猴头菌-人参双向固体发酵菌质颗粒的制备工艺研究

唐敏，王恩鹏，陈雪，李琼，王欢，陈长宝

（长春中医药大学吉林省人参科学研究院，吉林 长春130117）

猴头菌（Hericium erinaceus）隶属担子门（Basidiomycota）伞菌纲（Agaricomycetes）红菇目（Russulales）猴头菌科（Hericiaceae）猴头菌属（Hericium）[1]，具有一定的抗氧化、抗菌、抗衰老、抗肿瘤和神经保护、抗炎等作用[2-7]。作为我国传统的药食同源的大型真菌，因其具有重要的食用价值和药用功效而受到了消费者的广泛喜爱。人参（Panax ginseng C.A.Mey.）为多年生宿根阴性草本双子叶植物，是我国传统的名贵中药材，具有抗癌、抗肿瘤、抗焦虑和保护心脑血管等活性作用[8,9]，具有显著的药理活性和极高的药用价值。

受猴头菌及人参的资源限制及市场价格的影响，使这两种珍贵资源未能得到很好地开发利用。首先，本实验从微生物角度出发，采用新型发酵技术，即以猴头菌为发酵菌种、人参为药性基质进行双向固体发酵。在此发酵体系中，人参既能为猴头菌的生长提供营养，又能通过猴头菌次生代谢产物修饰某些药效物质的化学结构，从而获得具有更高药效活性的物质；其次，以猴头菌-人参双向固体发酵得到的菌质为原材料进行提取，利用提取物进行二次开发。希望通过这种猴头菌与人参有机结合的新型发酵技术，可以大幅度提高发酵产物的食药用价值，为日后中药材药渣的开发及利用提供新的思路，同时，希望通过该方法可深入挖掘其食药用价值，实现对猴头菌及人参的市场再开发，为其产业化发展提供新途径及新思路。

1 仪器与材料

1.1 实验材料

猴头菌由吉林省生物研究所张金亭研究员赠予；人参购自吉林省怡生对外贸易有限公司；葡萄糖、蛋白胨、磷酸二氢钾、硫酸镁、酵母粉及琼脂粉购自国药集团化学试剂有限公司；木糖醇、糊精、微晶纤维素、淀粉、乳糖及蔗糖购自天津市科密欧化学试剂有限公司。

1.2 实验仪器

SLI-700恒温培养箱（上海爱朗仪器有限公司）；YXQ-LS-50A压力蒸汽灭菌器（上海博迅实业有限公司）；ZQZY-85CNS震荡培养箱（上海知楚仪器有限公司）；BT25S型电子天平[赛多利斯科学仪器（北京）有限公司]；A11BS025粉碎机（德国IKA）；SW-CJ-2FD超净工作台（苏州安泰空气技术有限公司）。

2 试验方法

2.1 菌种培养及固体发酵菌质提取物的制备

将保存于4℃冰箱的猴头菌菌种在无菌条件下转接到PDA固体培养基中，于26℃恒温黑暗条件下培养，待猴头菌菌丝布满培养基表面时进行液体菌种的培养。取1 cm大小的菌块接种于液体培养基中（葡萄糖20 g、蛋白胨10 g、KH2PO42 g、MgSO47 H2O 1 g、蒸馏水1 L），在26℃、160 r/min的黑暗条件下进行培养，当液体培养基中含有大量黄色菌球时，终止液体发酵。

将人参药材粉碎，过筛装瓶，加适量水，121℃高压灭菌30 min，待药性基质冷却至室温后，将液体菌种接至人参药性基质中，避光培养。当猴头菌菌丝布满整个药性基质且形成明显的菌蕾结构时，即为发酵终点。取出发酵菌质，40℃烘干，密封保存。称取适量上述固体发酵菌质，采用水煎煮法对其进行提取、浓缩，得菌质浸膏（浸膏相对密度约为1.3），备用。

2.2 颗粒剂的制备工艺

采用湿法制粒，准确称取发酵菌质提取物1 g，辅料适量，混匀，制软材，过14目筛进行制粒，将湿颗粒置于60℃烘箱烘干2 h后，利用药典1号筛与5号筛进行整粒，得菌质颗粒剂，将制备好的颗粒剂装入自封袋中，置于干燥器中保存。

2.2.1 矫味剂用量由于猴头菌-人参发酵菌质自身具有独特的味道，为改善菌质颗粒的口感，本实验分别选用苹果、葡萄、大枣和山楂4种水果，经热水提取、浓缩，得到相对应的4种果味浸膏（浸膏相对密度为1.18~1.2）。以上述实验室自制的4种水果浸膏与菌质浸膏分别按0.5:1、1:1、1.5:1、2:1和3:1的比例逐一进行混合，以感官评价为评价标准，共10人对颗粒进行品尝，根据评价结果选择合适的矫味剂用量。

2.2.2 单一辅料筛选将浸膏与辅料微晶纤维素、木糖醇、蔗糖、淀粉、可溶性淀粉、麦芽糊精、甘露醇和乳糖分别按1:2、1:3、1:4和1:5的比例逐一进行制粒工艺的摸索，筛选出最佳辅料用量。

2.2.3 复合辅料筛选浸膏+乳糖+其他辅料、浸膏+蔗糖+其他辅料和浸膏+木糖醇+其他辅料进行最佳复合辅料处方的筛选。

2.3 颗粒剂指标考察

通过测定颗粒剂的成型率、堆密度、休止角、溶化率和吸湿率，评判得出各处方相应分值，以其综合评分值为评判指标，筛选得出最佳辅料配比。采用百分制的综合评分方法对颗粒剂的质量进行考察，综合得分=（15/最大成型率值）成型率值+（最小休止角值15）/休止角值+（15/最大堆密度值）堆密度值+（20/最大溶化性值）溶化性值+（最小吸湿率值35）/吸湿率值[10]。

2.3.1 成型率的测定将制备好的颗粒剂称重，分别过药典1号筛和5号筛，收集能过1号筛但不能通过5号筛的颗粒，称重。按如下公式进行计算，成型率=（能通过1号筛而不能通过5号筛的颗粒质量/过筛前的颗粒质量）100%。

2.3.2休止角的测定休止角指粉体堆积成的自由斜面与水平面所形成的最大角，休止角越小，流动性越好。本文采用固定漏斗法，将3只漏斗串联并固定在水平的坐标纸上1~2 cm的高度，将颗粒从最上面的漏斗壁慢慢加入，直到颗粒在坐标纸上形成一个圆锥体，圆锥体的顶端与最下面的漏斗口接近为止，由坐标纸测出圆锥体的直径（2 R），并测定圆锥体的高度（H），按公式tg=H/R计算出休止角，重复测定5次，计算平均值。

2.3.3 堆密度的测定取适量整粒后的颗粒称重，质量记为（M），放入干燥的量筒内，轻轻震摇均匀后，读取量筒刻度（V），二者比值即为堆密度，堆密度值=M/V。

2.3.4 颗粒溶化率的测定精密称取干燥颗粒0.5 g，加入到10 mL干燥恒重的离心管中，加入沸水5 mL，振荡5 min，3 000 r/min的条件下离心15 min，弃上清液，将残渣在80℃下烘干至恒重，精密称定，计算颗粒的溶化率。溶化率=（颗粒总质量未溶化的颗粒质量）/颗粒总质量）100%。

2.3.5 吸湿性的测定精密称取烘干至恒重的一定量颗粒，平铺于干燥至恒重的称量瓶中，厚度不超过5 mm。将放有NaCl过饱和溶液的干燥器在室温下放置48h，使其相对湿度为75%。将颗粒剂置于干燥器内，定时补足NaCl至形成饱和溶液，于48 h后精密称定，计算颗粒剂的吸湿率。吸湿率=（吸湿后颗粒质量吸湿前颗粒质量）/吸湿前颗粒质量100%，计算吸湿率。

3 结果与分析

3.1 矫味剂用量结果

根据不同品尝者的评价结果发现，当果味浸膏的比例较小时，颗粒口感较苦；当果味浸膏的比例过大时，掩盖了菌质本身的味道且颗粒口感过甜；最终确定果味浸膏（g）和菌质浸膏（g）比例为2:1时，颗粒口感评价最佳，具有较适宜的酸甜口感且保留了菌质的味道，故以此浸膏比例为最佳的矫味剂用量。

3.2 单一辅料筛选结果

当浸膏与淀粉、乳糖的比例分别为1:2、1:5时可成功制粒，但浸膏与辅料微晶纤维素、可溶性淀粉和麦芽糊精等辅料单独制粒时，软材不合格，无法成功制粒。

3.3 复合辅料筛选结果

根据单一辅料的筛选结果，进一步选择适宜辅料进行混合辅料的筛选。称取浸膏适量，分别与复合辅料进行制粒，制粒结果见表1、表2和表3。通过对比结果发现，在一定的辅料比例下，乳糖及木糖醇可与大多数辅料进行制粒工艺的研究，同时，通过本实验对蔗糖进行工艺对比发现，蔗糖与淀粉复合使用时，颗粒剂具有更高的成型性。

表1 乳糖与微晶纤维素、糊精、甘露醇、淀粉比例考察Table 1 The investigation of the ratio of lactose to microcrystalline cellulose,dextrin,mannitol and starch

表2 蔗糖与微晶纤维素、糊精、甘露醇、淀粉比例考察Table 2 The investigation of the ratio of sucrose to microcrystalline cellulose,dextrin,mannitol and starch

表3 木糖醇与微晶纤维素、糊精、甘露醇、淀粉比例考察Table 3 The investigation of the ratio of xylitol to microcrystalline cellulose,dextrin,mannitol and starch

3.4 最佳符合辅料处方筛选结果

通过对以上复合辅料的筛选，最终得到8种最优辅料处方，见表4。采用综合评分法对该8种处方的成型率、休止角、堆密度和溶化率等指标进行测定，测定结果，见表5。根据表5结果可知，处方4的评分最高，即当浸膏、乳糖和淀粉的比例为1:2:1时，可作为猴头菌-人参菌质颗粒剂的最优处方。根据最优处方的复合辅料配比进行工艺放大验证，得到的颗粒成粒性好，溶化性佳，证明该颗粒剂的工艺条件稳定可行，为进一步开发猴头菌-人参菌质产品提供了理论基础。

表4 复合辅料最佳处方筛选结果Table 4 The screening results of the best prescriptions for compound excipients

表5 复合辅料最佳处方综合评价结果Table 5 The comprehensive evaluation results of the best prescription of compound excipients

4 讨论

利用猴头菌与人参双向发酵得到的固体菌质，既保留了猴头菌与人参的原有营养价值，又提高了药效物质的含量、丰富了药效物质的种类。王洪峰等[11]在研究人参双向固体发酵时发现，经微生物次生代谢产物的作用下，人参的化学成分发生了一定的转化，在人参药性菌质中检测到大量稀有人参皂苷，推测人参皂苷Rg1、Re和Rb可能转化为稀有人参皂苷Rg3和Rh等。而稀有人参皂苷在更利于人体吸收的同时具有更高效的药理活性作用，如Rg2和Rg3具有更高效的抗焦虑、抗炎和抗癌活性作用[8,9]，CK和F12在抗肿瘤、抗突变、抗炎保肝及抗哮喘等诸多方面都表现出良好的药效活性[12-18]。

本文以发酵菌质为原材料，采用湿法制粒法对猴头菌-人参固体发酵菌质颗粒剂的制粒工艺进行探索。利用水煎煮工艺提取菌质中的有效活性物质，以乳糖、蔗糖和木糖醇等传统辅料进行颗粒剂最佳辅料的摸索，同时以水果浸膏为矫味剂调整颗粒剂的口感，使颗粒剂满足大多数人的感官需求。通过对复合辅料处方配比的进一步优化，以成型率、休止角、堆密度、溶化率和吸湿性为评价指标进行颗粒剂的综合评分，确定了辅料浸膏、乳糖和淀粉配比为1:2:1，为猴头菌-人参固体菌质颗粒剂的最佳辅料配比。希望通过本文的实验结果，为我国传统的猴头菌及人参加工方式提供新的思路，为进一步研发相关食品及保健品提供新的发展方向，为深入开发猴头菌与人参的宝贵资源提供科学背景。