中藥發(fā)酵專業(yè)知識講座講義

中藥發(fā)酵專業(yè)知識講座前言

我國遠(yuǎn)在四千多年以前就懂得利用微生物發(fā)酵來釀酒，其后又相繼用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)醬、醋、豆豉和臭豆腐等食品。早在千余年前，我國已開始將微生物發(fā)酵應(yīng)用于中藥炮制，成為世界上最早利用微生物對天然藥物進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化的國家之一。如半夏曲的制造，《本草綱目》記載：“半夏研末，以姜汁、白礬湯和作餅，楮葉包置籃中，待生黃衣，曬干用?！逼湫晕犊嘈痢⑵?，能化痰止咳、消食積、治泄瀉。發(fā)酵中藥比傳統(tǒng)中藥具有五大革命性改變1、中藥成分經(jīng)過益生菌轉(zhuǎn)化，由大分子變成小分子，100%被人體吸收。2、真正的療效提速，30分鐘吸收到達(dá)血液。3、真正的藥效提高，發(fā)酵中藥比傳統(tǒng)中藥提高4-28倍。4、發(fā)酵過程分解毒性，真正無毒副作用。“是藥三分毒”成為歷史。5、改善中藥口味，使“良藥不再苦口”。一、傳統(tǒng)中藥的發(fā)酵炮制概述

古代醫(yī)藥典籍將中藥炮制又稱為“炮炙”、“修治”、“修制”、“修事”。經(jīng)凈制或處理后的藥物，在一定的溫度和濕度條件下，由于霉菌和酶的催化分解作用，使藥物發(fā)泡、生衣的方法稱為發(fā)酵法。中藥通過微生物的發(fā)酵達(dá)到增強(qiáng)中藥藥效、改變藥性、降低毒副作用等目的。

1.2傳統(tǒng)中藥發(fā)酵炮制工藝

傳統(tǒng)中藥經(jīng)發(fā)酵炮制后其質(zhì)量的高低與許多因素都密切相關(guān)，如發(fā)酵菌種，培養(yǎng)基成分，培養(yǎng)條件（溫度、濕度、氧氣、pH值等）等因素。

1.2.1在長期傳統(tǒng)中藥發(fā)酵炮制的生產(chǎn)實踐活動中，中藥炮制人員對影響中藥發(fā)酵炮制的質(zhì)量因素積累了較為豐富的實踐經(jīng)驗。一般而言，發(fā)酵最佳溫度以30～37℃為宜，相對濕度控制在70%～80%為宜。在此培養(yǎng)條件下，適合大多數(shù)霉菌、酵母菌和細(xì)菌等的生長繁殖。但限于當(dāng)時的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平，溫度和濕度的控制只能憑經(jīng)驗，例如，混和發(fā)酵時以“握之成團(tuán)，指間可見水跡，放下輕擊則碎”為宜。因此，在傳統(tǒng)中藥的發(fā)酵炮制過程存在較大的主觀性，影響了其質(zhì)量的穩(wěn)定性。

1.2.2培養(yǎng)基成分對傳統(tǒng)中藥發(fā)酵炮制后其質(zhì)量的高低也有較大的影響，因此對組成培養(yǎng)基的藥材質(zhì)量和相互間的比例都有較嚴(yán)格的要求。不同的培養(yǎng)基經(jīng)同樣的微生物處理后會產(chǎn)生藥性的差異，可利用此來生產(chǎn)不同適應(yīng)證的中藥。例如，發(fā)酵淡豆豉時，以桑葉、青蒿發(fā)酵者，藥性偏于寒涼，多用于風(fēng)熱感冒或熱病胸中煩悶之證；以麻黃、紫蘇發(fā)酵者，藥性偏于辛溫，多用于風(fēng)寒感冒頭痛之證。

二、現(xiàn)代中藥發(fā)酵工藝2.1現(xiàn)代中藥發(fā)酵工藝是在繼承中藥炮制學(xué)發(fā)酵法的基礎(chǔ)上，吸取了微生態(tài)學(xué)研究成果，結(jié)合現(xiàn)代生物工程的發(fā)酵技術(shù)而形成的高科技中藥制藥新技術(shù)．是從中藥(天然藥物)制藥方面尋找藥物的新療效。2.2特點(diǎn)：以優(yōu)選的有益菌群中的一種或幾種、一株或幾株益生菌作為菌種，加入中藥提取液中，再按照現(xiàn)代發(fā)酵工藝制成產(chǎn)品，它是一種含有中藥活性成分、菌體及其代謝產(chǎn)物的全組分發(fā)酵液的新型中藥發(fā)酵加工制劑。2.3傳統(tǒng)中藥發(fā)酵炮制工藝和現(xiàn)代中藥發(fā)酵炮制工藝的比較（1）傳統(tǒng)中藥的發(fā)酵炮制多菌種混合自然發(fā)酵，參加發(fā)酵的菌種種類和數(shù)量都存在一定的波動；同時傳統(tǒng)中藥的發(fā)酵炮制采用的是傳統(tǒng)的固體發(fā)酵，整個發(fā)酵炮制的過程都是憑主觀經(jīng)驗來控制。因此，傳統(tǒng)中藥發(fā)酵炮制后其質(zhì)量的穩(wěn)定性難于保證。

（2）現(xiàn)代中藥的發(fā)酵炮制

根據(jù)微生物生長所用培養(yǎng)基狀態(tài)的不同可分為固體發(fā)酵炮制和液體發(fā)酵炮制?，F(xiàn)代中藥的固體發(fā)酵炮制采用了現(xiàn)代生物技術(shù)，在整個發(fā)酵炮制過程中可以較好地控制參與發(fā)酵的菌種的種類和數(shù)量，同時對溫度、濕度、酸堿度、通氣等也能較好地實現(xiàn)動態(tài)控制，因而通過現(xiàn)代固體發(fā)酵炮制的中藥其質(zhì)量的穩(wěn)定性得以較大的提高。在抗生素工業(yè)發(fā)展起來后，逐漸將液體發(fā)酵應(yīng)用到中藥的發(fā)酵炮制中，開啟了對液體發(fā)酵炮制中藥的研究。由于液體發(fā)酵較固體發(fā)酵具有更高的物質(zhì)傳遞效率，也易于實現(xiàn)發(fā)酵炮制工藝的自動化控制，從而保證發(fā)酵炮制后中藥質(zhì)量的穩(wěn)定性，所以此項工藝未來發(fā)展空間巨大。3.2蟲草酒發(fā)酵工藝流程

3.2.1蟲草發(fā)酵醪漿的制備

將發(fā)酵基礎(chǔ)培養(yǎng)基加入枸杞:黨參=2:1提取液的250ml三角瓶中，裝液量80ml，接種蟲草菌種子液5%，24℃靜置1d后振蕩培養(yǎng)5d，搖床轉(zhuǎn)速150r/min，將所收獲的菌絲體與發(fā)酵液打漿成發(fā)酵醪漿，作為蟲草酒發(fā)酵基料。3.2.2酸化麥芽汁的制備

按試驗設(shè)計的要求將檸檬酸與麥芽汁以一定比例混合后98～100℃、8～10min的條件下進(jìn)行殺菌處理，并迅速冷卻到20～35℃?zhèn)溆谩?.2.3調(diào)配、發(fā)酵

將發(fā)酵后的發(fā)酵醪轉(zhuǎn)入消毒后的打漿機(jī)中打漿后與殺菌處理的酸化麥芽汁在無菌條件下充分混合，加入已經(jīng)活化和馴化的酵母液恒溫發(fā)酵。發(fā)酵溫度及時間的確定見表1。經(jīng)過前發(fā)酵階段后即可進(jìn)入緩慢的后發(fā)酵成熟階段。3.2.4成熟、分離、沉降與澄清

當(dāng)發(fā)酵液還原糖濃度降至5.33mg/ml以下，酒精度達(dá)7%～9%(V/V)、酸度為pH4.0～4.5時表明已釀制成冬蟲夏草原酒并可進(jìn)入成熟階段。成熟階段冬蟲夏草原酒溫度應(yīng)控制在18℃以下，成熟時間13～15d，當(dāng)酒醅完全下沉、酒體清亮有光澤、酒香濃郁并具有冬蟲夏草獨(dú)特風(fēng)味時即可進(jìn)行分離去渣。3.2.5發(fā)酵液性質(zhì)的確定發(fā)酵培養(yǎng)后觀察發(fā)酵液特性，綜合感官評價(分)=20%×色澤評分+20%×風(fēng)味評分+40%×口感評分+20%×多糖含量。四、中藥發(fā)酵工藝的展望

4.1微生物發(fā)酵中藥的機(jī)理還需更深入研究

目前微生物發(fā)酵中藥的機(jī)理主要存在于以下幾點(diǎn)基礎(chǔ)和推斷:

(1)微生物以中藥中的有效物質(zhì)或一些非有效物質(zhì)為前體，經(jīng)微生物的代謝形成新的化合物；

(2)微生物在生長過程中還能產(chǎn)生豐富的初生或次生代謝產(chǎn)物，有些代謝產(chǎn)物自身就是功能良好的藥物；

(3)微生物的初生、次生代謝產(chǎn)物和中藥中的有些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)形成新的化合物;

(4)由于中藥的某些物質(zhì)可能對微生物的生長代謝及活性成分的產(chǎn)生有促進(jìn)或抑制作用，微生物在中藥的特殊環(huán)境中也有可能改變自身的代謝途徑，從而形成新的活性成分或改變各活性成分的相互關(guān)系；

(5)因為微生物的分解轉(zhuǎn)化作用，故其有可能多中藥中的有毒物質(zhì)進(jìn)行分解，降低毒副作用。

4.2選育優(yōu)良發(fā)酵菌種，使微生物能夠最大限度于作用于中藥。本實驗室主要研究白腐菌，在應(yīng)用白腐菌發(fā)酵降解一些藥用植物的木質(zhì)素變化過程中，發(fā)現(xiàn)不同的菌種具有非常明顯的降解差異性，這就表明菌種的影響很大。因此應(yīng)該加大發(fā)酵菌種的篩選和評價工作，從而為微生物發(fā)酵中藥研究找到比較便于深入研究的菌種。

4.3加大中藥廢棄物的二次開發(fā)利用。目前隨著中醫(yī)藥現(xiàn)代化的發(fā)展，中藥材需求量也越來越大，因此有些中藥資源顯得尤為緊缺。一方面應(yīng)該加強(qiáng)道地藥材的GAP種植、藥材基因以及細(xì)胞培養(yǎng)等研究；另一方面還需要強(qiáng)化藥材的合理利用——合理使用藥材，組方更科學(xué)實用，同時藥材首次利用后藥渣的二次開發(fā)，微生物在這方面具有很好優(yōu)勢。

4.4培養(yǎng)基對發(fā)酵中藥影響的研究，中藥的植物學(xué)基礎(chǔ)研究也必須跟上

由于不同中藥材的物理結(jié)構(gòu)以及化學(xué)結(jié)構(gòu)均不同，結(jié)果導(dǎo)致微生物發(fā)酵行為以及結(jié)果差異很大，主要表現(xiàn)在不同中藥含有不同量的木質(zhì)素、纖維素、半纖維素，這些不同的含量導(dǎo)致降解情況不一樣，引起這些變化不同的原因在哪里，不同結(jié)構(gòu)和含量與降解以及成分變化的相關(guān)性有哪些，從而讓菌種最大限度的利用以中藥材為主要組成部分的培養(yǎng)基獲取目標(biāo)物，也是以后值得研究的一個方向。

4.5菌種混合發(fā)酵研究自然界微生物的多樣性決定了微生物的群居性，如何借鑒微生物的自然生長環(huán)境，獲取我們需要的材料，更好的將微生物與中藥結(jié)合，也是值得研究的一個問題?？v觀歷代微生物發(fā)酵中藥的研究，其中很多時候是好幾種菌種混合產(chǎn)生的作用效果，因此也值得借鑒。

4.6發(fā)酵產(chǎn)物綜合研究—分離、純化等條件的優(yōu)化

首先，應(yīng)該對微生物的發(fā)酵和培養(yǎng)等進(jìn)行系統(tǒng)的研究，并進(jìn)行成分的分離、鑒定和相關(guān)藥理實驗的證明，更加明確微生物的性質(zhì)以及變化過程。

其次，對中藥也應(yīng)該進(jìn)行成分與藥理作用的全面研究，深入研究中藥多靶點(diǎn)作用的機(jī)理，并用相應(yīng)模型進(jìn)行科學(xué)的闡述，進(jìn)而建立中藥多靶點(diǎn)作用的模式。

4.7設(shè)計新型發(fā)酵罐。

對于微生物發(fā)酵中藥的研究而言，自古至今，應(yīng)用較多的還是固體發(fā)酵。對于固體發(fā)酵來說，其中生物量的測定、發(fā)酵過程中濕度、通氣、營養(yǎng)、均勻性以及發(fā)酵的工業(yè)化都值得