靈芝又被稱之為仙草,神草,是多孔菌科真菌靈芝的子實體。由于它具有極高的營養價值,能夠延年益壽,并具有抗癌的功效,因而一直被用于中草藥中。但是由于靈芝中的靈芝孢子表皮具有一層堅硬、堅韌的物質——幾丁質,所以普通的加工處理方式無法將靈芝孢子真正的營養價值體現出來,同時,又由于靈芝孢子的數量少,對其加工技術顯得十分謹慎。目前常用的靈芝深加工技術有物理法,化學法,生物法,各種技術方式各有其特點。本文主要介紹及討論三種針對靈芝深加工的技術:微波低溫破壁技術、超臨界CO2萃取技術及乙醇提取法。
一、微波低溫破壁技術
目前針對靈芝孢子的破壁技術有生物酶解法、化學法及物理法,較為廣泛使用的是物理法。常見的幾種破壁技術包括高速振動破壁法、超音速氣流破壁法、高壓蒸汽破壁法及本文介紹的微波低溫破壁法。
(一)微波低溫破壁法的操作流程
微波低溫破壁法的處理方式步驟簡單,易行。主要分為兩個步驟:一是對靈芝孢子粉的微波處理,使用日常所見的微波爐將靈芝孢子粉在溫度70~99℃中處理0.5~4.5小時;二是將經過微波處理后的靈芝孢子粉加入到特制的振動磨中,并充入保護性氣體進行低溫振動粉碎操作,流程控制時間在10~30min,溫度為-9℃至-16℃之間。此處的保護氣體可選擇氮氣、氬氣及二氧化碳,所選取的振動頻率為1000-1200Hz,振幅為9~12cm,三次所選氣體的試驗結果顯示靈芝孢子粉的破壁率達到99%以上。
(二) 微波低溫破壁法的評價
由于在整個操作過程中使用的是惰性氣體,對于環境的污染為零,同時破壁率高,鉻金屬的含量為零,對于孢子粉內的營養成分的程度高,確保了有效性。
二、超臨界CO2萃取技術
(一)超臨界CO2萃取破壁法的操作流程
超臨界CO2萃取破壁法屬于用現代化技術提取靈芝孢子中的天然活性成分,這個新工藝不僅僅用于靈芝孢子的萃取中,也適用于其他的中藥材的萃取如冬凌草的提純分離中,由此可見,該技術還是具有巨大的發展潛力的。
該方法的具體步驟是先經過預處理得到靈芝的子實體、靈芝孢子粉等,而所選的原料要求是無雜質、干燥且清潔的,而后將原料進行粉碎,選取粒度為20~60目間的,最佳粒度為40目左右。粉碎步驟的目的在于提高CO2萃取的效果,而后在分離釜壓力為5~30Mpa,萃取釜為15~50Mpa這樣的同一流程前者壓力大于后者的情況下,選取15~25小時每升的二氧化碳流量,并設計萃取釜的有效溫度為30~80℃,最佳溫度為50~60℃之間。靈芝中的有效成分如靈芝油、靈芝三萜、靈芝核苷等都可以在特定的壓力和溫度下,在超臨界狀態時有較高的溶解度,從而使之萃取出來。同時需要注意的是在第一次萃取時主要是得到以某一成分為主的混合物,而不會是很純凈的某單一成分,但是在經過離子交換、分子蒸餾后就可以提高單一成分的純度,從而得到我們所需的藥物。
(二) 超臨界CO2萃取法的評價
由于整體操作全程是低溫惰性的環境,不會過多影響靈芝孢子內的營養成分,同時安全,少污染,也不含有重金屬鉻,但是劣勢是萃取步驟較多,而且在萃取過程還需要乙醇作為夾帶劑,壓強,溫度及夾帶劑的不同都會影響提取物的成分,條件要求較嚴苛,從而帶來的是成本也相對較高,暫未能廣泛應用。
三、乙醇提取技術
采集靈芝孢子粉,棄去其中的大雜質并進行干燥處理,再用200~400目篩進行過篩處理,經過物理法技術進行破壁處理,破壁率能達99%以上,對破壁后的靈芝孢子粉進行提取。加入6至10倍的介于40%~95%的乙醇,首次是在50~80℃中提取2-3h時間,再用100-120目篩進行過篩處理,在首次提取后的濾液中第二次加入6至10倍的介于40%~95%的乙醇,第二次仍在50~80℃中提取2~3h時間,再用100~120目篩進行過篩處理,收取二次過濾的濾液再重復操作一次。將三次過濾的濾液相加合并,用200~400目篩最后一次過篩處理,并用50~70℃的處理將密度濃縮至1.15~1.25L,最后得出的濾液進行干燥處理得到最終的靈芝孢子粉提取物。
四、結論
目前破壁及后續的提取操作仍是靈芝深加工的重點。破壁法中還有其他物理法尚未進行介紹,例如高速振動法,這是通過振動棒在高速振動的條件對孢子粉進行敲碎,但在過程中容易帶入重金屬離子,鉻含量較高,因而該方法操作易行,但后續將鉻金屬分離出來的問題也亟需解決。另一種工藝是常溫破壁外釋技術,主要是采用超音速氣流的破壁方法,將靈芝孢子置于高音速氣流中,該方法雖然破壁率極高,但是在過程中容易使靈芝孢子里的有效活性和營養成分流失。還有一種工藝是高壓蒸汽方法,即將靈芝孢子放置于高壓容器罐中進行密封操作,同時充入適量的CO2和高壓蒸汽,并進行快速泄壓,利用CO2的快速爆破使靈芝孢子外壁破裂,由于靶向性弱,這種工藝的破壁率不高,而且流程繁瑣。本文選取的破壁提取操作都屬于目前具有一定前景的工藝,也希望在今后能出現更多新的工藝,不斷突破現有的技術瓶頸。 (工作單位:賀州市農業科學實驗室)