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）為擔子菌綱多孔菌科靈芝屬真菌[1]，擔子菌類生活史中會形成擔孢子，靈芝孢子即為靈芝的擔孢子，近似于靈芝的生殖細胞，而靈芝孢子粉則是由靈芝子實體成長過程中所散發的孢子聚集而成[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及應用實踐的不斷進步，對破壁靈芝孢子粉的研究及應用亦日益增多，現代研究認為其具有免疫調節、抗腫瘤、抗艾滋病毒、神經系統調節、保肝、抑制胃潰瘍、降血糖、降血脂、提高機體抗缺氧能力、清除自由基等藥理作用，且食用安全性高，極少有導致不良反應的報道。目前，破壁靈芝孢子粉作為原料已廣泛應用于保健食品生產當中。

破壁靈芝孢子粉生產上一般采用輻照方式滅菌，輻射物質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用于食品、制藥工業，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置，使產品微生物得到控制，同時不對其質量造成影響。為探索安全、有效、簡便、適合工業生產推廣應用的破壁靈芝孢子粉滅菌方法，筆者對濕熱滅菌方法應用于破壁靈芝孢子粉滅菌的可行性進行了相關試驗研究。

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[品種經中國科學院微生物研究所鑒定為Ganoderma lucidum靈芝（赤芝）]，生產批號：BZF180205C，經烘干、破壁處理，檢測破壁率＞95%。

1.1.2 試劑

微生物檢驗培養基（平板計數瓊脂、月桂基硫酸鹽胰蛋白胨肉湯、煌綠乳糖膽鹽肉湯、孟加拉紅培養基等），購于廣東環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 儀器設備

DZ500∕2SB真空包裝機，江蘇南通達豐包裝機械有限公司；YX600 W臥式圓形壓力蒸汽滅菌器，上海三申醫療器械有限公司；GM-200電、汽兩用蒸柜，廣東國美廚業有限公司；LDZF-30KB-II立式壓力蒸汽滅菌器，上海申安醫療器械廠；SW-CJ凈化工作臺，上海新苗醫療器械制造有限公司；DHP-420電熱恒溫培養箱，北京永光明醫療儀器廠；SPX-80S-Ⅱ生化培養箱，上海新苗醫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 微生物學檢驗

菌落總數按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，以葡萄糖為標準品繪制標準曲線[4]。

1.3.4 流通蒸汽滅菌

使用蒸柜進行破壁靈芝孢子粉的流通蒸汽滅菌試驗，設備預先按《濕熱滅菌工藝驗證指南》[5]進行預試驗，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），蒸汽正常產生后入料，關閉柜門開始計時，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行高壓蒸汽滅菌試驗，試驗前設備經驗證合格。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入袋內與物料接觸，卸壓時袋內壓力亦可排出，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），設備產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行熱穿透殺菌。因抽真空將袋內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，取出后慢慢恢復常溫，袋即逐漸回縮恢復正常。

2 結果與分析

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。

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進行研究。

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，分別設置18 mm、25 mm、35 mm三種料層厚度進行包裝，然后進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（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、大腸桿菌、霉菌和酵母等指標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、霉菌和酵母指標檢測結果為最低值，但菌落總數指標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，結合產品標準的要求，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 重復性驗證

破壁靈芝孢子粉35 mm料層厚度規格真空包裝后115℃高壓蒸汽滅菌40 min的條件，進行工藝重復性驗證，物料按相同條件連續處理三批，滅菌后樣品分別按產品標準要求進行檢測表4。

由表4可見，工藝方法的重復性驗證實驗結果良好，三批產品各項檢測指標均符合標準要求。

表4 工藝重復性驗證

3 結論和討論

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置，可簡化處理工序，并最終得到質量符合標準要求的產品。

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，根據需要，亦可考慮通過提高滅菌溫度增強滅菌效果，但需摸索具體條件，以保證達到滅菌效果的同時不影響產品的質量。

滅菌前原料質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。