CN104958325B

CN104958325B - 一种稳定的水分散性超微化灵芝破壁孢子粉的制备方法

Info

Publication number: CN104958325B
Application number: CN201510416306.XA
Authority: CN
Inventors: 仇丹; 丁法良; 徐丹; 徐素平
Original assignee: HANGZHOU DEBIAO TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HANGZHOU DEBIAO TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-07-15
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2018-12-21
Anticipated expiration: 2035-07-15
Also published as: CN104958325A

Abstract

本发明涉及到一种稳定的水分散性超微化灵芝破壁孢子粉的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)灵芝孢子粉与辛烯基琥珀酸淀粉酯混合均匀后装填至含搅拌和高速剪切设备的密闭容器内；2)向容器中加入0～0.4份破壁酶、0～0.1份抗氧化剂和水，浸泡；3)将容器密封，升温并恒温；4)向容器内补加破壁酶和淀粉酶，在40～80℃、氮气氛保护下机械搅拌和高速剪切，得到乳状液；5)将所述乳状液输送至均质设备中，使脂溶性有效成分的粒径小于1微米，达到超微化分散；6)中和，然后喷雾干燥，再经筛分和辐照消毒，得到稳定的水分散性超微化灵芝破壁孢子粉。

Description

一种稳定的水分散性超微化灵芝破壁孢子粉的制备方法

技术领域

本发明涉及到灵芝破壁孢子粉的制备方法，具体指一种稳定的水分散性超微化灵芝破壁孢子粉的制备方法。

背景技术

灵芝孢子是灵芝在发育后期弹射释放出的“种子”，是灵芝的精华。灵芝孢子粉的主要营养成分包括灵芝三萜、灵芝多糖、有机锗、腺苷、多肽等，具有抗癌及多种保健作用。灵芝孢子外部包裹着难以被人体胃酸消化的几丁质和纤维素构成的外壁，阻碍了人体对其内含物的完全消化吸收。由于灵芝孢子孢壁的结构，必须采用独特的破壁技术和恰当的处理方法，否则灵芝孢子不容易破壁，且因灵芝孢子内的营养组分多，活性作用丰富，破壁后易氧化霉变、结块变质而影响灵芝产品质量及作用效果。

灵芝孢子粉的破壁方法众多，主要包括物理法、生物法、机械法、化学法和综合作用法等。这些方法均可完成对灵芝孢子粉的破壁处理，但是由于灵芝孢子粉所含的灵芝多糖、三萜类灵芝酸等营养物质化学性质不稳定，破壁过程中和破壁后的储存过程中均会导致孢子粉有效成分不同程度的破坏；因此保证灵芝孢子粉有效成分的稳定性是亟待解决的技术难题。

另一方面，灵芝破壁孢子粉的剂型很大程度上会影响其生物利用度和药效。目前剂型主要有以下几类：

第一类是简单加工后直接包装的灵芝破壁孢子粉；或者将灵芝破壁孢子粉与其它成分进行简单复配。这些产品中的灵芝孢子粉破壁后均缺乏有效的保护载体，有效成分的稳定性得不到保障，且孢子油和孢子壁的混合组分导致水分散性很差，风味无法掩盖，口感不佳，直接影响后期应用。

第二类是将灵芝破壁孢子粉提取为孢子油，孢子油具有油分散性，有利于进一步加工，但其仍缺乏有效的保护载体，且因为无法水分散而不能应用到水相体系。

第三类是常规固体剂型，即按一定配比制成胶囊、片剂、冲剂或丸剂等。这类剂型较第一类剂型对灵芝破壁孢子粉有了一定的保护载体，风味得到掩盖，从而改善了服用性能。但是其水分散度有限，且生物利用度和药效不高。

CN200910030704.2通过将灵芝破壁孢子粉与环糊精混合研磨得到具有一定溶解度和细分散的组合物，该组合物将灵芝孢子粉的有效成分分子包嵌于环糊精的空穴结构内形成包合物。该组合物最终成为糊状物而无法达到完全水溶，究其原因，除了环糊精包合能力有限之外，灵芝孢子粉破壁后的孢壁结构仍残留于包合物中，这些孢壁组织如未经特殊处理，是无法溶于水的，从而影响后续的生物利用度和药效；尽管该包合物能一定程度上提高灵芝破壁孢子粉有效成分的水分散性，但环糊精因分子较小而无法成膜，从而导致产品成型后有效成分的稳定性无法得到充分保障。

申请号为201410139764.9的中国发明专利申请是将少量阿胶和猪皮胶配成浓缩液后以高压雾状液滴喷到塔内沸腾的灵芝破壁孢子粉表面，被灵芝破壁孢子粉吸附并干燥后形成保护膜，从而具有抗氧化效果。显然，该专利制备得到的产物不具有水分散性，而且灵芝破壁孢子粉的有效成分未经乳化处理而无法达到细分散。

综上所述，现有技术中的破壁灵芝孢子粉的剂型在稳定性、水分散性和有效成分粒径分布等方面均不理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的状况提供一种能有效保护破壁过程中灵芝孢子粉的有效成分不被破坏且水分散性好、制备方法简单的稳定的水分散性超微化灵芝破壁孢子粉的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该稳定的水分散性超微化灵芝破壁孢子粉的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)100份灵芝孢子粉与100～2000份辛烯基琥珀酸淀粉酯混合均匀后装填至含搅拌和高速剪切设备的密闭容器内；

2)向容器中加入0～0.4份破壁酶、0～0.1份抗氧化剂和pH值为4～7的100～4000份水；在20～50℃下浸泡0～3小时；

3)将容器密封，在1～10分钟内升温至80～100℃后，恒温1～20分钟；

4)向容器内补加0.1～0.8份所述破壁酶和淀粉酶，所述淀粉酶的用量为所述辛烯基琥珀酸淀粉酯用量的0.5％～3％；在40～80℃、氮气氛保护、100～1000rpm的机械搅拌和1000～10000rpm的高速剪切下1～5小时，得到乳状液；

该步骤中的破壁酶能够作用于破壁后残留的孢壁结构，使孢壁组分消失，达到完全水溶；该步骤中淀粉酶能够酶解修饰辛烯基琥珀酸淀粉酯的分子量分布，强化乳化效果；

所述破壁酶选自几丁质酶、纤维素酶、多酚氧化酶和漆酶中的至少一种；

5)将所述乳状液输送至均质设备中，进一步均质，使脂溶性有效成分的粒径≤1微米，达到超微化分散；

6)中和至pH值为6～8，然后喷雾干燥，再经筛分和辐照消毒，得到稳定的水分散性超微化灵芝破壁孢子粉；

上述各组分用量均为质量分数。

较好的，所述破壁酶的酶活为1～50万U/g；所述淀粉酶的酶活为1～50万U/g。

所述抗氧化剂可以选自茶多酚、维生素E、抗坏血酸、抗坏血酸钠、抗坏血酸钙、抗坏血酸棕榈酸酯、磷脂、丁基羟基茴香醚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和特丁基对苯二酚中的至少一种。

上述各方案中，所述的辛烯基琥珀酸淀粉酯为天然谷物淀粉与辛烯基琥珀酸酐酯化得到，所述天然谷物淀粉选自马铃薯淀粉、玉米淀粉、糯玉米淀粉、豌豆淀粉、红薯淀粉、小麦淀粉、籽粒苋淀粉或它们的混合物；所述辛烯基琥珀酸酐的用量为不高于所述天然谷物淀粉质量的3％。

所述淀粉酶可以选自α-淀粉酶、β-淀粉酶和糖化酶中的至少一种。

较好的，所述水在使用前先用氮气鼓泡1～60分钟处理，以除去或部分除去水中的溶解氧，从而更好地避免破壁孢子粉有效成分的被氧化。

所述pH值的调节采用质量浓度为1％～50％的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

所述的均质设备为高压均质机，均质压力可以为200～600bar，循环均质1～10次。

所述的均质设备还可以采用微射流均质机，均质压力可以为5000～30000psi，循环均质1～10次。

与现有技术相比，本发明所提供的制备方法，直接以灵芝孢子粉为原料，利用辛烯基琥珀酸淀粉酯在一定温度和湿度下溶胀、体积膨大而形成均匀糊状物的淀粉糊化现象，使灵芝孢子粉受挤压而完成破壁，并且淀粉在灵芝孢子粉表面形成致密的淀粉凝胶保护膜，能够在破壁过程中和产品成型后的储存过程中将灵芝孢子粉的有效成分与外界隔离，对其实现有效保护，保证了灵芝孢子粉有效成分的稳定性，并且通过破壁酶作用溶解破壁后的孢壁结构，以淀粉酶修饰强化辛烯基琥珀酸淀粉酯的乳化作用，使灵芝孢子粉的所有成分均达到超微化水分散，在实现灵芝孢子粉破壁的同时赋予其优异的稳定性、水分散性和超微化粒径分布，从而保证灵芝破壁孢子粉具有更高的生物利用度和药效；且本发明工艺简单，破壁所用辅料均为常规物质，原料易得，尤其是破壁用设备可根据实际情况选用常规的能密闭的容器即可，大大降低了设备成本。

附图说明

图1为本发明实施例1和对比例稳定性测试实验中灵芝三萜相对含量与加热时间的关系曲线；

图2为本发明实施例1和对比例的粒径分布曲线。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

1)100g灵芝孢子粉与500g辛烯基琥珀酸糯玉米淀粉酯混合均匀后装填至含搅拌和高速剪切设备的密闭容器中。

2)向容器内加入含0.1g几丁质酶(酶活为50万U/g)、0.2g纤维素酶(酶活为40万U/g)、0.05g抗坏血酸、0.05g维生素E和pH值为5的1000g水，水预先用高纯氮气鼓泡1小时，以去除水中的溶解氧；在40℃下浸泡0.5小时，使孢子壁软化但不破壁；

3)将容器密封，在5分钟内升温至90℃，恒温加热10分钟，使淀粉粒快速糊化膨胀，导致灵芝孢子粉破壁；

4)接着向容器内补加含0.1g几丁质酶(酶活为10万U/g)、0.3g纤维素酶(酶活为20万U/g)和10g淀粉酶(酶活均为1万U/g)，淀粉酶为α-淀粉酶：β-淀粉酶：糖化酶＝0.05：1：0.1的混合物；开启300rpm的机械搅拌和5000rpm的高速剪切，在60℃和氮气氛保护下作用3小时，使残留的孢壁组分消失，灵芝孢子粉的所有组分均被酶解后的辛烯基琥珀酸糯玉米淀粉酯乳化，形成乳状液；

5)将所述乳状液输送到微射流均质机，均质压力20000psi，循环均质8次，使脂溶性有效成分的粒径小于1微米，达到超微化分散；

6)以质量浓度为1％的氢氧化钠溶液中和至pH值为6，然后喷雾干燥，成型同时灭酶，再经筛分和辐照消毒，得到稳定的水分散性超微化灵芝破壁孢子粉。本步骤中的乳状液喷雾干燥、筛分和辐照消毒为常规技术。

实施例2

1)100g灵芝孢子粉与1500g辛烯基琥珀酸马铃薯淀粉酯和500g辛烯基琥珀酸玉米淀粉酯混合均匀后装填至含搅拌和高速剪切设备的密闭容器内；

2)向容器中加入0.2g多酚氧化酶(酶活为1万U/g)、0.2g漆酶(酶活为5万U/g)和pH值为4的4000g水；在20℃下浸泡3小时；

3)将容器密封，在10分钟内升温至80℃后，恒温5分钟；

4)向容器内补加0.3g纤维素酶(酶活为2万U/g)、0.5g漆酶(酶活为15万U/g)和10gα-淀粉酶(酶活为50万U/g)，在40℃、氮气氛保护、100rpm的机械搅拌和1000rpm的高速剪切下作用5小时，使残留的孢壁组分消失，灵芝孢子粉的所有组分均被酶解后的辛烯基琥珀酸马铃薯淀粉酯和辛烯基琥珀酸玉米淀粉酯乳化，形成乳状液；

5)将所述乳状液输送至高压均质机，均质压力为200bar，循环均质10次，使脂溶性有效成分的粒径小于1微米，达到超微化分散；

6)以质量浓度为50％的氢氧化钾溶液中和至pH值为8，然后喷雾干燥，再经筛分和辐照消毒，得到稳定的水分散性超微化灵芝破壁孢子粉；

实施例3

1)100g灵芝孢子粉与100g辛烯基琥珀酸籽粒苋淀粉酯混合均匀后装填至含搅拌和高速剪切设备的密闭容器；

2)加入pH值为7的2000g水，50℃下浸泡2.5小时；

3)将容器密封，在1分钟内升温至100℃，恒温20分钟，使淀粉粒快速糊化膨胀，导致灵芝孢子粉破壁；

4)向容器内补加含0.2g几丁质酶(酶活为50万U/g)、0.5g纤维素酶(酶活为45万U/g)、0.3gα-淀粉酶(酶活为10万U/g)和2.1gβ-淀粉酶(酶活为25万U/g)，开启1000rpm的机械搅拌和10000rpm的高速剪切，在80℃和氮气氛保护下作用4.5小时后，使残留的孢壁组分消失，灵芝孢子粉的所有组分均被酶解后的辛烯基琥珀酸籽粒苋淀粉酯乳化，形成乳状液；

5)将所述乳状液输送至高压均质机，均质压力为600bar，循环均质6次，使脂溶性有效成分的粒径小于1微米，达到超微化分散；

6)以质量浓度为20％的氢氧化钾溶液中和至pH值为7，然后喷雾干燥，再经筛分和辐照消毒，得到稳定的水分散性超微化灵芝破壁孢子粉。

实施例4

1)100g灵芝孢子粉，与500g辛烯基琥珀酸豌豆淀粉酯和150g辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯混合均匀后装填至含搅拌和高速剪切设备的密闭容器；

2)加入由0.1g几丁质酶(酶活为50万U/g)、0.1g纤维素酶(酶活为8万U/g)、0.1g漆酶(酶活为40万U/g)、0.05g丁基羟基茴香醚和pH值为4的100g水，水预先用高纯氮气鼓泡1分钟，以部分去除水中的溶解氧

3)将容器密封，在4分钟内升温至95℃，恒温1分钟，使淀粉粒快速糊化膨胀，同时导致灵芝孢子粉破壁；

4)接着补加0.15g漆酶(酶活为10万U/g)、5gβ-淀粉酶(酶活为11万U/g)和10g糖化酶(酶活为8万U/g)，并同时开启600rpm的机械搅拌和2000rpm的高速剪切，在70℃和氮气氛保护下作用1小时后，使残留的孢壁组分消失，灵芝孢子粉的所有组分均被酶解后的辛烯基琥珀酸豌豆淀粉酯和辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯乳化，形成乳状液；

5)将所述乳状液输送至微射流均质机，均质压力为30000psi，循环均质10次，使脂溶性有效成分的粒径小于1微米，达到超微化分散；

6)以质量浓度为12％的氢氧化钠溶液中和至pH值为7.5，然后喷雾干燥，再经筛分和辐照消毒，得到稳定的水分散性超微化灵芝破壁孢子粉。

实施例5

1)筛选成熟饱满的100g灵芝孢子粉，与1000g辛烯基琥珀酸红薯淀粉酯混合均匀后装填至含搅拌和高速剪切设备的密闭容器中。

2)向容器内加入含0.01g几丁质酶(酶活为50万U/g)、0.01g2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.01g抗坏血酸钠、0.02g茶多酚、0.01g磷脂和pH值为5的200g水，水预先用高纯氮气鼓泡30分钟，以去除水中的溶解氧；

3)将容器密封，在8分钟内升温至100℃，恒温加热15分钟，使淀粉粒快速糊化膨胀，导致灵芝孢子粉破壁；

4)接着向容器内补加含0.1g纤维素酶(酶活为45万U/g)和10g淀粉酶(酶活均为40万U/g)，淀粉酶为α-淀粉酶：β-淀粉酶＝5：1的混合物；开启500rpm的机械搅拌和8000rpm的高速剪切，在50℃和氮气氛保护下作用4小时，使残留的孢壁组分消失，灵芝孢子粉的所有组分均被酶解后的辛烯基琥珀酸红薯淀粉酯乳化，形成乳状液；

5)将所述乳状液输送至微射流均质机，均质压力5000psi，循环均质1次，使脂溶性有效成分的粒径小于1微米，达到超微化分散；

6)以质量浓度为18％的氢氧化钠溶液中和至pH值为7.7，然后喷雾干燥，再经筛分和辐照消毒，得到稳定的水分散性超微化灵芝破壁孢子粉。

实施例6

1)筛选成熟饱满的100g灵芝孢子粉，与1000g辛烯基琥珀酸糯玉米淀粉酯混合均匀后装填至含搅拌和高速剪切设备的密闭容器中。

2)向容器内加入含0.01g几丁质酶(酶活为10万U/g)、0.02g纤维素酶(酶活为10万U/g)、0.01g多酚氧化酶(酶活为10万U/g)、0.01g漆酶(酶活为50万U/g)、0.01g特丁基对苯二酚、0.005g抗坏血酸钙、0.012g抗坏血酸棕榈酸酯、0.02g特丁基对苯二酚和pH值为5的3000g水，水预先用高纯氮气鼓泡25分钟，以部分去除水中的溶解氧；然后在40℃下浸泡0.5小时，使孢子壁软化但不破壁；

3)将容器密封，在6分钟内升温至90℃，恒温加热10分钟，使淀粉粒快速糊化膨胀，导致灵芝孢子粉破壁；

4)接着向容器内补加含0.4g漆酶(酶活为10万U/g)和10g糖化酶(酶活为40万U/g)，开启900rpm的机械搅拌和7000rpm的高速剪切，在60℃和氮气氛保护下作用5小时，使残留的孢壁组分消失，灵芝孢子粉的所有组分均被酶解后的辛烯基琥珀酸糯玉米淀粉酯乳化，形成乳状液；

5)将所述乳状液输送至高压均质机，均质压力为550bar，循环均质1次，使脂溶性有效成分的粒径小于1微米，达到超微化分散；

6)以质量浓度为7％的氢氧化钾溶液中和至pH值为6.8，然后喷雾干燥，再经筛分和辐照消毒，得到稳定的水分散性超微化灵芝破壁孢子粉。

性能测试

1、测试各实施例和和市售机械破壁灵芝孢子粉的稳定性。

取实施例1中制得的灵芝孢子粉和市售机械破壁孢子粉，分别在90℃下恒温加热7天后进行测试。向各实施例中加入淀粉酶将淀粉完全酶解，以避免淀粉保护层对乙醇提取的干扰。

灵芝及其产品中含有多100种灵芝三萜，用乙醇有效提取后，采用齐墩果酸作为对照品，经香草醛-高氯酸溶液显色后作全波长测定，以紫外分光光度法计算样品中灵芝三萜含量。

灵芝三萜的含量与时间的关系如图1所示。

由图1可知，实施例1制得的灵芝破壁孢子粉经90℃加热7天后，灵芝三萜含量仍保留了80％左右；作为对照的常规机械破壁的灵芝破壁孢子粉，其经90℃加热7天后，灵芝三萜含量已低于50％。这充分表明本发明制得的灵芝破壁孢子粉在产品成型后有更好的稳定性。

其它各实施例制备的灵芝孢子粉在同样条件下测试其有效成分的稳定性，经90℃加热7天后，灵芝三萜含量均不低于70％。

2、测试实施例1灵芝孢子粉和市售机械破壁灵芝孢子粉的粒径。

将样品分别加入马尔文粒度分析仪中，以水为分散剂进行粒度检测。检测结果如图2所示。

由图2可知，实施例1制得的灵芝破壁孢子粉能达到充分水分散，除了以0.01～0.3微米范围分布的脂溶性有效成分外，粒度分布图上没有其它范围的粒度分布，表明其它物质均已溶于水；而作为对照的常规机械破壁的灵芝破壁孢子粉，其有0.01～7微米和7～90微米二段粒度分布，这说明市售样品中所含的脂溶性有效成分存在宽分布，1～7微米的组分基本是以浮油形式存在，7～90微米的组分应是破壁后留下的孢子壁碎片和未破壁的孢子粉，基本以悬浮物形式存在，这些组分都不具备水分散性，且脂溶性有效成分的粒径分布范围太宽，不利于人体服用后的生物利用度和药效。

其它实施例的测试结果与实施例1相似。

3、体外释放试验对比。

取初始灵芝三萜含量相同的各实施例孢子粉和市售机械破壁灵芝孢子粉进行体外释放试验对比，以测试过程中不同时间段灵芝三萜相对初始含量的百分含量来反映灵芝三萜含量的变化趋势。

将样品加入到100ml模拟胃液中，在37℃下以100rpm的转速搅拌0.5小时，测定灵芝三萜的溶出率；将上述溶液静置5分钟，然后调节pH值至7.0，再加入400ml模拟肠液，在37℃下以100rpm的转速搅拌，每隔1小时测定灵芝三萜的溶出率。

灵芝三萜的溶出率＝溶液中灵芝三萜的含量/样品的灵芝三萜总含量

其中溶液中灵芝三萜的含量通过取部分试液离心，然后用乙醇有效提取后，采用齐墩果酸作为对照品，经香草醛-高氯酸溶液显色后作全波长测定，以此计算样品中三萜含量。

实际体外释放结果如表1所示。

表1 不同灵芝破壁孢子粉的溶出率

由表1结果可以得知，本发明制得的灵芝破壁孢子粉，在胃液环境下只释放了61～63％的有效物，接着在肠液环境下到3h后才把灵芝三萜基本释放完全；而作为对照的市售机械破壁灵芝孢子粉(B)，在胃液环境下迅速释放了约82％的灵芝三萜有效物，并已基本释放完全，在接下来的肠液环境中，随着时间延长灵芝三萜含量没有显著增加，这说明常规方法破壁后灵芝三萜缺乏有效保护，在胃液等恶劣环境中易受破坏降解，同时还有相当一部分灵芝三萜残留于孢壁结构中，很难完全释放，导致生物利用度和药效不高。

Claims

1.一种稳定的水分散性超微化灵芝破壁孢子粉的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

上述各组分用量均为质量分数；

所述淀粉酶选自α-淀粉酶、β-淀粉酶和糖化酶中的至少一种；

所述水在使用前先用氮气鼓泡1～60分钟处理。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述破壁酶的酶活为1～50万U/g；所述淀粉酶的酶活为1～50万U/g。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述抗氧化剂选自茶多酚、维生素E、抗坏血酸、抗坏血酸钠、抗坏血酸钙、抗坏血酸棕榈酸酯、磷脂、丁基羟基茴香醚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和特丁基对苯二酚中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的辛烯基琥珀酸淀粉酯为天然谷物淀粉与辛烯基琥珀酸酐酯化得到，所述天然谷物淀粉选自马铃薯淀粉、玉米淀粉、糯玉米淀粉、豌豆淀粉、红薯淀粉、小麦淀粉、籽粒苋淀粉或它们的混合物；所述辛烯基琥珀酸酐的用量为不高于所述天然谷物淀粉质量的3％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述pH值的调节采用质量浓度为1％～50％的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的均质设备为高压均质机，均质压力为200～600bar，循环均质1～10次。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的均质设备为微射流均质机，均质压力为5000～30000psi，循环均质1～10次。