浅谈不同破壁技术在破壁灵芝孢子粉中的应用

浅谈不同破壁技术在破壁灵芝孢子粉中的应用

陆国胜,胡爱娣

浙江尖峰健康科技有限公司  浙江金华 321000

摘要：灵芝孢子粉是从一株成熟的灵芝子实体中散发出来的，它是一株灵芝子实体中的一种卵类的生殖细胞，富含多糖、三萜和核苷等多种活性物质，它们还可以发挥抗肿瘤、抗氧化、免疫调节等作用，其中，以灵芝的子实体及菌丝的药用价值最高。

关键词：破壁技术；破壁灵芝孢子粉；应用

引言

钙、硅等物质是构成灵芝孢子粉孢壁的主要物质，孢子的外皮非常坚硬，具有很强的抗酸性和碱性，很难被人直接食用。探索一种高效、低损耗的破壁新技术，对于解决目前的破壁技术问题，提高破壁效率，是非常有实际意义的。

1灵芝孢子粉破壁技术

1.1气流式超微粉碎破壁法

气流式超微粉碎主要采用的原理是过热蒸汽以及高压空气等，在空气被阻挡时，会形成更高的湍流和更高的压力，利用这种气流来充当灵芝孢子的载体，在孢子与孢子之间，或者孢子与腔体之间，会产生高强度碰撞或挤压等现象，造成了细胞壁的破碎，从而达到了破壁的目的。采用纤维素酶法对灵芝孢子粉进行了预处理，然后采用了高压气流法对其进行了破碎，结果表明，该方法的破碎率可达99%。

1.2微波破壁法

微波破壁法是一种基于微波场的高效破壁法。在此基础上，利用微波产生的高频率的电场，可以加速灵芝孢子中的物质从固体内部向固液界面扩散的过程。在这一过程中，将释放出巨大的热量，引起了细胞内的高压，并在这种高压下，导致了细胞壁的破裂。然而，此法极易造成菌丝中某些活性物质因高温而受损。通过对灵芝孢子的微波和低温的进一步处理，可以获得大于99%的破壁效率。

1.3酶解破壁法

酶解破壁法是利用添加了包括纤维素酶、葡萄糖苷酶等的溶壁酶，具有一种或两种以上酶活，一般是两种或两种以上酶，更能起到破壁的效果。在38℃下，用3%的溶壁酶 III对灵芝孢子进行酶解，4小时后，其破壁率大于80%。在此基础上，辅以超声技术，可使灵芝孢子粉破壁成功率大于98%。复合酶解技术在应用过程中能够达到较好的破壁效果。

2破壁技术在破壁灵芝孢子粉中的应用

2.1高压脉冲电场技术应用

将500微升0.05 g/mL的灵芝孢子粉的标准悬浮液定容在50 mL中，将其混合均匀后，将其加入电极杯中，然后将其放入高电压脉动场中，设置相关的处理条件，对其进行了破碎实验，获得了破碎的灵芝孢子粉样溶液。在破壁时，悬浮物的温度会逐渐上升，其峰值温度在40℃以下。其应用：（1）在一定的磁场下，灵芝孢子的破壁速率明显增加；当脉冲次数较少时（<40000)，随着脉冲次数的增加，破壁率逐渐增加，而当脉冲次数较多时（≥40000)，破壁率逐渐下降；在10~70微秒范围内，随着脉冲频率的增加，灵芝孢子粉破壁的速度逐渐加快，在70微秒以上的时间内，其破壁率逐渐降低。（2）在反应面方法的研究中，探讨了高电压脉冲电场对灵芝孢子粉破壁的影响。在不同的磁场条件下，不同的磁场强度对灵芝菌丝体的破壁速率有不同的影响。高电压脉冲电场对灵芝孢子粉破壁的优化技术：电场强度25kV/cm，破壁率为（66.74±0.03）%。（3）灵芝孢子粉经过高压脉冲电场破壁后，多糖以及总三萜等物质的溶出量得到了明显的提升。很明显，这种工艺可以使灵芝孢子粉的破壁率得到较大的提升，这对研究灵芝孢子粉破壁和在新的研究领域中的应用具有一定的借鉴意义。

2.2冻融-超声波技术应用

利用冻融-超声技术，对灵芝孢子粉进行破壁，并对破壁率、多糖和总三萜的溶出量进行了检测，利用反应面法对灵芝孢子粉中药效成分的溶出进行了优选。（1）通过对灵芝孢子粉的破壁率和活性成分的溶出量进行了分析，在不同浓度下，灵芝孢子的破壁率、多糖及总三萜的溶出率都在不同浓度下表现为先上升后下降；在不同的冷冻和解冻过程中，不同种类的灵芝孢子粉多糖、三萜类成分的溶出速率都是先上升后下降，但破壁率却是不断上升的；随球料比对的增大，灵芝孢子粉多糖、总三萜的溶出率都出现了先升高后下降的趋势，而在此过程中，破壁速率呈现出先增大后变小的趋势；在不同的超声波作用下，灵芝孢子粉中多糖、三萜类的溶出速率均呈相同的变化趋势，两种材料的破壁率都是先上升后下降的，但破壁率却是不断上升的；当超声波的强度提高时，灵芝孢子粉多糖的溶出量开始上升，然后保持不变，三萜类的溶出量开始上升，然后略微下降，而破壁率却是不断上升的。（2）优化试验工作在开展过程中可以看出，灵芝孢子粉活性物质的溶出量会受到冻融次数的影响，除此之外，超声功率以及时间等也会对溶出量产生影响，这种影响是比较小的；料液比、冷冻和解冻时间等因素对三萜类成分的溶出率有较大的影响，超声功率对三萜类成分的溶出率影响较小。（3）通过优化试验可以看出，在不同的超声处理条件下，灵芝孢粉中的多糖和总三萜的溶出速率随料液比、超声时间和超声功率等的变化而改变。在此基础上，以最大限度地提高了灵芝孢子粉多糖和总三萜的溶出，并确定了优化的工艺条件，测定了该工艺的破壁率为91.76±0.10%.

2.3高速球磨仪技术应用

（1）高速球磨仪破壁工艺在应用过程中，随球料比对、球磨次数的增大，灵芝孢子粉的破壁率增大，随研磨时间的增大，研磨效果逐渐趋于平缓。（2）与不破壁期比较，破壁期的灵芝孢子粉中水、灰含量没有明显改变；但在一定程度上提高了粗蛋白质、粗脂肪的溶出率，其中，粗油脂的溶解率较未经破壁法的灵芝孢子粉高2。94倍；多糖和总三萜的溶出率明显增加；另外，经过破壁化处理的灵芝孢子粉水浸液和醇提液的抗氧化性比未经破壁化处理的灵芝孢子粉水浸液要好。（3）破壁灵芝孢子粉的比表面积是比较大的，内、外孢壁片状较小，且较多，孢子形貌不完全，利于孢子中养分的溶解。

结束语

在不同的破壁法下，灵芝孢子粉破壁率和有效成分的溶出速率都存在着较大的差别。在不同处理条件下，孢内多糖、总三萜的溶出量均低于其它处理方法，而在不同处理条件下，不同处理方式对菌体的影响不同。采用冷冻-超声-球磨联合破碎法对灵芝孢子粉体进行破碎，其破碎率可达90%以上；结果表明，用冷冻-超声破壁法处理的灵芝孢子粉多糖、三萜类成分的溶出率明显高于用球磨仪处理的灵芝孢子粉多糖、三萜类成分的溶出率，实验结果表明，低温超声辅助破壁法不仅可以增加灵芝孢子的破壁率，而且还能促进孢子中的活性成分的有效释放。而在不同的破壁法下，灵芝的破壁法也有很大的差别。灵芝的孢子呈椭圆形，表面有一些凹痕。采用高压脉冲电磁场对菌体进行破壁处理，发现菌体破裂后脱落的菌体具有不同粒径，并有一些菌体发生了粘结。用超音波冷冻破壁法处理的灵芝菌丝体，菌丝体的外层几乎完全破裂，但是没有脱落，而菌丝体的内层则比较平滑，破裂后形成的菌丝体较大，菌丝体的数量也很少。用高速球磨仪破壁后的灵芝孢子粉，从外面到里面，都会被玛瑙球给破坏掉，内、外两层的孢子壁均呈较小的、数量较多的片断状，且几乎没有完全的孢子形貌，应用冷冻-超声联合破壁处理对维持破壁孢子的形态更为有利。

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作者简介：陆国胜（1979-），男，硕士，高级工程师，研究方向为提取物、保健食品、药品的研究与开发。

*通信作者简介：胡爱娣（1980-），女，工程师，研究方向为提取物、保健食品、药品质量控制，email:65073136@qq.com。