關(guān)穎賢,冮 潔,薛晨光,潘 玲

(大連民族大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,遼寧 大連 116605)

靈芝(Ganodermalucidum)為擔(dān)子菌門(Basidiomycota)傘菌綱(Agaricomycetes)多孔菌科(Polyporaceae)靈芝屬(Ganodelma)真菌[1],是我國傳統(tǒng)的珍貴中藥材,其富含多糖、三萜類、甾醇、生物堿、蛋白質(zhì)、核苷類等多種生物活性成分,具有抗氧化[2]、抗病毒[3]、抗腫瘤[4]、增強(qiáng)免疫力[5]、預(yù)防心臟病[6]、降血糖血脂[7, 8]、改善睡眠[9]、保肝護(hù)肝[10]等功效。近年來,對(duì)靈芝的研發(fā)已突破常規(guī)藥用的目的,在食品中的研究越來越廣泛。但由于靈芝不是藥食同源物質(zhì),一直未能作為普通食品原料應(yīng)用于食品加工生產(chǎn)中,僅能作為藥品、保健食品的原料。靈芝在我國保健食品領(lǐng)域占據(jù)著非常重要的地位,通過國家市場監(jiān)督管理總局特殊食品信息查詢平臺(tái)查詢得知,截至2022年9月,已注冊的靈芝類保健食品共1 140種,其中國產(chǎn)保健食品注冊1128種,進(jìn)口保健食品注冊12種;有單方及復(fù)方,應(yīng)用劑型包括膠囊、片劑、沖劑、口服液、粉劑、顆粒劑、丸劑、茶劑、酒劑等,其中以膠囊劑最為常見,占62%。已注冊的靈芝類保健食品的保健功效共11種,以“提升機(jī)體免疫水平”占67.19%,還包括輔助保護(hù)化學(xué)性肝損傷、緩解機(jī)體疲勞、提升睡眠質(zhì)量、抗氧化等多種功效。隨著越來越多規(guī)定靈芝按“藥食同源”物質(zhì)生產(chǎn)經(jīng)營試點(diǎn)政策的出臺(tái),為靈芝在食品領(lǐng)域內(nèi)的普遍應(yīng)用提供了可能。本文對(duì)以靈芝孢子、子實(shí)體、菌絲體及其發(fā)酵產(chǎn)物為原料研發(fā)的功能食品類型及特點(diǎn)、生產(chǎn)工藝、發(fā)展前景進(jìn)行綜述,為靈芝在食品中的推廣應(yīng)用提供參考。

1 靈芝孢子

靈芝孢子是靈芝生長成熟后其菌蓋下方菌孔中彈射出的褐色粉末狀卵形生殖細(xì)胞,含有靈芝的所有遺傳活性物質(zhì),其有效成分含量是子實(shí)體的數(shù)十倍[11]。截至2022年9月,我國已申報(bào)的靈芝孢子類保健食品共438種,占所有靈芝類保健食品的38.42%。由于靈芝孢子壁由堅(jiān)硬的幾丁質(zhì)成分構(gòu)成,且為雙層骨架結(jié)構(gòu)[12],肽鍵多且架構(gòu)致密,人體消化系統(tǒng)無法將其有效分解,使孢子粉的功效成分難以被吸收。靈芝孢子粉的破壁主要綜合超微粉碎、擠壓膨化、高壓均質(zhì)等機(jī)械方法與超臨界二氧化碳、超聲波、微波等物理方法[13]。破壁后孢子粉中的多糖、三萜類、蛋白質(zhì)、脂肪等營養(yǎng)活性成分更易于溶出[14],人體對(duì)其有效成分吸收率達(dá)90%以上[12],同時(shí)其調(diào)節(jié)腸道菌群和保護(hù)機(jī)體能力提高,可使腸道中優(yōu)勢菌群數(shù)量增多,致病菌數(shù)量減少[15]。

靈芝孢子粉在食品中的應(yīng)用見表1?？芍苯右枣咦臃蹫樵匣蜉o料加工處理,如孢子粉保健食品制劑及酒、乳、茶、冰淇淋等;或提取孢子粉中的有效成分,以提取物為原料加工成孢子油膠囊、功能飲料等。靈芝孢子粉功能食品以保健制劑為主,復(fù)方輔以西洋參、紅景天、黃芪、當(dāng)歸、棗仁、葛根、山藥、刺五加等食藥兼容材料。此外,將靈芝孢子粉作為原料添加至酒、乳、茶、冰淇淋等大眾食品加工中,可以提高產(chǎn)品的感官風(fēng)味及保健價(jià)值。如靈芝孢子茶由靈芝孢子粉和茶青混合揉捻、共同發(fā)酵,孢子粉帶有的干果清香可以提高紅茶的香氣及滋味,且共同發(fā)酵可以使孢子粉與茶葉結(jié)合緊密,提高紅茶的外形及葉底[24]。向白酒中添加靈芝孢子粉,經(jīng)過冷浸泡制、調(diào)配、降度、澄清、陳釀研制的靈芝孢子酒具有抗疲勞、提高免疫力功效[20, 21]。由于孢子粉中的靈芝酸成分較為苦澀,可加入甜味劑及植脂末、椰子粉、核桃粉、香蕉粉等改善孢子粉飲料口味,以及采用復(fù)烘烤工藝增加香味成分的釋出[27]。

表1 靈芝孢子功能食品類型

靈芝孢子油是從靈芝孢子中提取的油狀脂質(zhì)物,主要成分是靈芝三萜、脂肪酸甘油酯、飽和與不飽和脂肪酸、類固醇[28]。靈芝孢子油中的不飽和脂肪酸容易被氧化,可通過油脂微囊化將液態(tài)油脂包裹延長保質(zhì)期,且微囊經(jīng)過乳化工藝,可以提高人體對(duì)油脂的吸收。如趙志錦[29]等以變性淀粉HI-CAP100、麥芽糊精為囊材,通過乳化、均質(zhì)將靈芝孢子油包裹,并添加抗氧化劑維生素E、阿拉伯膠以及金屬離子螯合劑EDTA,通過噴霧干燥將液態(tài)的孢子油固態(tài)化,降低其過氧化值,提高了穩(wěn)定性。此外,以大豆分離蛋白為乳化劑,將靈芝孢子油包埋于乳狀液內(nèi)[30],加入多糖[31]及茶多酚、抗壞血酸[30]等抗氧化劑,也可以起到改善其氧化的作用,可應(yīng)用于孢子油液體口服類產(chǎn)品的開發(fā)。

2 靈芝子實(shí)體

靈芝子實(shí)體由氣生菌絲特化而成,由骨架菌絲及纏繞菌絲等菌肉菌絲構(gòu)成。傳統(tǒng)的靈芝加工是將子實(shí)體干燥粉碎后的靈芝絨與藥粉(或淀粉)加水充分混勻再干燥粉碎[32],以提高制粉效果。超微粉碎技術(shù)在靈芝加工中被廣泛應(yīng)用,其超微粉粒度分布在2.92～6.03 μm,平均粒徑為3.18 μm[33],可顯著提高子實(shí)體中有效成分的提取及溶出率[34, 35]。靈芝子實(shí)體粉常用于酒、餅干、醋等產(chǎn)品開發(fā),如酒中加入靈芝粉可以降低甲醇及SO2含量[36],提高酒的品質(zhì),還能作為功能補(bǔ)充劑,如Jae-HoKim等[37]研制的靈芝米酒具有ACE酶抑制活性及類似SOD活性,具有輔助抗高血壓作用。靈芝子實(shí)體富含粗纖維,制備餅干過程中添加靈芝粉可以增加面團(tuán)的持水性和柔韌性,改善面團(tuán)加工性能[38]。此外,子實(shí)體中的半木質(zhì)化纖維具有較高的耐酸強(qiáng)度,纖維交織后呈現(xiàn)多孔性,可作為吸附性固定化載體,如以靈芝粒為載體吸附固定醋酸桿菌,于蘋果酒中發(fā)酵可制備靈芝蘋果醋[39]。

靈芝子實(shí)體食品制劑類型見表2,其先經(jīng)過粗提取制成靈芝浸膏,再干燥粉碎成靈芝精粉[46],或精提子實(shí)體中的多糖、靈芝酸成分,由于多糖等親水性成分吸濕性強(qiáng),容易阻礙其固態(tài)制劑成型,可添加麥芽糊精、微晶纖維素后采用噴霧干燥制成[40]。對(duì)于大眾食品開發(fā),靈芝子實(shí)體抽提主要采用熱水浸提的方式,其水提液和蔗糖熬煮得到的靈芝糖漿可制備凝膠型軟糖[41],同時(shí)抽提物中含有豐富的氨基酸及呈味作用的核苷酸,可用于醬油、醋等調(diào)味品開發(fā)。靈芝速溶粉由子實(shí)體經(jīng)過超微粉碎、破壁、抽提、濃縮、干燥后制成,它可以與其它速溶配料融合研發(fā)咖啡、速溶茶等固體飲品[42],如靈芝速溶咖啡以靈芝提取物結(jié)合咖啡豆及其它天然活性成分制成,有助于保持頭腦清醒、提高工作效率及免疫力[43]。由于靈芝水提液偏苦澀,適口性差,制備飲品的過程中可以添加適量穩(wěn)定劑 β-環(huán)糊精對(duì)其中苦味物質(zhì)進(jìn)行包埋[44],改善口感。此外,水提液中的多糖具有較好的流變性和穩(wěn)定性,可賦予發(fā)酵產(chǎn)品較好的質(zhì)構(gòu)和口感,不需另外添加穩(wěn)定劑及增稠劑,能夠普遍用于傳統(tǒng)發(fā)酵飲品[45],如以靈芝多糖與黑莓濃漿混合,接種酵母、醋酸菌發(fā)酵制備靈芝黑莓醋[45],能夠維持黑莓花青素等酚類成分的穩(wěn)定性。

3 靈芝菌絲體及其發(fā)酵產(chǎn)物

靈芝菌絲體由靈芝孢子萌發(fā)繁殖而成的許多分支絲狀的菌絲組成,其發(fā)酵工藝簡單、生長周期短、原料使用廣泛,易于規(guī)?；a(chǎn)且沒有季節(jié)限制,更易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。根據(jù)發(fā)酵方式不同,其應(yīng)用包括液態(tài)發(fā)酵的菌絲體、發(fā)酵液及固態(tài)發(fā)酵菌質(zhì)。

3.1 靈芝菌絲體

靈芝菌絲體在食品中的加工方式有三種,見表3。一是在食品加工過程中添加菌絲體繼續(xù)發(fā)酵,如醬油、腐乳等發(fā)酵食品;二是直接以菌絲體為原料進(jìn)行加工,或作為輔料添加,如調(diào)味料、餅干、人造肉;三是對(duì)菌絲體進(jìn)行浸提,以提取液為原料再加工,如顆粒劑、保健口服液、乳、酒、固體飲料等。靈芝菌絲體中含有1-辛烯-3-醇、苯甲醛、3-辛酮、苯甲酸甲酯等主要風(fēng)味物質(zhì)[49],本身具有獨(dú)特風(fēng)味,可作為呈味原料或輔料,且菌絲體在發(fā)酵過程中富含的活性成分浸出,可以賦予食品獨(dú)特的保健功能。菌絲體不僅蛋白質(zhì)、纖維含量高,脂肪含量低,還具有天然的纖維狀結(jié)構(gòu),其菌絲蛋白可替代植物蛋白應(yīng)用于人造肉生產(chǎn)[50],且由于菌絲體所含生物活性成分存在抗菌及抗氧化效果,生產(chǎn)的“人造肉”保質(zhì)期更長[51]。此外,靈芝菌絲體能有效富集具有營養(yǎng)及藥理意義的鐵、鋅、硒、鋰、鍺等微量元素[52],可以作為富含微量元素的功能性食品替代品。

3.2 靈芝發(fā)酵液

靈芝液態(tài)發(fā)酵食品的類型取決于液體基質(zhì),發(fā)酵液可直接作為原料加工處理,其成品以液態(tài)食品為主,如酒、茶、乳、飲料、醋;或在食品加工過程中作為輔料添加,使其在加工過程中繼續(xù)發(fā)酵,如饅頭、米、醋;三是配制型,發(fā)酵液經(jīng)過濾與離心后與其他物質(zhì)共同調(diào)配,使含有的原料活性物質(zhì)富集,如茶、飲料,見表4。靈芝發(fā)酵液中含有菌絲體代謝分泌的活性成分及淀粉酶、漆酶、蛋白酶等酶,可以提高食品營養(yǎng)及品質(zhì)。例如靈芝漆酶能增大饅頭比容,并催化小麥蛋白交聯(lián),優(yōu)化面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使饅頭內(nèi)淀粉顆粒膨大與聚集,有助于人體吸收[63];發(fā)酵液中的淀粉酶能催化淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?促進(jìn)酵母菌生長代謝釋放CO2,提高饅頭比容、氣孔數(shù)及氣孔面積,降低饅頭硬度[64]。靈芝菌絲體具有較強(qiáng)的多酚氧化酶分泌能力,其在茶湯中的適應(yīng)性較強(qiáng),能有效分解茶多酚,并提升茶中氨基酸含量,使茶酚氨比達(dá)到合理水平[65]。靈芝功能飲料以大豆蛋白為原料,通過菌絲體發(fā)酵使大豆蛋白分解成小分子的肽及氨基酸,制備的轉(zhuǎn)化肽飲料集靈芝與大豆肽功效于一體,具有抗疲勞、免疫調(diào)控等功效[66],也可以果汁為原料,其清新果味可以改善靈芝醇厚的風(fēng)味,兼顧營養(yǎng)的同時(shí)更易被消費(fèi)者接受。將發(fā)酵液與鮮乳結(jié)合研發(fā)酸乳,可以彌補(bǔ)靈芝中限制性氨基酸的不足,起到蛋白質(zhì)互補(bǔ)作用[67];且發(fā)酵液中的多糖可以促進(jìn)乳酸菌增殖,改善酸乳的組織形態(tài),提升乙醛含量,發(fā)酵液中多肽能促進(jìn)酸乳中丁二酮合成[68],從而提升酸乳品質(zhì)。此外,發(fā)酵液中含有的淀粉酶、纖維素酶、蛋白酶等可以緩解淀粉老化[69],有助于提高米質(zhì);馬譽(yù)暢等[70]向糙米中添加靈芝發(fā)酵的粗酶液,使糙米回生值比率達(dá)24.0%,同時(shí)糙米中酯類、烴類成分增加,糙米香味提升,其熟制后粘性提高、硬度下降,糙米口感得到改善。

3.3 靈芝固態(tài)發(fā)酵菌質(zhì)

靈芝固態(tài)發(fā)酵以谷物基質(zhì)為主,菌絲體具有分解、利用谷物中纖維素和木質(zhì)素的能力,同時(shí)谷物中富含蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分,可作為菌絲體生長的原料。靈芝固態(tài)發(fā)酵在食品中的應(yīng)用見表5,其產(chǎn)品包括雜糧粉、復(fù)合米、餅干、茶、酒、飲料、醬油等。通過靈芝固態(tài)發(fā)酵可以提高食品營養(yǎng)及品質(zhì),如以靈芝固態(tài)發(fā)酵大米或玉米制備復(fù)合米,可使谷物淀粉降解,提升米質(zhì)中氨基酸及多糖含量[76],其粒形、粒度、色澤、食味均與普通大米相近而營養(yǎng)價(jià)值更高。以鹿角靈芝發(fā)酵小麥,得到的全麥粉幾乎不含面筋蛋白,與面粉混合制備餅干可抑制面筋網(wǎng)絡(luò)形成,降低餅干咀嚼性及硬度,提高餅干品質(zhì)[77]。此外,靈芝固態(tài)發(fā)酵的原料選擇廣泛,茶葉及食品加工產(chǎn)生的副產(chǎn)物如豆渣、豆腐渣、甘蔗渣、麩皮等都可作為發(fā)酵基質(zhì)。經(jīng)過靈芝固態(tài)發(fā)酵甘蔗渣、豆渣、麥麩制備雜糧粉,菌絲體會(huì)對(duì)豆渣、甘蔗渣細(xì)胞降解,其分泌的纖維素酶、半纖維素酶等胞外酶,可降解膳食纖維原料中難以消化的粗纖維形成多糖,促進(jìn)豆渣及甘蔗渣中營養(yǎng)成分的釋放,提高蔗渣、豆渣、麩皮的使用價(jià)值[78]。

表5 靈芝固態(tài)發(fā)酵功能食品類型

4 結(jié) 語

靈芝功能食品的研發(fā)應(yīng)回歸靈芝本質(zhì),深加工是靈芝產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整唯一出路。通過子實(shí)體為主導(dǎo)深度研發(fā)分離純化技術(shù),研發(fā)靈芝單體、幾種純化合物復(fù)合靈芝保健品是未來的主要發(fā)展方向,這需要研發(fā)前沿的、低成本、可以工業(yè)化生產(chǎn)的提取分離純化技術(shù)。作為一種具有發(fā)酵功能的真菌,靈芝菌絲體發(fā)酵具有許多子實(shí)體無法替代的優(yōu)勢,其發(fā)酵食品的研發(fā)是未來靈芝產(chǎn)品深加工的一個(gè)重要趨勢。我國靈芝功能食品的研發(fā)應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的靈芝資源和食品加工形式進(jìn)行制備,通過多元化產(chǎn)品拓寬靈芝消費(fèi)人群,促進(jìn)靈芝產(chǎn)業(yè)升級(jí)。伴隨有關(guān)靈芝及其化學(xué)成分安全性,藥理作用機(jī)制的深層次研究,以及統(tǒng)一的靈芝產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)范和有效物質(zhì)檢測標(biāo)準(zhǔn)的建立,未來靈芝在保健食品領(lǐng)域應(yīng)用范圍會(huì)不斷拓寬,此外,靈芝也會(huì)作為普通食品原料應(yīng)用,靈芝食品產(chǎn)業(yè)也將具有廣闊的發(fā)展前景。