-31.

[3]奚灝鏘,陳穎恒,潘艷宜.采用超高壓破碎靈芝孢子的研究[J].廣東化工,2007,34(7):31-32,73.

[4]張新新,劉元法,李進(jìn)偉,等.不同破壁技術(shù)對(duì)靈芝孢子油提取的影響[J].中國(guó)油脂,2012,37(7):5-7.

[5]劉春延,張國(guó)財(cái),程方志,等.靈芝孢子粉破壁工藝優(yōu)化及其抗腫瘤作用[J].食品科學(xué),2016,37(14):51-55.

[6]周萍,安東,王朝川,等.變溫壓差脆化破壁靈芝孢子技術(shù)考察[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2012,18(20):16-19.

ResearchprogressofGanodermalucidumSporePowderWallBreakingTechnique

Wang Xinyu,Che Chenglai,Lin Hua,Wang Xia,Wang Yuhui,Xuan Dongzhe,Jin Longzhe*

(Yanbian Korean Autonomous Prefecture Academy of Agricultural Sciences,Yanji,Jilin 133001)

According to the experimental study of various wall broken methods,the major methods of sporoderm broken technology of Ganoderma lucidum spore powder was summarized in this paper. At present,the spore powder of Ganoderma lucidum was broken by the physical and mechanical methods at home and abroad. Ganoderma lucidum spore powder broken technology diversified forms on the market,the paper provided the basic data for the production and processing ofGanodermabroken-down wall spore powder.

Ganodermalucidumspore powder; Wall breaking technique; Physical method; Mechanical method

2017-06-29

王欣宇(1991-)，女，碩士，主要從事中藥新藥研究與開發(fā)；*通訊作者：金龍哲，副研究員，E-mail: 664130853@qq.com。

DOI.∶10.13268/j.cnki.fbsic.2017.06.034

S567.3+1

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