菌草靈芝提取物的危害及控制措施

童金華,林應興,李 晶,林占熺,林樹錢

(1.國家菌草工程技術研究中心；2.福建農林大學菌草研究所；3.福建農大菌草技術開發公司 ,福建福州350002)

菌草靈芝提取物的危害及控制措施

童金華1 ,2,林應興1 ,2,李 晶1 ,2,林占熺1 ,2,林樹錢3

(1.國家菌草工程技術研究中心；2.福建農林大學菌草研究所；3.福建農大菌草技術開發公司 ,福建福州350002)

運用HACCP原理對菌草靈芝提取物的各生產環節的生物性污染(微生物、蟲害等)和重金屬危害及關鍵控制點進行分析 ,結果表明:微生物和重金屬影響菌草靈芝提取物的質量安全 ,其中重金屬是影響菌草靈芝提取物質量安全的關鍵因素；菌草靈芝提取物的微生物和重金屬危害的關鍵控制點為原料、提取、噴霧干燥、計量包裝.并根據分析結果制定了菌草靈芝提取物生產過程中的各關鍵控制點的控制措施 ,以確保產品的質量安全.

菌草靈芝；提取物；危害分析與關鍵控制點(HACCP)；質量安全

菌草靈芝是以五節芒、類蘆、芒萁、巨菌草、象草等野生或人工種植的菌草為原料栽培的靈芝子實體[1].菌草靈芝提取物是以菌草靈芝為原料 ,經水提、濃縮、噴霧干燥等工藝加工而成的粉末狀固體.陳蓉明等[2]對菌草靈芝與段木靈芝的營養成分進行分析比較 ,結果表明菌草靈芝的氨基酸、脂肪酸、微量元素含量等接近甚至略高于段木靈芝.胡居吾等[3]對兩者的功效成分也進行了比較分析 ,結果表明菌草靈芝中的粗多糖和三萜類物質的含量均高于段木靈芝.

隨著人們對靈芝保健作用的了解 ,市場對靈芝的需求不斷擴大 ,靈芝產量逐年提高.據初步統計 ,2013年全國段木靈芝年生產量超過20萬m3,年產靈芝超30萬t；僅福建省的將樂、連城、順昌、漳州、政和以及海南、西藏、寧夏等地區的幾大種植基地 ,菌草靈芝年產量也達到5萬t以上.由于菌草靈芝提取得率達10%－12% ,而段木靈芝提取得率約6% ,越來越多中藥制劑廠和保健品生產廠開始以菌草靈芝為原料 ,對其活性成分進行提取.因此 ,在提高菌草靈芝產量的同時 ,還要使菌草靈芝的生產達到規范化和標準化 ,才能保證菌草靈芝提取物的質量要求.

如何控制菌草靈芝提取物從原料到產品可能存在的生物、化學及物理的危害成為研究的熱點.運用危害分析與關鍵控制點(hazard analysis and critical control point ,HACCP) ,對這些危害存在的可能性及危害程度進行分析 ,通過識別、評價潛在的食品安全危害 ,尋找預防性控制措施 ,以消除危害或將危害降到可接受水平[4 ,5].運用HACCP相關原理對菌草靈芝提取物中微生物和重金屬含量進行了分析 ,并提出控制措施 ,為構建HACCP質量管理體系提供參考.

1 菌草靈芝提取物的提取工藝流程

菌草靈芝提取物提取工藝見圖1.

圖1 菌草靈芝提取工藝流程圖Fig.1 The process of Juncao G.lucidum extract

2 菌草靈芝提取物的危害

2.1 生物性危害

2.1.1 原料中生物性污染的危害 菌草靈芝提取物的生產原料是菌草靈芝 ,由于子實體生長環境的溫度為22－30℃ ,相對濕度為80%－90%[1],菌草靈芝子實體質量安全的首要危害因素是生物性污染(如細菌、霉菌、酵母菌和蟲害等).原料驗收時應控制原料含水率 ,防止霉變子實體混入 ,并剔除蟲害.

原料出庫應通過分揀剔除雜質(工序3)、汽蒸(工序4)和切片(工序5)過程的前處理 ,且處理過程中操作人員嚴格按生產工藝要求執行 ,所有設備運行參數按生產要求設置 ,運行正常后再經后道提取工藝 ,消除原料中攜帶的生物性危害.

2.1.2 生產過程中環境的生物性危害 生產過程中引起產品生物性危害的主要原因是人流物流通道未分開或交叉使用、非工作人員隨意進出、空氣凈化系統維護不及時、生產環境潔凈度不夠、操作人員衛生控制不好等.從圖1可知 ,提取、真空濃縮、噴霧干燥及計量包裝工序車間的生物性危害將直接影響終產品的質量安全.由于提取、真空濃縮過程均在密閉罐中進行 ,并且在沸騰提取的條件下生物性危害不可能存在.因此 ,為保證菌草靈芝提取物質量 ,將危害降到可接受范圍 ,噴霧干燥及計量包裝車間應設為潔凈車間進行衛生控制和有效隔離 ,工作人員和產品包裝用物品應通過設置的專門的人流和物流通道進入生產區域 ,并將工序10和工序11(圖1)作為菌草靈芝提取物可能存在生物性危害的關鍵控制點進行分析 ,控制危害.

生產廠房和設施根據生產工藝流程及原料藥中的無菌原料藥生產要求潔凈級別進行設置 ,潔凈區4 h沉降菌(Φ 90 mm)的菌落總數≤100 cfu.在菌草靈芝提取物加工前噴霧車間、貯液車間和計量包裝車間等潔凈區必須采用空氣凈化系統進行空氣循環過濾 ,并在空氣凈化循環系統中加裝臭氧滅菌器 ,每天在生產前2 h進行一次30 min臭氧滅菌；凡需要消毒的地面、工器具、操作臺和大型設備可采用0.01%(質量分數)氯液進行消毒處理；進入潔凈區的工作人員須按要求更衣、洗手 ,從風淋室進入；產品包裝用物品應在緩沖區去掉外包裝 ,紫外燈照射30 min ,通過風淋室進入包裝車間.參照文獻[5]進行自檢.取樣前打開空氣凈化循環系統30 min ,并控制生產期間的環境溫度和濕度 ,對潔凈區采用臭氧結合氯液滅菌.停產1個月的潔凈區 ,取樣前需打開空氣凈化循環系統30 min.從表1可知 ,與不做臭氧結合氯液滅菌處理的沉降菌采樣檢測結果相比 ,臭氧結合氯液滅菌處理有效降低了潔凈車間的沉降菌數 ,即4 h沉降菌數≤100 cfu ,達到要求.由此可見 ,生產潔凈區在采用空氣凈化循環系統的條件下 ,同時采用臭氧結合氯液滅菌是有效的.而且 ,隨著在空氣凈化技術的發展 ,光催化劑(甲醛、細菌、煙霧等)空氣凈化[6]、電暈放電滅菌[7]、靜電等離子體空氣殺菌凈化[8]等技術的開發和應用 ,對未來藥品、保健品或食品的潔凈區滅菌更有效.

表1 菌草靈芝加工潔凈區沉降菌菌落數檢測結果Table 1 The test result of settled microbe plate count in clean room of the processing of Juncao G.lucidumg

2.2 重金屬含量

2.2.1 菌草靈芝生長環境的重金屬含量 食用菌生長過程及子實體不同部分對某些重金屬具有不同程度的吸收作用[9 ,10].通過分析菌草靈芝生長環境和菌草靈芝子實體的Pb、As、Hg、Cd等重金屬含量 ,探討菌草靈芝生長過程是否會因吸收其生長環境中的Pb、As、Hg、Cd等重金屬而造成菌草靈芝子實體的某些重金屬富集.

通過檢測分析菌草靈芝生長環境中的栽培料、水、土壤的重金屬含量 ,分析菌草靈芝生長環境中的重金屬危害程度 ,提出相應的控制措施.菌草靈芝栽培料、水(地表水 ,用于菌草靈芝栽培過程中混料和環境加濕)、土壤(地表土和距地表20 cm的土)均從順昌菌草靈芝種植基地采樣 ,委托福建省產品質量檢驗研究院檢測Pb、As、Hg、Cd等重金屬含量.土壤重金屬檢測方法參照DB/T 1142－2011[11],水、重金屬檢測方法參照GB/T 5750.6－2006[12],栽培料重金屬檢測采用電感耦合等離子體質譜法.

由表2可知:菌草靈芝生長過程中使用的地表水的Pb、As、Hg、Cd等重金屬含量均符合飲用水標準；而栽培料與土壤中均存在Pb、As、Hg、Cd等重金屬 ,且地表土的Pb含量達到了58.7 mg?kg－1,栽培料的Pb含量達到了4.2 mg ?kg－1.因此 ,栽培料和土壤是菌草靈芝子實體存在重金屬危害的重要因素.

表2 水、土壤和栽培料的重金屬含量Table 2 The content of heavy metal in water ,soil and cultivating material

2.2.2 菌草靈芝子實體的重金屬含量 謝寶貴等[13]研究表明靈芝對Pb、As、Hg、Cd等重金屬有一定的富集能力.由菌草靈芝生長環境的重金屬含量分析可知 ,菌草靈芝生長環境存在Pb、As、Hg、Cd等重金屬危害.而菌草靈芝子實體的重金屬含量影響提取物質量安全.

菌草靈芝子實體成熟后(第1批次)采摘 ,去雜 ,并烘干 ,使其含水率低于10%.隨機抽取適量菌草靈芝子實體干品 ,委托福建省產品質量檢驗研究院對其中Pb、As、Hg、Cd等重金屬含量進行檢測.檢測方法為電感耦合等離子體質譜法 ,檢測結果見表3.從表3可知菌草靈芝子實體中存在Pb、As、Hg、Cd等重金屬 ,說明菌草靈芝對Pb、As、Hg、Cd等重金屬具有一定的富集作用 ,但其含量低于木靈芝行業標準限量[14].

2.2.3 菌草靈芝提取物的重金屬含量 菌草靈芝提取物所需的物料為水和菌草靈芝 ,提取過程的工藝流程為圖1中的6、7、8、9、10工序 ,是菌草靈芝提取物加工過程的核心工序.對菌草靈芝提取過程中使用的水、濃縮液和菌草靈芝提取物進行采樣 ,委托福建省產品質量檢驗研究院對其中Pb、As、Hg、Cd等重金屬含量進行檢測.濃縮液和菌草靈芝提取物中重金屬含量的檢測采用電感耦合等離子體質譜法；水中重金屬含量的檢測方法參照GB/T 5750.6－2006[12].檢測結果見表4.從表4可知:菌草靈芝提取使用的軟化水符合生活飲用水重金屬指標要求[12]；而菌草靈芝提取濃縮液和終產品菌草靈芝提取物均存在Pb、As、Hg、Cd等重金屬危害 ,但均符合標準.

2.2.4 菌草靈芝提取物的重金屬富集率 對菌草靈芝子實體的Pb、As、Hg、Cd等重金屬含量進行檢測 ,結果表明菌草靈芝子實體對Pb、As、Hg、Cd具有一定的富集能力.由于不同采收批次菌草靈芝子實體的Pb、As、Hg、Cd等重金屬的富集量不同 ,且菌草靈芝提取加工過程中子實體中的Pb、As、Hg、Cd等重金屬溶出率也不同.因此 ,以第1批次采收的菌草靈芝子實體作為原料 ,分析其中Pb、As、Hg、Cd等重金屬的富集率和溶出率 ,以便衡量菌草靈芝提取物的重金屬危害程度.

表3 菌草靈芝子實體的重金屬含量Table 3 The content of heavy metal in Juncao G.lucidum fruiting body mg?kg－1

表4 水、濃縮液和菌草靈芝提取物的Pb、As、Hg、Cd含量Tabel 4 The content of the Pb ,As ,Hg ,Cd on water ,condensation and Juncao G.lucidum extract mg?kg－1

菌草靈芝提取物的Pb、As、Hg、Cd等重金屬的殘留量與菌草靈芝子實體對Pb、As、Hg、Cd的富集率有關 ,也與菌草靈芝栽培環境中的土壤、栽培料有關.通過對菌草靈芝子實體重金屬富集率和溶出率的計算分析(表5) ,結果表明菌草靈芝子實體對Cd的富集率最大 ,為30%；其次是Hg ,對Hg的富集率為16.1%；對Pb的富集率最小 ,為2.4%.但菌草靈芝中Pb、As、Hg、Cd在沸水中的溶出率又各不相同.以10 kg菌草靈芝子實體為原料置于沸水中提取4 h ,所得菌草靈芝提取物的量約為1.0 kg ,即提取得率約為10%.這時As、Cd和Pb的溶出率分別約為55%、33%和22% ,而Hg的溶出率小于2%.由此可得 ,菌草靈芝子實體中的As、Cd和Pb等重金屬易在加熱提取過程中隨子實體提取物而溶出 ,從而導致菌草靈芝提取物中As、Cd和Pb含量過高.因此 ,若要降低菌草靈芝提取物的Pb、As、Cd、Hg等重金屬危害 ,應確保菌草靈芝子實體的Pb、As、Cd、Hg等重金屬含量低；若要降低菌草靈芝子實體的Pb、As、Hg、Cd等重金屬含量 ,則應控制菌草靈芝栽培環境中Pb、As、Cd、Hg重金屬危害.

表5 菌草靈芝子實體中Pb、As、Hg、Cd的富集率和溶出率1)Table 5 The rates of enrichment and dissolution of Pb ,As ,Hg ,Cd in Juncao G.lucidum fruiting body

3 菌草靈芝提取物危害控制措施

菌草靈芝提取物危害主要有菌草靈芝(原料)和菌草靈芝提取生產過程引起的生物性危害與原料帶來的重金屬危害.菌草靈芝提取物加工過程中生物性危害關鍵控制點為菌草靈芝(原料)、提取、噴霧干燥、計量包裝等工序；重金屬危害關鍵控制點主要是原料.因此 ,為保證菌草靈芝提取物質量安全 ,菌草靈芝提取物生產廠房和設施應按原料藥中的無菌原料藥生產要求的潔凈級別要求進行設置 ,提取物生產過程各關鍵控制點需按菌草靈芝提取物HACCP計劃表(表6)設置和操作 ,才能使菌草靈芝提取物的生物性和重金屬危害降到標準范圍內.

4 小結

通過利用HACCP原理對菌草靈芝栽培環境、菌草靈芝子實體和菌草靈芝提取物生產環境中的生物性危害及菌草靈芝提取物生產過程中各環節重金屬危害因素進行分析 ,結果表明:微生物和重金屬影響菌草靈芝提取物的質量安全 ,其中重金屬是影響菌草靈芝提取物質量安全的關鍵因素；菌草靈芝提取物的微生物和重金屬危害的關鍵控制點為原料、提取、噴霧干燥、計量包裝.并制定了菌草靈芝提取物生產過程中的各關鍵控制點的控制措施 ,以確保產品的質量安全 ,將危害降至限量范圍內.

表6 菌草靈芝提取物HACCP計劃表Table 6 HACCP plan of Juncao G.lucidum extract

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(責任編輯:葉濟蓉)

Hazard and control measures of Juncao Ganoderma lucidum extract

TONG Jin-hua1 ,2,LIN Ying-xing1 ,2,LI Jing1 ,2,LIN Zhan-xi1 ,2,LIN Shu-qian3
(1.China National Engineering Research Center of Juncao Technology；2.Juncao Research Institute ,Fujian Agriculture and Forestry University；3.Fujian Nongda Juncao Technology Development Company ,Fuzhou ,Fujian 350002 ,China)

HACCP principles were applied to analyze the biological pollution(microorganisms ,insects) ,hazard of heavy metals and critical control points(CCP)in the process of Juncao Ganoderma lucidum extract.The result showed that the quality safety of Juncao G.lucidum extract was affected by microorganisms and heavy metals ,heavy metal was a key affecting factor.The key control point for the hazard of microorganism and heavy metal in Juncao G.lucidum extract included raw material ,extracting procedure ,spray drying and packaging.Based on the analytical results ,the control measures were formulated to ensure the quality safety of Juncao G.lucidum extract.

Juncao Ganoderma lucidum；extraction；hazard analysis and critical control point(HACCP)；quality safety

646.1＋9

A

1671-5470(2015)06-0634-05

10.13323/j.cnki.j.fafu(nat.sci.).2015.06.013

2014－12－20

2015－04－16

國家菌草工程技術研究中心組建項目(2011FU125X12).

童金華(1970－) ,女 ,工程師 ,碩士.研究方向:農產品加工及質量安全控制技術.Email:jidi725t＠126.com.通訊作者林占熺(1943－) ,男 ,研究員.研究方向:菌草技術.Email:lzxjuncao＠163.com.