灵芝孢子粉破壁方法及工艺试验研究

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灵芝孢子粉由成熟的灵芝子实体释放,是灵芝子实体的卵型生殖细胞,含有多糖、三萜和核苷等多种活性物质,具有抗肿瘤、抗氧化、免疫调节等功效,其药用价值在灵芝子实体和菌丝体中明显居高。由于灵芝孢子粉孢壁的主要组成成分为几丁质及钙、硅等,孢壁异常坚硬,且耐酸耐碱,直接食用不易被吸收利用。因此,探究一种高效率、低损失的灵芝孢子粉破壁方法对改善灵芝孢子粉破壁现状具有重要的现实意义。本文采用三种破壁方法(高压脉冲电场、冻融-超声波、高速球磨仪)分别对灵芝孢子粉进行破壁处理,并采用响应面法优化了前两种破壁工艺,得到了灵芝孢子粉的最优工艺参数。同时,测定了破壁前后灵芝孢子粉破壁率、基本营养成分溶出量(水分、粗蛋白、含油率、灰分)、活性物质溶出量(多糖、总三萜)、抗氧化性(DPPH·、ABTS·、还原能力)、比表面积等相关指标,并通过扫描电镜对破壁前后灵芝孢子粉进行微观观察,进而选择出一种相对较优的灵芝孢子粉破壁方法,以期为破壁灵芝孢子粉的开发以及破壁工艺的新领域应用提供参考。主要结论如下:(1)灵芝孢子粉高压脉冲电场破壁最优工艺参数:电场强度25 k V/cm、脉冲宽度80μs、脉冲个数40000个。灵芝孢子粉冻融-超声波处理活性物质溶出量最佳工艺条件是:料液比1:20 g/m L、冻融次数6.1次、球料比3.5:1 g/g、超声时间67.8 min和超声功率340.9 W。(2)采用球磨工艺破壁后的灵芝孢子粉粗蛋白溶出量增加了33.96%,粗脂肪溶出量提高了2.94倍;破壁灵芝孢子粉抗氧化能力显著提高;破壁灵芝孢子粉比表面积为(5.8035±0.12)m2/g,累积孔体积为(0.0213±0.33)cm3/g,最可几孔直径为(6.76±0.21)nm,表明破壁处理有利于灵芝孢子粉孢内营养成分溶出。(3)不同破壁方法对灵芝孢子粉破壁率和活性物质溶出量的影响均具有一定差异。经高压脉冲电场破壁的灵芝孢子粉破壁率为(66.74±0.03)%,多糖和总三萜溶出量分别为(0.99±0.11)g/100g、(1.79±0.03)g/100g;经冻融-超声波破壁的灵芝孢子粉多糖、总三萜溶出量分别为(1.53±0.09)g/100g、(2.72±0.15)g/100g,破壁率为(91.76±0.10)%。经球磨仪破壁的灵芝孢子粉破壁率为(91.66±0.12)%,多糖和总三萜活性物质溶出量分别为(1.24±0.11)g/100g、(2.53±0.18)g/100g。(4)经冻融-超声波破壁工艺得到的破壁灵芝孢子粉碎片大且少,孢壁外层几乎全部破碎,但未掉落,孢壁内层较为光滑。破壁后灵芝孢子粉多糖、总三萜溶出量达到最高。因此,在三种灵芝孢子粉破壁方法中,冻融-超声波破壁工艺使得灵芝孢子粉破壁率高达90%以上,同时也较好地溶出了孢内活性物质。
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