破壁灵芝孢子粉湿热灭菌条件研究

梁晋谊 周敬豪 周健平 谭毅峰 张家焕 许银秀 许克勇

（开平健之源保健食品有限公司，广东开平529321）

灵芝（赤芝）为担子菌纲多孔菌科灵芝属真菌[1]，担子菌类生活史中会形成担孢子，灵芝孢子即为灵芝的担孢子，近似于灵芝的生殖细胞，而灵芝孢子粉则是由灵芝子实体成长过程中所散发的孢子聚集而成[2]。灵芝孢子具有极难被人体胃酸所消化的外壁（双层），一般认为不破壁的孢子粉人体无法消化吸收，只有打开这层外壁，由外壁紧裹的有效成分才能最大限度地被人体利用吸收[3]，通过各种方式将这层外壁打破，收集得到破壁灵芝孢子粉。

近年来随着灵芝的栽培、灵芝孢子的收集与破壁等技术及应用实践的不断进步，对破壁灵芝孢子粉的研究及应用亦日益增多，现代研究认为其具有免疫调节、抗肿瘤、抗艾滋病毒、神经系统调节、保肝、抑制胃溃疡、降血糖、降血脂、提高机体抗缺氧能力、清除自由基等药理作用，且食用安全性高，极少有导致不良反应的报道。目前，破壁灵芝孢子粉作为原料已广泛应用于保健食品生产当中。

破壁灵芝孢子粉生产上一般采用辐照方式灭菌，辐射物质残留是否会对人体造成不良影响，目前尚无定论，食用安全性存在一定隐患。湿热灭菌方法广泛应用于食品、制药工业，研究较为成熟，按照作用方式的不同湿热灭菌方法可分为煮沸灭菌法、巴氏消毒法、流通蒸汽灭菌法、高压蒸汽灭菌法、过热水喷淋灭菌法等多种，针对不同特性的物料，理论上可采取特定的湿热灭菌方式与条件的设置，使产品微生物得到控制，同时不对其质量造成影响。为探索安全、有效、简便、适合工业生产推广应用的破壁灵芝孢子粉灭菌方法，笔者对湿热灭菌方法应用于破壁灵芝孢子粉灭菌的可行性进行了相关试验研究。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试破壁灵芝孢子粉

取自开平健之源保健食品有限公司灵芝基地[品种经中国科学院微生物研究所鉴定为Ganoderma lucidum灵芝（赤芝）]，生产批号：BZF180205C，经烘干、破壁处理，检测破壁率＞95%。

1.1.2 试剂

微生物检验培养基（平板计数琼脂、月桂基硫酸盐胰蛋白胨肉汤、煌绿乳糖胆盐肉汤、孟加拉红培养基等），购于广东环凯微生物科技有限公司；磷酸二氢钾、氯化钠、乙醇、氢氧化钠、异丙醇、乙醚、葡萄糖、苯酚、硫酸等试剂，均为分析纯。

1.2 仪器设备

DZ500∕2SB真空包装机，江苏南通达丰包装机械有限公司；YX600 W卧式圆形压力蒸汽灭菌器，上海三申医疗器械有限公司；GM-200电、汽两用蒸柜，广东国美厨业有限公司；LDZF-30KB-II立式压力蒸汽灭菌器，上海申安医疗器械厂；SW-CJ净化工作台，上海新苗医疗器械制造有限公司；DHP-420电热恒温培养箱，北京永光明医疗仪器厂；SPX-80S-Ⅱ生化培养箱，上海新苗医疗器械制造有限公司；Uvmini-1240紫外可见分光光度计，津岛公司。

1.3 试验方法

1.3.1 微生物学检验

菌落总数按GB 4789.2—2016方法测定、大肠菌群按GB 4789.3—2016第一法测定、霉菌和酵母按GB 4789.15—2016第一法测定、金黄色葡萄球菌按GB 4789.10—2016第一法测定、沙门氏菌按GB 4789.4—2016方法测定。

1.3.2 理化检验

水分按GB 5009.3—2016第一法测定、灰分按GB 5009.4—2016第一法测定、酸价按中国药典2015年版四部通则2303中“酸值”的检测方法测定、过氧化值按中国药典2015年版四部通则2303中方法测定。

1.3.3 多糖含量测定

功效成分粗多糖含量按苯酚-硫酸分光光度法测定，以葡萄糖为标准品绘制标准曲线[4]。

1.3.4 流通蒸汽灭菌

使用蒸柜进行破壁灵芝孢子粉的流通蒸汽灭菌试验，设备预先按《湿热灭菌工艺验证指南》[5]进行预试验，以参考破壁灵芝孢子粉灭菌试验的装载位置、单位装载量、灭菌时间等，确定试验条件为：选取蒸柜中部装载6盘破壁灵芝孢子粉，每盘装1 kg（料层厚度约20 mm），蒸汽正常产生后入料，关闭柜门开始计时，时间到后出料。

1.3.5 高压蒸汽灭菌

使用压力蒸汽灭菌器进行高压蒸汽灭菌试验，试验前设备经验证合格。三种不同物料装载方式：（1）物料敞开式：用托盘装载破壁灵芝孢子粉。（2）物料半封闭式：用食品级耐高温聚丙烯袋装载物料（破壁孢子粉），装约六成满，尽量挤出空气后，袋口折叠两次用夹子固定两边，由于袋口不完全封死，热压灭菌时限量的高压蒸汽可直接进入袋内与物料接触，卸压时袋内压力亦可排出，不至于胀破袋。（3）物料真空包装式：用食品级耐高温聚丙烯袋装载物料，抽真空密封包装（真空度-0.09～-0.08 MPa），设备产生的高压蒸汽不直接接触物料，主要起传热作用，然后依靠物料本身所含的水分进行热穿透杀菌。因抽真空将袋内空气最大限度减少后密封，卸压时袋不会过分鼓胀而被胀破，取出后慢慢恢复常温，袋即逐渐回缩恢复正常。

2 结果与分析

2.1 湿热处理方法、物料装载方式对灭菌效果的影响

对比流通蒸汽灭菌（100℃，30 min），以及物料敞开式、物料半封闭式、物料真空包装式三种高压蒸汽灭菌方法（115℃，30 min，料层厚度18 mm）对破壁灵芝孢子粉灭菌效果的影响，灭菌后样品考察微生物及水分指标。

表1 湿热处理方法、物料（破壁孢子粉）装载方式对灭菌效果的影响

由表1可知，四种处理方法的灭菌效果均比较彻底，而流通蒸汽灭菌及物料敞开式高压蒸汽灭菌后样品的水分较高，考虑简化灭菌后干燥等后续处理工序，选定物料半封闭式包装及真空包装后高压蒸汽灭菌的方法继续进行研究。

2.2 物料（破壁孢子粉）厚度对灭菌效果的影响

破壁灵芝孢子粉按半封闭式及抽真空两种方式，分别设置18 mm、25 mm、35 mm三种料层厚度进行包装，然后进行高压蒸汽灭菌处理（115℃，30 min），考察灭菌后样品的微生物、酸价、过氧化值指标（表2）。

表2 物料（破壁孢子粉）厚度对灭菌效果的影响

由表2可以看出，灭菌后两种包装方式的破壁灵芝孢子粉均随着物料厚度的增加，酸价及过氧化值逐渐降低。半封闭式包装三种料层厚度的破壁灵芝孢子粉灭菌效果均比较彻底，菌落总数、大肠杆菌、霉菌和酵母等指标的检测值均为方法的最低值，而真空包装三种料层厚度的破壁灵芝孢子粉，虽然灭菌后样品的大肠菌群、霉菌和酵母指标检测结果为最低值，但菌落总数指标随着物料厚度的增加呈上升趋势。

2.3 灭菌时间对灭菌效果的影响

考虑单位包装料层太薄，即物料过少不利于生产操作，以及尽量降低灭菌处理对物料酸价、过氧化值的影响，选定料层厚度35 mm真空包装后高压蒸汽灭菌的处理方法，考察通过延长灭菌时间以提高灭菌的效果影响。

破壁灵芝孢子粉35 mm料层厚度规格真空包装后高压蒸汽灭菌30 min、40 min、50 min（温度均为115℃）的灭菌效果见表3。

表3 灭菌时间对灭菌效果的影响

由表3可见，随着灭菌时间的延长物料的酸价及过氧化值呈上升趋势，结合产品标准的要求，综合考虑灭菌时间延长对物料灭菌效果及酸价、过氧化值的影响，选定灭菌时间为40 min验证。

2.4 重复性验证

破壁灵芝孢子粉35 mm料层厚度规格真空包装后115℃高压蒸汽灭菌40 min的条件，进行工艺重复性验证，物料按相同条件连续处理三批，灭菌后样品分别按产品标准要求进行检测表4。

由表4可见，工艺方法的重复性验证实验结果良好，三批产品各项检测指标均符合标准要求。

表4 工艺重复性验证

3 结论和讨论

湿热灭菌方法能适用于破壁灵芝孢子粉的灭菌，通过工艺条件的合理设置，可简化处理工序，并最终得到质量符合标准要求的产品。

真空包装高压蒸汽灭菌主要通过延长灭菌时间提高灭菌效果，根据需要，亦可考虑通过提高灭菌温度增强灭菌效果，但需摸索具体条件，以保证达到灭菌效果的同时不影响产品的质量。

灭菌前原料质量的不同可能对最终灭菌效果有影响。

研究主要针对破壁灵芝孢子粉颗粒微小、松散均匀、本身含一定水分等物料特性提出真空包装后高压蒸汽灭菌的可能性，通过实验证明其可行性，并通过试验摸索得出最佳处理条件，验证了工艺方法的重复性。针对不同特性的物料，可能无法获得相同的效果，或需另外考察温度、处理时间、物料厚度、装载方式等具体处理条件的适宜参数。