現(xiàn)代中藥發(fā)酵技術研究進展

1、現(xiàn)代中藥發(fā)酵技術現(xiàn)代中藥發(fā)酵技術研究進展研究進展提綱1 研究背景2 傳統(tǒng)中藥發(fā)酵3 現(xiàn)代中藥發(fā)酵4 現(xiàn)代中藥發(fā)酵的應用現(xiàn)狀5 小結與展望1 研究背景研究背景 發(fā)酵是中藥炮制的一個重要方法，中藥通過微生物和酶的作用，改變其原有性能，增強或產(chǎn)生新的藥效，擴大用藥品種，以適應臨床用藥的需要。 目前，在中藥現(xiàn)代化的背景下，傳統(tǒng)的中藥發(fā)酵已不適應中藥現(xiàn)代化的發(fā)展，因此需要引入現(xiàn)代化生產(chǎn)技術來發(fā)展現(xiàn)代中藥發(fā)酵。 2 2 傳統(tǒng)中藥發(fā)酵傳統(tǒng)中藥發(fā)酵 傳統(tǒng)中藥發(fā)酵是一種傳統(tǒng)中藥炮制方法，是指將經(jīng)精制或處理后的中藥材，在一定的溫度和濕度條件下，由于霉菌或酶的催化分解作用，使藥物發(fā)泡、生衣的制藥方法。 傳統(tǒng)中藥發(fā)酵

2、是利用空氣中的微生物的自然發(fā)酵，其過程全憑主觀經(jīng)驗來控制，因而產(chǎn)品質量的穩(wěn)定性難以得到保證；傳統(tǒng)中藥發(fā)酵的產(chǎn)品多為六神曲、紅曲之類的曲塊，不利于中藥的市場化。 3 3 現(xiàn)代中藥發(fā)酵現(xiàn)代中藥發(fā)酵 現(xiàn)代中藥發(fā)酵，已不再局限于傳統(tǒng)的中藥炮制發(fā)酵，而是將中藥發(fā)酵與生物工程學和微生態(tài)學相結合，在發(fā)酵的全過程中利用現(xiàn)代生物技術對發(fā)酵參數(shù)( 菌種情況、溫濕度、通氣情況和酸堿度等) 進行監(jiān)控，這就大大提升了現(xiàn)代發(fā)酵中藥的質量，并且在中藥產(chǎn)品生產(chǎn)，研發(fā)以及產(chǎn)品質量標準化制定等方面有著非常重要的應用。3.1 現(xiàn)代中藥發(fā)酵的分類現(xiàn)代中藥發(fā)酵的分類現(xiàn)代中藥發(fā)酵一般可分為： 藥用真菌發(fā)酵， 微生物轉化發(fā)酵， 植物細胞組

3、織培養(yǎng)； 如果按照發(fā)酵培養(yǎng)基的類型可分為： 固態(tài)發(fā)酵， 液態(tài)深層發(fā)酵；藥用真菌發(fā)酵藥用真菌發(fā)酵 藥用真菌發(fā)酵主要是為了獲取藥用真菌菌絲體中的有效藥用成分而進行的菌絲體發(fā)酵。 目前已應用于工業(yè)化生產(chǎn)的有靈芝液體深層發(fā)酵、云芝液體深層發(fā)酵、冬蟲夏草菌液體深層發(fā)酵和猴頭菌液體深層發(fā)酵等。微生物轉化發(fā)酵微生物轉化發(fā)酵 微生物轉化發(fā)酵是指利用微生物強大的代謝功能，分解利用中藥材，產(chǎn)生多種次生代謝產(chǎn)物，比一般的物理或化學手段更大幅度地改變中藥藥性，產(chǎn)生新的化學成分或將中藥材中的大分子物質分解成活性小分子物質，利于人體吸收。 微生物轉化發(fā)酵中藥的產(chǎn)品形式不局限于傳統(tǒng)的中藥形式，患者也不必再采用水煎藥的方式服

4、用中藥，有利于中藥的工業(yè)化大規(guī)模開發(fā)。植物細胞組織培養(yǎng)植物細胞組織培養(yǎng) 我國地域遼闊，自然環(huán)境復雜，藥用植物資源非常豐富，但是由于開發(fā)的方法不科學和經(jīng)濟利益的驅動造成的對自然資源的過度開發(fā)，目前，許多名貴中藥材的野生資源已瀕臨滅絕。利用植物組織培養(yǎng)技術發(fā)展起來的植物細胞發(fā)酵可以在不破壞生態(tài)環(huán)境的前提下，實現(xiàn)有價值植物天然產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)，最終達到可持續(xù)利利用和開發(fā)寶貴的中藥資源的目的。 目前已經(jīng)通過紅豆杉、長春花、喜樹等藥用植物的細胞培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇、長春新堿、喜樹堿等優(yōu)良的藥物。4 現(xiàn)代中藥發(fā)酵的應用現(xiàn)狀現(xiàn)代中藥發(fā)酵的應用現(xiàn)狀 1 中藥材的炮制2 提高中藥材中有效成分的提取率3 增強中藥藥效4

5、 發(fā)酵藥渣，節(jié)約資源4.1 中藥材的炮制中藥材的炮制 與煨、炒、煅、煉、焙、烘、烤等其他中藥炮制方法相比，發(fā)酵法是在常溫常壓條件下進行的，反應條件溫和、操作簡單，同時轉化反應中利用了產(chǎn)生于微生物生長代謝過程中的酶，酶選擇性的對底物進行結構修飾，所以能進行一些其他炮制方法無法實現(xiàn)的反應，以低成本、少公害的優(yōu)勢獲得活性更好、結構更合理的中藥成分。 中藥五倍子具有收斂止瀉、止血的功能，但其主要成分鞣酸在腸道中與蛋白質結合會降低其活性。研究人員用含根毒菌等物質的酵曲發(fā)酵五倍子，能顯著提高其收斂作用，降低副作用。 香港中醫(yī)吳志勇博士與內地教授林陸山合作，運用生物工程技術發(fā)酵中藥獲得成功。它徹底改變了煎、

6、煮、熬、煉、蒸、浸的傳統(tǒng)加工工藝，并使藥效提高，發(fā)酵黃芪所含的黃芪多糖最多為傳統(tǒng)工藝的5倍，且動物實驗證明發(fā)酵黃芪的用量為傳統(tǒng)方法制成的藥的128，即可產(chǎn)生相同的藥效。4.2 提高中藥材中有效成分的提取率提高中藥材中有效成分的提取率 在中藥材發(fā)酵過程中，微生物可利用中藥中的成分為營養(yǎng)進行分裂、生長、繁殖和代謝，并在代謝過程中分泌蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶、淀粉酶等幾十種胞外酶進入培養(yǎng)基，可有效的使細胞破裂，細胞間隙增加，減小細胞壁、細胞間質等傳質屏障對有效成分從胞內向提取介質擴散的傳質阻力。 湯興利、徐增萊等在對盾葉薯蕷進行預發(fā)酵過程中，進行體外實驗研究發(fā)現(xiàn)，有效組分薯蕷皂苷元的產(chǎn)率

7、明顯提高； 王輝則通過微生物轉化法用米曲霉將虎杖中白藜蘆醇苷轉化為白藜蘆醇，將細胞壁上的纖維素被部分水解，得到較高的轉化率，加速了產(chǎn)物的溶出，從而解決了白藜蘆醇的含量偏低的問題。4.3 增強中藥藥效增強中藥藥效 在中藥發(fā)酵過程中，通過微生物作用增強中藥藥效主要通過以下三個方面： 除去大分子雜質，將不能被人體直接利用的有效活性組分降解成小分子活性物質，從而使發(fā)酵中藥能被人體快速吸收； 微生物以中藥中的有效物質或一些非有效物質為前提，經(jīng)微生物的代謝形成新的化合物，產(chǎn)生新的藥效； 微生物有可能將中藥中的有毒物質進行分解，從而降低藥物的毒副作用。 王林等人用萊菔子、麻黃、連翹、金銀花4 味中藥發(fā)酵靈芝

8、菌，實驗結果表明，發(fā)酵后靈芝菌的生物量顯著增加，與發(fā)酵前相比靈芝液的去痰止咳作用也大大增強； 臧建偉曾用光合細菌對六味地黃湯進行微生物轉化，結果表明發(fā)酵后的處方在治療腎陰虛、抗衰老等方面的作用增強，效果優(yōu)于傳統(tǒng)的六味地黃湯； 徐萌萌等利用微生物發(fā)酵，實現(xiàn)了梔子、黃芩、牛蒡子、甘草這些苷類中藥在體外成分的轉化，提高了其苷元的含量，使其更利于人體吸收. 云南大學與昆明植物研究所李國紅等采用枯草芽孢桿菌對三七根進行發(fā)酵后，在對其中的皂苷成分的研究中發(fā)現(xiàn)，從發(fā)酵后的三七中分離到了人參皂苷RH4 。這種化合物未在發(fā)酵前檢測到，說明這種化合物是通過發(fā)酵產(chǎn)生的，可能是在發(fā)酵的過程中，三七須根的某些皂苷被微生

9、物轉化為人參皂苷RH4 ； 云南中醫(yī)學院的學者戴萬生等用發(fā)酵法炮制大黃，改變了大黃的蒽醌類成分的含量。蒽醌類成分經(jīng)酵母發(fā)酵后，總蒽醌含量僅略有降低，較傳統(tǒng)方法保存了更多的大黃總蒽醌，而起瀉下作用的結合型蒽醌含量降低。另外，作為抗菌、抗腫瘤的主要有效成分的游離型蒽醌的含量增加了6倍左右，起到減毒增效的作用；4.4 發(fā)酵藥渣，節(jié)約資源發(fā)酵藥渣，節(jié)約資源 通常中藥在提取有效成分后的廢渣會被丟棄，不僅對環(huán)境造成污染，也浪費了寶貴的中藥資源，而利用微生物發(fā)酵藥渣可以很好地解決這一難題。 目前已有學者在中藥藥渣的綜合利用方面做了許多研究，包括利用中藥渣培養(yǎng)食用菌、用中藥渣發(fā)酵制肥料、用中藥渣造紙和制備絮凝

10、劑、用中藥渣生產(chǎn)蛋白飼料等。利用微生物發(fā)酵藥渣不僅可以節(jié)約藥源、提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，而且有利于資源保護和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。 秦俊哲等用中藥渣代替?zhèn)鹘y(tǒng)原料進行靈芝固體發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)其固體菌絲中多糖含量和氨基酸含量都大大提高，不僅提高了藥效，而且節(jié)約了藥用資源。5 小結與展望小結與展望現(xiàn)代中藥發(fā)酵未來研究方向 1 優(yōu)化發(fā)酵工藝： 尋找合適的發(fā)酵方法； 尋找合適的發(fā)酵菌株； 篩選針對某一活性功能的發(fā)酵的藥材。 2 發(fā)揮中醫(yī)基礎理論的指導作用 配伍與組方是中醫(yī)用藥的特色，目前發(fā)酵中藥研究的內容多為單味藥材的發(fā)酵，而對一些傳統(tǒng)名方的開發(fā)研究較少，不利于中藥文化的傳承。 為了全面掌握不同的微生物對中藥發(fā)酵后的作用，尤其是對原有藥效、毒性的改變情況，在中藥發(fā)酵過程中應根據(jù)方藥的配伍規(guī)律對其進行科學組合和設計。 李兵等采用正交試驗法優(yōu)化了水蛭素基因工程菌的發(fā)酵培養(yǎng)基，得到很好的培養(yǎng)基配方及發(fā)酵條件，使水蛭素表達量在原基礎上大幅提高。 王明君等通過多次篩選得到一株可以將香草酸轉化生成香草醛的菌株( 朱紅密孔菌) ，大大提高了香草醛的轉化率。 王玉紅等研究黃芪對靈芝發(fā)酵液產(chǎn)生靈芝多糖的影響，確定了加入黃芪的可行性及最佳添加量，并對產(chǎn)生