靈芝超微粉理化特性研究

楊曉麗， 地里熱巴·沙它爾， 李 翔， 葉傳松， 沈立榮*

（1.浙江大學(xué) 生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310058；2.江蘇華強納米科技有限公司，江蘇 南京210041；3.浙江龍泉佳寶生物科技有限公司，浙江 麗水 323700）

靈芝（Ganoderma Lucidum）是我國傳統(tǒng)名貴藥用真菌，是列入《中華人民共和國藥典》的法定中藥材[1]，具有“扶正固本、滋補強壯”功效，應(yīng)用歷史悠久[2]，臨床上主要用于治療慢性支氣管炎、消化不良、神經(jīng)衰弱、冠心病、肝炎、高血脂、高血壓、白細(xì)胞減少癥等疾病?，F(xiàn)代研究表明，靈芝含有靈芝多糖、靈芝多肽、靈芝酸（三萜類）等150多種成分，靈芝多糖是其中的主要成分[3-5]。目前靈芝是衛(wèi)生部公布的可用于保健食品的中藥材和新資源食品，已廣泛應(yīng)用于保健食品，以靈芝為原料開發(fā)的各類保健食品，具有抑制腫瘤、免疫調(diào)節(jié)能力、調(diào)節(jié)血脂、延緩衰老、耐缺氧、化學(xué)性肝損傷輔助保護(hù)、緩解體力疲勞等功能。

超細(xì)粉碎技術(shù)是指將物料顆粒粉碎至粒徑在30 μm以下的一種微粉碎技術(shù)，由于顆粒的微細(xì)化導(dǎo)致表面積和孔隙率的增加，超細(xì)粉體具有獨特的物理化學(xué)性能，如良好的分散性、吸附性、溶解性、化學(xué)活性、生物活性等[7]。當(dāng)超細(xì)粉顆粒粒徑達(dá)到10 μm以下時，稱為超微粉[8-9]。超微粉技術(shù)是對超細(xì)粉技術(shù)的進(jìn)一步深化，如中藥粉體顆粒平均粒徑達(dá)到2～5 μm時，可使粉體的均勻性明顯提高，使粉末更加細(xì)膩，藥性及口感更佳，直接服用可大大提高活性成分的吸收強度和吸收量，有效提高中藥的生物利用度[8]。目前有關(guān)靈芝超微粉的研究還未見報道，為此作者采用超微粉碎技術(shù)，對靈芝子實體進(jìn)行了超微粉碎加工，并對其超微粉進(jìn)行了表征和主要功能性成分粗多糖浸出率檢測，以期為靈芝提供新的深加工途經(jīng)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

靈芝子實體切片（干品）由浙江龍泉佳寶生物科技有限公司提供。靈芝常規(guī)粉（60目）和超細(xì)粉由該公司采用旋片式粉碎機和氣流粉碎機加工得到。超微靈芝粉由江蘇華強納米科技有限公司加工，主要工藝為：將干燥靈芝切片剪切粗粉碎、除粗渣、細(xì)粉碎、納米粉碎細(xì)粉和防氧化處理，真空包裝后備用。無水乙醇、苯酚、硫酸、檸檬酸鈉、甘油均為國產(chǎn)分析純試劑，葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品購自中國藥物生物制品檢定所。

1.2 儀器與設(shè)備

粗粉碎機CSC-A型、細(xì)粉碎機GUA-G型和納米粉碎機HO-100型：江蘇華強納米科技有限公司南京理工大學(xué)國家超細(xì)粉體工程技術(shù)研究中心提供；T6新世紀(jì)紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司產(chǎn)品；TD6001電子天平：余姚市金諾天平儀器有限公司產(chǎn)品；BS124S型分析天平：賽多利斯科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；Mastersizer 2000激光粒度分析儀：英國馬爾文公司產(chǎn)品；H550s金相顯微鏡：日本Nikon公司產(chǎn)品；數(shù)碼相機HC—3Oozi：日本FuJIX公司產(chǎn)品；LXJ-IIB飛鴿離心機：上海安亭科學(xué)儀器廠產(chǎn)品；DSK-24型水浴鍋：嘉興市中新醫(yī)療儀器有限公司產(chǎn)品；SHB-IIIA型真空循環(huán)泵：上海豫康科教儀器設(shè)備有限公司產(chǎn)品；RE-52AAB型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海嘉鵬科技有限公司產(chǎn)品；DGX-9143 B-2型熱風(fēng)干燥箱：上海?，攲嶒炘O(shè)備有限公司產(chǎn)品。

1.3 方法

1.3.1 靈芝粉體粒度檢測 將樣品用甘油分散后，用激光粒度分析儀進(jìn)行測定，獲得顆粒粒度分布表。樣品樣貌采用H550s金相顯微鏡和數(shù)碼相機HC-3Oozi拍攝。

1.3.2 靈芝粉體粗多糖溶出率檢測 取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品105℃干燥至恒重，精確稱量100 mg干燥至恒重的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品，用蒸餾水溶解并定容至1 000 mL。精密吸取0.1 mg/mL的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液0.0、0.1、0.5、1.0、1.5、2.0 mL，分別置于 25 mL 具塞試管中，準(zhǔn)確補充蒸餾水至2.0 mL，加入5%苯酚溶液1.0 mL，混勻，加入濃硫酸10.0 mL，混勻，室溫靜置20 min，在485 nm下測定其吸光度。以葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[8]。得到葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線為 y=6.569 1x+0.052 6 R2=0.982，在葡萄糖質(zhì)量濃度為0.005～0.100 mg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

分別稱取由普通機械粉碎的60目常規(guī)粉、氣流粉碎機粉碎的超細(xì)粉、納米粉碎機粉碎的超微粉樣品各3 g（精確到0.01 g），置于250 mL燒杯中，加水 120 mL，沸水浴，分別浸提 20、40、60、90、120、180 min，過濾后濃縮濾液，用無水乙醇沉淀粗多糖，離心（4 000 r/min）10 min，棄去上清液，用乙醇多次洗滌得到的沉淀，離心（3 500 r/min）10 min，除去蛋白后，加蒸餾水溶解定容，最后用苯酚硫酸法測定其吸光度（X）[8]，代入葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線計算樣品中的粗多糖浸出量，再按公式 “粗多糖浸出率（%）=粗多糖浸出量（g）/樣品質(zhì)量（g）×100”計算出樣品中的粗多糖浸出率（%）。每種樣品在不同時間點做3次平行實驗，數(shù)據(jù)采用SPSS軟件作方差分析。

2 結(jié)果

2.1 3種靈芝粉體粒度分布比較

對采用旋片機粉碎、氣流粉碎和納米粉碎技術(shù)得到的3種靈芝粉體的粒度分布檢測結(jié)果表1和圖1，從該結(jié)果可見，第一種粉體粒度范圍（D50～D90）在 128.94～430.33 μm，分布不對稱，出現(xiàn)雙峰，體積平均粒徑為181.53 μm，均勻性差；第二種粉體D50～D90在 15.12～65.82 μm，分布范圍很寬，體積平均粒徑為 29.26 μm； 第三種粉體 D50～D90在 2.92～6.03 μm，分布范圍很窄，粒度分布為成正態(tài)分布的單峰，100%的粉體粒徑（D100）小于 9.96 μm，顯示均勻性較高。按參考文獻(xiàn)[6～8]對粉體粒度的界定，這3種粉體分別屬于常規(guī)粉、超細(xì)粉和超微粉。上述常規(guī)粉、超細(xì)粉和超微粉的比表面積分別為0.23，1.24，3.63 μm/g，超微靈芝粉的比表面積分別是常規(guī)粉和超細(xì)粉的15.8倍和2.9倍。由此可見，采用納米粉碎設(shè)備加工靈芝可成功制備出超微粉。

表1 不同靈芝粉體粒度分布比較Table 1 Comparison on the particle size distribution of different Ganoderma Lucidum powder

圖1 不同靈芝粉體粒度分布比較Fig.1 Distribution of granule diameter of Ganoderma powders with different sizes

2.2 粉體顯微形態(tài)

從3種靈芝粉體的顯微照片（圖2）可見，超微靈芝粉（圖 2（c））與常規(guī)粉（圖 2（a））和超細(xì)粉（圖 2（b））的顯微形態(tài)存在明顯差別。在同樣放大倍數(shù)下，常規(guī)粉和超細(xì)粉體的顆粒大小很不均勻，有許多纖維狀或塊狀物。而超微粉的顆粒大小較為均勻，沒有明顯的纖維狀或塊狀物。

圖2 不同粒度靈芝粉的顯微照片（100倍）Fig.2 Photomicrographs of Ganoderma Lucidum powders with different sizes（100×）

2.3 不同粒度靈芝粉體粗多糖浸出率比較

對不同粒度的靈芝粉作不同時間粗多糖的浸出率（%）比較，結(jié)果（表2和圖3）顯示，總體上，隨著浸提時間的延長，不同粒度靈芝粉的粗多糖浸出率基本呈逐漸提高趨勢；在3 h內(nèi)粒度大小與粗多糖的浸出率反比，按粗多糖浸出率由高到低，排序為超微粉＞超細(xì)粉＞常規(guī)粉，差異達(dá)到極顯著水平（F≤0.01）。超微靈芝粉在 20 min時的浸出率（3.03%）就已經(jīng)超過了常規(guī)靈芝粉在2 h時的浸出率（2.15%），與超細(xì)粉在2 h時的浸出率（3.04%）幾乎相當(dāng)。隨著浸提時間的延長，超細(xì)粉的多糖浸出率不斷提高，在3 h時可達(dá)到4.22%；而常規(guī)靈芝粉在2 h之內(nèi)的粗多糖浸出率增長緩慢，在2 h到后才有較大幅度的增長，估計要將常規(guī)靈芝粉中粗多糖最大限度的浸提出來至少需要3 h以上，浸提十分緩慢；超細(xì)粉的粗多糖浸出率在短時間雖然遠(yuǎn)高于常規(guī)粉，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于超微粉。結(jié)果說明超微粉化可使靈芝子實體粉末的粗多糖生物利用度得到進(jìn)一步提高。

3 結(jié)語

作者以靈芝子實體為原料，采用納米加工工藝，制備得到靈芝超微粉。經(jīng)表征和檢測，所獲得的粉體顆粒粒徑小于10 μm，符合超微粉規(guī)格[6-7]。通過顯微觀察發(fā)現(xiàn)，靈芝超微粉中細(xì)胞已完全破壁，這可使其中的有效成分與溶劑直接接觸，加快溶出速度，在較短時間內(nèi)盡可能多的將有效成分釋放，使其生物利用度得到有效提高[7]。實驗對比發(fā)現(xiàn)，靈芝超微粉在浸提時間20 min內(nèi)多糖的溶出速度分別為常規(guī)粉和超細(xì)粉的1.80倍和1.34倍，這充分說明了靈芝超微粉更利于有效成分的釋放。因所用溫度為100℃，而人體的正常溫度只有37℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實驗溫度，有研究[10]表明，溫度越高，靈芝多糖的浸出率越高。若直接攝入靈芝粉或含有靈芝粉的食物，超微粉將更利于人體對功能性成分的吸收利用，這為靈芝超微粉保健食品新產(chǎn)品開發(fā)提供了有效依據(jù)。

表2 不同粒度靈芝粉粗多糖比較浸出特性比較Table 2 Comparison on the dissolution characteristics of polysaccharides of Garnoderma powders with different sizes

圖3 不同粒度靈芝粉在3 h內(nèi)的粗多糖浸出率Fig.3 Leaching characteristics of polysaccharides of Ganoderma powders with different sizes within 3 hours

采用超細(xì)和超微化加工提高中藥和功能食品有效成分生物利用度，具有廣闊的應(yīng)用前景[11-12]，如通過海帶超細(xì)加工，可使海帶粉的比表面積、吸水系數(shù)大大增加，粗多糖浸出速度大大提高[13]；通過銀杏葉超細(xì)粉加工，使粉體比表面積增加，銀杏黃酮的浸出速度大大提高[14]；通過超細(xì)加工，使麋角的水溶性蛋白質(zhì)溶出度比普通粉提高1.41倍[15]；使黃芩超微粉（粒徑＜10 μm，相當(dāng)于 1250目）的黃芩苷溶出率比普通細(xì)粉（80目）提高13.9%[16]，甚至比超聲波協(xié)助下的200目黃岑粉末的黃芩苷溶出率還高3%[17]。據(jù)鄧雯等報道，根據(jù)中藥材性質(zhì)和粉碎度不同，微粉化一般可節(jié)省藥材30%～70%[18]。靈芝是我國醫(yī)藥保健品中應(yīng)用最多和最廣泛的名貴中藥材之一，開發(fā)超微粉可為深加工產(chǎn)業(yè)和新產(chǎn)品開發(fā)提供新的技術(shù)支撐。

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