馬 超，馬傳貴，戚 俊，張博華

（1.中華全國供銷合作總社濟(jì)南果品研究院，山東 濟(jì)南 250014；2.北京京誠生物科技有限公司，北京 102629；3.中國食用菌協(xié)會(huì)，北京 100801）

靈芝所含功效活性成分十分豐富，主要包括多糖類、三萜類、核苷酸、甾醇、生物堿、脂肪酸等[1]。靈芝孢子作為靈芝子實(shí)體的有性生殖細(xì)胞，具有子實(shí)體的全部遺傳活性成分，其主要有效成分含量高出靈芝75倍[2]，另外其還具有抑制腫瘤、提升免疫力、抗氧化、保肝護(hù)肝和調(diào)節(jié)血糖等藥理作用[3]。

近年來，探討靈芝孢子粉的藥理作用及功效成分含量的研究較多，但對(duì)比靈芝孢子的破壁技術(shù)，分析破壁前后靈芝孢子粉質(zhì)量情況及以靈芝類為主要原料的保健食品注冊(cè)情況等論述較少。本研究主要綜述了靈芝孢子粉的破壁方法，破壁前后主要質(zhì)量變化，分析了各種破壁方法的特點(diǎn)，認(rèn)為多種方法組合的復(fù)合破壁技術(shù)，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保的破壁技術(shù)將是靈芝孢子破壁技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。因此，闡述了靈芝類在保健食品中注冊(cè)的情況，包括不同劑型、不同功能聲稱等保健食品注冊(cè)的占比情況等現(xiàn)狀、存在的問題及前景展望。

1 靈芝孢子粉破壁技術(shù)

靈芝孢子細(xì)胞壁主要由堅(jiān)硬的幾丁質(zhì)構(gòu)成，人的消化系統(tǒng)不易分解該物質(zhì)，導(dǎo)致未經(jīng)破壁處理的靈芝孢子粉的功效成分很難被消化吸收[4]，因此有必要對(duì)靈芝孢子粉進(jìn)行破壁處理，以達(dá)到其有效成分被充分利用的目的。目前，國內(nèi)外的破壁技術(shù)工藝多種多樣，若按破壁原理來分，大致分為機(jī)械法、物理法、化學(xué)法、生物法、組合法等[5]。

1.1 機(jī)械破壁法

機(jī)械破壁法指借助設(shè)備設(shè)施的擠壓、撞擊、高速剪切等外部作用力使得靈芝孢子的幾丁質(zhì)殼破裂的方法[6]。

1.1.1 研磨式超微粉碎破壁法

研磨式粉碎是靈芝孢子借助與研磨介質(zhì)之間所產(chǎn)生的擠壓以及剪切、碰撞等的相互作用力，完成靈芝孢子細(xì)胞壁粉碎的過程[6]。研磨式粉碎過程主要為碰撞力、擠壓與剪切作用[6]。破壁的效果取決于研磨介質(zhì)的長(zhǎng)短、外形輪廓、體積比、研磨方式、靈芝孢子物料的裝填量、相互作用的力學(xué)特性等。研磨式粉碎的典型設(shè)備有對(duì)輥式擠壓破碎機(jī)、攪拌研磨和振動(dòng)研磨等。常用的研磨式靈芝孢子超微粉碎破壁方法有球磨式干法超微粉碎破壁、濕法高速剪切破壁、高壓均質(zhì)破壁等[6]。該方法的特點(diǎn)是破壁率高，但很容易造成磨介之間的碰撞摩擦導(dǎo)致物料中夾雜金屬碎屑。

1.1.2 氣流式超微粉碎破壁法

氣流式超微粉碎的原理是借助高壓空氣或過熱蒸汽，當(dāng)氣流通過噴嘴會(huì)受阻產(chǎn)生更高壓力湍流高壓氣流，以該氣流作為靈芝孢子的載體，孢子與孢子之間或孢子與腔體之間發(fā)生高強(qiáng)度撞擊或擠壓等作用，導(dǎo)致堅(jiān)硬的細(xì)胞壁破裂，完成粉碎破壁的目的[7]。肖鑫等[8]先將靈芝孢子粉進(jìn)行纖維素酶預(yù)處理，再進(jìn)行高壓氣流粉碎，粉碎率可達(dá)到99%以上。

1.1.3 擠壓膨化破壁法

擠壓膨化破壁的原理是物料通過旋轉(zhuǎn)的螺桿產(chǎn)生擠壓、剪切以及設(shè)備腔體的加熱作用，物料受熱、高壓及剪切作用實(shí)現(xiàn)細(xì)胞壁的破裂，達(dá)到破壁的目的[9]。該方法工藝操作簡(jiǎn)單，易于連續(xù)大量的進(jìn)行破壁處理，但由于高壓及加熱等作用會(huì)導(dǎo)致物料的部分功效成分受熱變性，影響產(chǎn)品的品質(zhì)。劉靜雪[10]等采用雙螺桿擠出技術(shù)對(duì)靈芝孢子粉進(jìn)行破壁處理，利用響應(yīng)面優(yōu)化得出當(dāng)擠出溫度110℃、物料含水量27%、螺桿轉(zhuǎn)速640 r·min-1時(shí)，靈芝孢子粉破壁率可達(dá)到96.48%。

1.2 物理破壁法

1.2.1 超聲波破壁法

超聲波破壁技術(shù)是利用超聲波的輔助作用結(jié)合特定溶劑進(jìn)行靈芝孢子破壁的方法，超聲波能夠產(chǎn)生高頻的強(qiáng)力空化效應(yīng)和沖撞作用，從而使靈芝孢子之間產(chǎn)生強(qiáng)烈的撞擊和剪切，實(shí)現(xiàn)破壁的目的[5]。該方法能夠縮短破壁時(shí)間，提高破壁效率。單獨(dú)使用超聲波破壁效率較低，容易產(chǎn)生局部高熱而使靈芝孢子中的熱敏性成分變性失活[5]。在靈芝子實(shí)體的提取中，Alzorqi等[11]借助超聲波破壁輔助提取其多糖組分，在工藝優(yōu)化的條件下，該多糖組分得率明顯提高。

1.2.2 微波破壁法

微波輔助破壁技術(shù)是利用微波輻射能產(chǎn)生的高頻電磁場(chǎng)，透過萃取介質(zhì)深入靈芝孢子細(xì)胞內(nèi)部的過程。微波所產(chǎn)生的高頻電磁場(chǎng)，可使得靈芝孢子組分的分子由固體內(nèi)部向固液界面擴(kuò)散的速率加快。此過程中會(huì)產(chǎn)生大量熱能，從而使細(xì)胞內(nèi)部壓力變大，細(xì)胞壁由于內(nèi)外壓差的作用而破裂。但該方法容易導(dǎo)致靈芝孢子的部分功效成分受熱破壞[12]。楊連威[13]先將靈芝孢子進(jìn)行微波處理，再在低溫下深加工，靈芝孢子的破壁率可達(dá)99%以上。

1.2.3 超低溫液氮脆化破壁法

超低溫液氮脆化破壁是指利用液氮的超低溫將靈芝孢子快速凍結(jié)后再迅速解凍，從而達(dá)到破壁效果的方法[14]。一般超低溫液氮脆化設(shè)備由液氮發(fā)生器、脆化系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)和觀察系統(tǒng)四大部分組成[14]。周順華等[14]試驗(yàn)證明，超低溫液氮能夠有效提高細(xì)胞壁的脆化破裂效果；采用超低溫液氮進(jìn)行脆化破壁具有破壁率高，設(shè)備操作簡(jiǎn)便及功效成分破壞小等特點(diǎn)。吳映明等[15]采用超聲波和超低溫冷凍處理結(jié)合的方法進(jìn)行靈芝孢子粉的破壁處理，結(jié)果顯示隨著凍結(jié)、解凍次數(shù)的增加可一定程度上提高靈芝多糖的得率，本方法具有能耗低、破壁效果好，操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但作用時(shí)間長(zhǎng)。

1.2.4 真空壓差膨化破壁法

真空壓差膨化又稱氣流膨化、變溫壓差膨化等，該方法的膨化過程中，膨化的溫度和干燥過程中的溫度有溫差，在膨化過程中物料的溫度不斷變化；壓差是指物料在膨化的過程中由腔體中的高壓與真空罐連通時(shí)變成低壓的過程；該過程導(dǎo)致物料內(nèi)部水分瞬間汽化，使得物料形成蓬松的結(jié)構(gòu)狀態(tài)[16]。周萍等[17]研究了真空壓差脆化破壁靈芝孢子的工藝，以靈芝孢子的硬度和含水率為指標(biāo)，選取膨化溫度、抽真空干燥溫度、抽真空干燥時(shí)間等為考察主要因素，經(jīng)正工藝優(yōu)化試驗(yàn)得到真空壓差膨化結(jié)合超微粉碎技術(shù)可提高靈芝孢子破壁率。

1.3 化學(xué)法

化學(xué)法是利用溶劑浸提靈芝孢子粉中有效成分或利用酸、堿等試劑降解靈芝孢子細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，使得靈芝孢子粉中的功效成分溶出[5]。該法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投入少，能耗低；缺點(diǎn)是提取或破壁時(shí)間長(zhǎng)，容易造成溶劑殘留等。Lee等[18]采用25%乙醇溶劑提取靈芝中的功效成分，最終減壓濃縮并定容至500 mL保存，通過靈芝的25%乙醇提取物，研究其通過激活Nrf2/HO-1通路增強(qiáng)細(xì)胞的抗氧化作用，該方法對(duì)靈芝孢子的提取率較好。

1.4 生物法

1.4.1 酶解破壁法

酶解破壁法是通過添加溶壁酶，包括纖維素酶、幾丁質(zhì)酶和葡糖苷酶等，具有1種或2種以上的酶活性，通常是將2種以上的酶混合使用，能更好地發(fā)揮破壁作用[5]。夏志蘭等[19]利用3.0%濃度溶壁酶Ⅲ，在38℃條件下對(duì)靈芝孢子酶解4 h，靈芝孢子粉破壁率達(dá)到80%以上。此方法與超聲波處理技術(shù)相結(jié)合，靈芝孢子粉破壁率達(dá)到98%以上。李國平[20]采用復(fù)合酶解技術(shù)對(duì)靈芝孢子粉進(jìn)行破壁處理，效果明顯。

1.4.2 萌發(fā)破壁法

萌發(fā)破壁法是在適宜的萌發(fā)條件下，誘導(dǎo)新鮮飽滿的靈芝孢子萌發(fā)，從而達(dá)到破壁的目的[21]。王德芝等[21]研究表明，靈芝孢子在28℃、pH 5、供氧、黑暗條件下培養(yǎng)48 h，萌發(fā)率可達(dá)70%，且0.1 mg·mL-1濃度范圍的MgSO4、CaCl2、FeCl3能促進(jìn)孢子萌發(fā)。萌發(fā)破壁法除受外部培養(yǎng)條件影響外，靈芝孢子的保存狀態(tài)對(duì)破壁率有很大影響?？卤箝诺萚22]研究表明，赤芝只有早期彈射的新鮮擔(dān)孢子可以在麥芽汁培養(yǎng)基中萌發(fā)。

1.4.3 微生物破壁法

徐亞敏[23]公開了“一種靈芝孢子粉的微生物破壁方法”。該方法先將靈芝孢子粉滅菌處理，采用灰色鏈霉菌作為溶壁菌對(duì)靈芝孢子進(jìn)行破壁，使靈芝孢子粉的活性物質(zhì)得到最大程度地保留。有利于人體吸收利用，微生物發(fā)酵過程產(chǎn)生的微生物蛋白酶可協(xié)同強(qiáng)化靈芝孢子粉的功效。

1.5 組合破壁法

在工業(yè)化生產(chǎn)中，大多以機(jī)械法或物理法為主，早期以球磨式振動(dòng)磨超微粉碎破壁居多，但該方法存在處理量小，破壁時(shí)間長(zhǎng)（一般1 h左右），溫度過高及金屬棒的相互碰撞導(dǎo)致的金屬碎屑?xì)埩舻认盗袉栴}[5]。通過實(shí)際調(diào)研的加工企業(yè)及行業(yè)情況數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)目前以對(duì)輥式擠壓破壁居多，該方法金屬輥不會(huì)直接接觸產(chǎn)生金屬碎屑，不會(huì)造成因金屬直接碰撞而產(chǎn)生的高溫。但若達(dá)到95%以上的破壁率也需要反復(fù)的進(jìn)行擠壓破壁處理，一般也需1 h左右，且易產(chǎn)生揚(yáng)塵。為了更高效地實(shí)現(xiàn)低溫、短時(shí)、高破壁率等指標(biāo)，很多研究嘗試采用幾種不同方法組合破壁的思路，即綜合破壁法。具體的結(jié)合方式往往根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，通過機(jī)械與物理，機(jī)械與生物或化學(xué)等組合方法破壁。

周萍等[17]采用變溫壓差脆化結(jié)合超微粉碎技術(shù)進(jìn)行靈芝孢子破壁研究，破壁率可達(dá)到99.5%。吳鐵等[24]將高壓破壁與冷凍破壁相結(jié)合，即采用121℃，維持30 min對(duì)靈芝孢子進(jìn)行高壓破壁；然后在65℃烤箱里烤干，再放置冰箱冷凍12 h～24 h，取出于65℃烘干。該組合方法所得靈芝孢子破壁率可達(dá)99%以上。郝利民等[25]采用靈芝菌絲體液態(tài)深層培養(yǎng)發(fā)酵液對(duì)靈芝孢子粉進(jìn)行浸潤式萌發(fā)培養(yǎng)和細(xì)胞壁酶解，干燥后進(jìn)行液氮低溫脆化處理，再結(jié)合機(jī)械破壁，所得靈芝孢子破壁率達(dá)到90%以上。

2 靈芝孢子破壁前后主要成分分析

靈芝孢子所含功效成分種類多，營養(yǎng)比較豐富，其中多種成分具有較好生理活性物質(zhì)，如靈芝多糖類、三萜類、生物堿、甾醇類等[1]。靈芝孢子粉作為中藥飲片或保健食品主要是以靈芝多糖和三萜類含量作為功效評(píng)價(jià)指標(biāo)[26]。

2.1 破壁對(duì)靈芝孢子粉多糖影響

破壁對(duì)靈芝孢子粉多糖的溶出和檢測(cè)有較大的影響。目前靈芝孢子粉粗多糖的測(cè)定主要參照2015版《中華人民共和國藥典》中靈芝多糖的檢測(cè)方法[5]。黃曉蘭等[27]采用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）、高效液相色譜（HPLC）比較了破壁與不破壁靈芝孢子粉多糖的差異，用凝膠滲透色譜（GPC） 分析了靈芝孢子粉多糖的相對(duì)分子質(zhì)量及其分布，研究表明靈芝孢子粉多糖得率因提取方法的不同而有差異，破壁后靈芝孢子粉多糖是破壁前的1.7倍；破壁前后多糖的組成完全相同，只是相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)略有差異，都是由鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖等組成的雜多糖，破壁后增加了一些相對(duì)分子質(zhì)量較小的多糖。王方等[28]參照2015版《中華人民共和國藥典》四部通則測(cè)定了靈芝孢子粉破壁前后粗多糖含量，結(jié)果顯示10批破壁與未破壁孢子粉粗多糖平均含量分別為1.54%和0.99%，破壁處理明顯提升了靈芝孢子粉多糖的浸出率。

2.2 破壁對(duì)靈芝孢子粉總?cè)朴绊?/h3>

破壁對(duì)靈芝孢子粉三萜類化合物含量影響明顯。楊小英等[29]采用分光光度法和HPLC法分別對(duì)破壁與不破壁靈芝孢子粉三萜類化合物的含量進(jìn)行比較，得出破壁與不破壁靈芝孢子粉三萜類化合物的含量分光光度法分別為4.26%、3.71%，HPLC法為2.84%、1.35%，從而得出三萜類化合物含量破壁靈芝孢子粉明顯大于不破壁的靈芝孢子粉。王方等[20]采用紫外-分光光度法對(duì)破壁和未破壁靈芝孢子粉中總?cè)七M(jìn)行測(cè)定，得到總?cè)破骄糠謩e為4.22%和2.32%，破壁處理明顯提高靈芝孢子粉總?cè)坪俊?/p>

3 靈芝類保健食品注冊(cè)情況

在國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局特殊食品安全監(jiān)督管理司網(wǎng)站的特殊食品信息查詢平臺(tái)上，在保健食品注冊(cè)欄目下，搜索靈芝、靈芝孢子和靈芝破壁孢子等關(guān)鍵詞，截止2020年4月，以靈芝、靈芝孢子或其提取物為主要原料的保健食品約有1 134個(gè) [其中國食健字（注） 約945個(gè)；衛(wèi)食健字約187個(gè)；進(jìn)口保健食品15個(gè)]；以靈芝孢子或靈芝破壁孢子為主要原料的搜索關(guān)鍵詞得到保健食品注冊(cè)數(shù)量約有443個(gè)，占靈芝類保健食品的39%；保健食品批文名稱中包含靈芝關(guān)鍵詞下的保健食品注冊(cè)數(shù)量約有657個(gè)；名稱中包含靈芝孢子或靈芝破壁孢子的保健食品數(shù)量約有296個(gè)；名稱中包含靈芝孢子或靈芝破壁孢子關(guān)鍵詞下的保健食品注冊(cè)數(shù)量約有290個(gè)。

3.1 靈芝類保健食品注冊(cè)產(chǎn)品主要?jiǎng)┬颓闆r

靈芝類保健食品注冊(cè)的主要產(chǎn)品劑型有硬膠囊、軟膠囊、片劑、口服液、粉劑、顆粒、茶劑等[26]。具體見表1。

表1 靈芝類保健食品的主要產(chǎn)品劑型及數(shù)量Tab.1 The main product dosage form and quantity of Ganoderma lucidum health food

由表1可以看出，靈芝類保健食品注冊(cè)劑型以膠囊劑型為主（包括硬膠囊、軟膠囊），膠囊劑占比61.64%。以靈芝孢子粉或其提取物為主要原料的保健食品注冊(cè)劑型也是以膠囊劑型為主，且膠囊劑占此類產(chǎn)品的89.84%，其次是粉劑占11.96%；以靈芝孢子油為主要原料的產(chǎn)品劑型都為軟膠囊劑型。

3.2 靈芝類保健食品注冊(cè)產(chǎn)品主要功能標(biāo)注情況

靈芝類保健食品主要功能標(biāo)注及產(chǎn)品數(shù)量情況見表2。

表2 靈芝類保健食品主要功能標(biāo)注及產(chǎn)品數(shù)量Tab.2 The main function claim and quantity of Ganoderma lucidum health food

由表2可以看出，靈芝類保健食品注冊(cè)的主要保健功能為“增加免疫力”，該類功能產(chǎn)品占比為73.63%；以靈芝孢子粉或其提取物為主要原料的保健食品的主要保健功能也是“增加免疫力”占比為89.62%（其中靈芝孢子油占比92.31%）。

4 討論與結(jié)論

隨著科技的發(fā)展和靈芝研究的深入，高產(chǎn)靈芝孢子的靈芝新品種的人工栽培技術(shù)更加成熟，靈芝孢子粉的產(chǎn)量越來越大，其用途也不僅是用于入藥或作為保健食品原料，更多的研究使靈芝孢子粉用于普通食品的開發(fā)中，一旦靈芝孢子粉被允許用于普通食品，以靈芝孢子粉為原料的新型食品將如雨后春筍般涌現(xiàn)。因此，靈芝孢子粉的高性價(jià)比破壁技術(shù)，是拓展靈芝孢子粉用途的重要基礎(chǔ)條件。隨著破壁技術(shù)的進(jìn)一步開發(fā)，多種破壁方法組合的復(fù)合破壁技術(shù)，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保的破壁技術(shù)將是靈芝孢子破壁技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

靈芝類保健食品的推廣應(yīng)用，使靈芝產(chǎn)品的人工栽培技術(shù)得到快速發(fā)展，但在靈芝類保健食品的發(fā)展過程中也凸顯了很多的問題[26]。1） 標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。靈芝類產(chǎn)品的主要功能成分為靈芝多糖和三萜類化合物，由于沒有統(tǒng)一的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和方法，各產(chǎn)品的檢測(cè)依據(jù)各異，檢測(cè)方法誤差大，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量差異大，甚至出現(xiàn)利用檢測(cè)方法漏洞，進(jìn)行非法添加的情況發(fā)生。2）靈芝類功效成分?jǐn)?shù)量多，但含量較低，產(chǎn)業(yè)化高性價(jià)比的分離純化工藝還不成熟，功效成分的作用機(jī)制研究不完善。雖然靈芝孢子粉中含有多糖、三萜類、甾醇、生物堿等多種活性成分，但各有效成分含量低，工業(yè)化的分離純化成本高，技術(shù)還待進(jìn)一步完善。目前，常用的思路還是先進(jìn)行靈芝孢子油的提取，提取殘?jiān)龠M(jìn)行多糖等功效成分的提取[26]。靈芝孢子粉有效成分的研究，目前多以化學(xué)組成研究居多，對(duì)其藥理作用機(jī)制研究較少[4]。

隨著靈芝孢子粉研究的不斷深入，靈芝類產(chǎn)品將不僅僅局限于藥品和保健食品，將更廣泛地應(yīng)用于普通食品和化妝品中，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的珍貴滋補(bǔ)上品“仙草”飛入尋常百姓家。