破壁靈芝孢子粉濕熱滅菌條件研究

梁晉誼 周敬豪 周健平 譚毅峰 張家煥 許銀秀 許克勇

（開平健之源保健食品有限公司，廣東開平529321）

靈芝（赤芝）為擔(dān)子菌綱多孔菌科靈芝屬真菌[1]，擔(dān)子菌類生活史中會形成擔(dān)孢子，靈芝孢子即為靈芝的擔(dān)孢子，近似于靈芝的生殖細(xì)胞，而靈芝孢子粉則是由靈芝子實體成長過程中所散發(fā)的孢子聚集而成[2]。靈芝孢子具有極難被人體胃酸所消化的外壁（雙層），一般認(rèn)為不破壁的孢子粉人體無法消化吸收，只有打開這層外壁，由外壁緊裹的有效成分才能最大限度地被人體利用吸收[3]，通過各種方式將這層外壁打破，收集得到破壁靈芝孢子粉。

近年來隨著靈芝的栽培、靈芝孢子的收集與破壁等技術(shù)及應(yīng)用實踐的不斷進(jìn)步，對破壁靈芝孢子粉的研究及應(yīng)用亦日益增多，現(xiàn)代研究認(rèn)為其具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗艾滋病毒、神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)、保肝、抑制胃潰瘍、降血糖、降血脂、提高機(jī)體抗缺氧能力、清除自由基等藥理作用，且食用安全性高，極少有導(dǎo)致不良反應(yīng)的報道。目前，破壁靈芝孢子粉作為原料已廣泛應(yīng)用于保健食品生產(chǎn)當(dāng)中。

破壁靈芝孢子粉生產(chǎn)上一般采用輻照方式滅菌，輻射物質(zhì)殘留是否會對人體造成不良影響，目前尚無定論，食用安全性存在一定隱患。濕熱滅菌方法廣泛應(yīng)用于食品、制藥工業(yè)，研究較為成熟，按照作用方式的不同濕熱滅菌方法可分為煮沸滅菌法、巴氏消毒法、流通蒸汽滅菌法、高壓蒸汽滅菌法、過熱水噴淋滅菌法等多種，針對不同特性的物料，理論上可采取特定的濕熱滅菌方式與條件的設(shè)置，使產(chǎn)品微生物得到控制，同時不對其質(zhì)量造成影響。為探索安全、有效、簡便、適合工業(yè)生產(chǎn)推廣應(yīng)用的破壁靈芝孢子粉滅菌方法，筆者對濕熱滅菌方法應(yīng)用于破壁靈芝孢子粉滅菌的可行性進(jìn)行了相關(guān)試驗研究。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試破壁靈芝孢子粉

取自開平健之源保健食品有限公司靈芝基地[品種經(jīng)中國科學(xué)院微生物研究所鑒定為Ganoderma lucidum靈芝（赤芝）]，生產(chǎn)批號：BZF180205C，經(jīng)烘干、破壁處理，檢測破壁率＞95%。

1.1.2 試劑

微生物檢驗培養(yǎng)基（平板計數(shù)瓊脂、月桂基硫酸鹽胰蛋白胨肉湯、煌綠乳糖膽鹽肉湯、孟加拉紅培養(yǎng)基等），購于廣東環(huán)凱微生物科技有限公司；磷酸二氫鉀、氯化鈉、乙醇、氫氧化鈉、異丙醇、乙醚、葡萄糖、苯酚、硫酸等試劑，均為分析純。

1.2 儀器設(shè)備

DZ500∕2SB真空包裝機(jī)，江蘇南通達(dá)豐包裝機(jī)械有限公司；YX600 W臥式圓形壓力蒸汽滅菌器，上海三申醫(yī)療器械有限公司；GM-200電、汽兩用蒸柜，廣東國美廚業(yè)有限公司；LDZF-30KB-II立式壓力蒸汽滅菌器，上海申安醫(yī)療器械廠；SW-CJ凈化工作臺，上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；DHP-420電熱恒溫培養(yǎng)箱，北京永光明醫(yī)療儀器廠；SPX-80S-Ⅱ生化培養(yǎng)箱，上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；Uvmini-1240紫外可見分光光度計，津島公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 微生物學(xué)檢驗

菌落總數(shù)按GB 4789.2—2016方法測定、大腸菌群按GB 4789.3—2016第一法測定、霉菌和酵母按GB 4789.15—2016第一法測定、金黃色葡萄球菌按GB 4789.10—2016第一法測定、沙門氏菌按GB 4789.4—2016方法測定。

1.3.2 理化檢驗

水分按GB 5009.3—2016第一法測定、灰分按GB 5009.4—2016第一法測定、酸價按中國藥典2015年版四部通則2303中“酸值”的檢測方法測定、過氧化值按中國藥典2015年版四部通則2303中方法測定。

1.3.3 多糖含量測定

功效成分粗多糖含量按苯酚-硫酸分光光度法測定，以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[4]。

1.3.4 流通蒸汽滅菌

使用蒸柜進(jìn)行破壁靈芝孢子粉的流通蒸汽滅菌試驗，設(shè)備預(yù)先按《濕熱滅菌工藝驗證指南》[5]進(jìn)行預(yù)試驗，以參考破壁靈芝孢子粉滅菌試驗的裝載位置、單位裝載量、滅菌時間等，確定試驗條件為：選取蒸柜中部裝載6盤破壁靈芝孢子粉，每盤裝1 kg（料層厚度約20 mm），蒸汽正常產(chǎn)生后入料，關(guān)閉柜門開始計時，時間到后出料。

1.3.5 高壓蒸汽滅菌

使用壓力蒸汽滅菌器進(jìn)行高壓蒸汽滅菌試驗，試驗前設(shè)備經(jīng)驗證合格。三種不同物料裝載方式：（1）物料敞開式：用托盤裝載破壁靈芝孢子粉。（2）物料半封閉式：用食品級耐高溫聚丙烯袋裝載物料（破壁孢子粉），裝約六成滿，盡量擠出空氣后，袋口折疊兩次用夾子固定兩邊，由于袋口不完全封死，熱壓滅菌時限量的高壓蒸汽可直接進(jìn)入袋內(nèi)與物料接觸，卸壓時袋內(nèi)壓力亦可排出，不至于脹破袋。（3）物料真空包裝式：用食品級耐高溫聚丙烯袋裝載物料，抽真空密封包裝（真空度-0.09～-0.08 MPa），設(shè)備產(chǎn)生的高壓蒸汽不直接接觸物料，主要起傳熱作用，然后依靠物料本身所含的水分進(jìn)行熱穿透殺菌。因抽真空將袋內(nèi)空氣最大限度減少后密封，卸壓時袋不會過分鼓脹而被脹破，取出后慢慢恢復(fù)常溫，袋即逐漸回縮恢復(fù)正常。

2 結(jié)果與分析

2.1 濕熱處理方法、物料裝載方式對滅菌效果的影響

對比流通蒸汽滅菌（100℃，30 min），以及物料敞開式、物料半封閉式、物料真空包裝式三種高壓蒸汽滅菌方法（115℃，30 min，料層厚度18 mm）對破壁靈芝孢子粉滅菌效果的影響，滅菌后樣品考察微生物及水分指標(biāo)。

表1 濕熱處理方法、物料（破壁孢子粉）裝載方式對滅菌效果的影響

由表1可知，四種處理方法的滅菌效果均比較徹底，而流通蒸汽滅菌及物料敞開式高壓蒸汽滅菌后樣品的水分較高，考慮簡化滅菌后干燥等后續(xù)處理工序，選定物料半封閉式包裝及真空包裝后高壓蒸汽滅菌的方法繼續(xù)進(jìn)行研究。

2.2 物料（破壁孢子粉）厚度對滅菌效果的影響

破壁靈芝孢子粉按半封閉式及抽真空兩種方式，分別設(shè)置18 mm、25 mm、35 mm三種料層厚度進(jìn)行包裝，然后進(jìn)行高壓蒸汽滅菌處理（115℃，30 min），考察滅菌后樣品的微生物、酸價、過氧化值指標(biāo)（表2）。

表2 物料（破壁孢子粉）厚度對滅菌效果的影響

由表2可以看出，滅菌后兩種包裝方式的破壁靈芝孢子粉均隨著物料厚度的增加，酸價及過氧化值逐漸降低。半封閉式包裝三種料層厚度的破壁靈芝孢子粉滅菌效果均比較徹底，菌落總數(shù)、大腸桿菌、霉菌和酵母等指標(biāo)的檢測值均為方法的最低值，而真空包裝三種料層厚度的破壁靈芝孢子粉，雖然滅菌后樣品的大腸菌群、霉菌和酵母指標(biāo)檢測結(jié)果為最低值，但菌落總數(shù)指標(biāo)隨著物料厚度的增加呈上升趨勢。

2.3 滅菌時間對滅菌效果的影響

考慮單位包裝料層太薄，即物料過少不利于生產(chǎn)操作，以及盡量降低滅菌處理對物料酸價、過氧化值的影響，選定料層厚度35 mm真空包裝后高壓蒸汽滅菌的處理方法，考察通過延長滅菌時間以提高滅菌的效果影響。

破壁靈芝孢子粉35 mm料層厚度規(guī)格真空包裝后高壓蒸汽滅菌30 min、40 min、50 min（溫度均為115℃）的滅菌效果見表3。

表3 滅菌時間對滅菌效果的影響

由表3可見，隨著滅菌時間的延長物料的酸價及過氧化值呈上升趨勢，結(jié)合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求，綜合考慮滅菌時間延長對物料滅菌效果及酸價、過氧化值的影響，選定滅菌時間為40 min驗證。

2.4 重復(fù)性驗證

破壁靈芝孢子粉35 mm料層厚度規(guī)格真空包裝后115℃高壓蒸汽滅菌40 min的條件，進(jìn)行工藝重復(fù)性驗證，物料按相同條件連續(xù)處理三批，滅菌后樣品分別按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行檢測表4。

由表4可見，工藝方法的重復(fù)性驗證實驗結(jié)果良好，三批產(chǎn)品各項檢測指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

表4 工藝重復(fù)性驗證

3 結(jié)論和討論

濕熱滅菌方法能適用于破壁靈芝孢子粉的滅菌，通過工藝條件的合理設(shè)置，可簡化處理工序，并最終得到質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求的產(chǎn)品。

真空包裝高壓蒸汽滅菌主要通過延長滅菌時間提高滅菌效果，根據(jù)需要，亦可考慮通過提高滅菌溫度增強(qiáng)滅菌效果，但需摸索具體條件，以保證達(dá)到滅菌效果的同時不影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

滅菌前原料質(zhì)量的不同可能對最終滅菌效果有影響。

研究主要針對破壁靈芝孢子粉顆粒微小、松散均勻、本身含一定水分等物料特性提出真空包裝后高壓蒸汽滅菌的可能性，通過實驗證明其可行性，并通過試驗摸索得出最佳處理條件，驗證了工藝方法的重復(fù)性。針對不同特性的物料，可能無法獲得相同的效果，或需另外考察溫度、處理時間、物料厚度、裝載方式等具體處理條件的適宜參數(shù)。