現(xiàn)代中藥發(fā)酵技術(shù)的研究進(jìn)展

1、現(xiàn)代中藥發(fā)酵技術(shù)的研究進(jìn)展現(xiàn)代中藥發(fā)酵技術(shù)的研究進(jìn)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(yīng)用現(xiàn)狀 5 小結(jié)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(kuò)大用藥品種，以適應(yīng)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(yīng)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(shù)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。

2、 傳統(tǒng)中藥發(fā)酵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(zhì)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(xué)和微生態(tài)學(xué)相結(jié)合，在發(fā)酵的全過程中利用現(xiàn)代生物技術(shù)對發(fā)酵參數(shù)( 菌種情況、溫濕度、通氣情況和酸堿度等) 進(jìn)行監(jiān)控，這就大大提升了現(xiàn)代發(fā)酵中藥的質(zhì)量，并且在中藥產(chǎn)品生產(chǎn)，研發(fā)以及產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化制定等方面有著非常重要的應(yīng)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(zhuǎn)化發(fā)酵

3、， 植物細(xì)胞組織培養(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(jìn)行的菌絲體發(fā)酵。 目前已應(yīng)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(zhuǎn)化發(fā)酵微生物轉(zhuǎn)化發(fā)酵 微生物轉(zhuǎn)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(xué)手段更大幅度地改變中藥藥性，產(chǎn)生新的化學(xué)成分或?qū)⒅兴幉闹械拇蠓肿游镔|(zhì)分解成活性小分子物質(zhì)，利于人體吸收。 微生物轉(zhuǎn)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

4、水煎藥的方式服用中藥，有利于中藥的工業(yè)化大規(guī)模開發(fā)。植物細(xì)胞組織培養(yǎng)植物細(xì)胞組織培養(yǎng) 我國地域遼闊，自然環(huán)境復(fù)雜，藥用植物資源非常豐富，但是由于開發(fā)的方法不科學(xué)和經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)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(shù)發(fā)展起來的植物細(xì)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(dá)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(xì)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(yīng)用現(xiàn)狀現(xiàn)代中藥發(fā)酵的應(yīng)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

5、增強中藥藥效4 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(jìn)行的，反應(yīng)條件溫和、操作簡單，同時轉(zhuǎn)化反應(yīng)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(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，所以能進(jìn)行一些其他炮制方法無法實現(xiàn)的反應(yīng)，以低成本、少公害的優(yōu)勢獲得活性更好、結(jié)構(gòu)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(zhì)結(jié)合會降低其活性。研究人員用含根毒菌等物質(zhì)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(nèi)地教授林陸山合作，運用生物工程技術(shù)發(fā)酵中藥獲得成功。它

6、徹底改變了煎、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(jìn)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(jìn)入培養(yǎng)基，可有效的使細(xì)胞破裂，細(xì)胞間隙增加，減小細(xì)胞壁、細(xì)胞間質(zhì)等傳質(zhì)屏障對有效成分從胞內(nèi)向提取介質(zhì)擴(kuò)散的傳質(zhì)阻力。 湯興利、徐增萊等在對盾葉薯蕷進(jìn)行預(yù)發(fā)酵過程中，進(jìn)行體外實驗研究發(fā)現(xiàn)，有效組分薯

7、蕷皂苷元的產(chǎn)率明顯提高； 王輝則通過微生物轉(zhuǎn)化法用米曲霉將虎杖中白藜蘆醇苷轉(zhuǎn)化為白藜蘆醇，將細(xì)胞壁上的纖維素被部分水解，得到較高的轉(zhuǎn)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(zhì)，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(zhì)，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(zhì)或一些非有效物質(zhì)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(zhì)進(jìn)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

8、味中藥發(fā)酵靈芝菌，實驗結(jié)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(xì)菌對六味地黃湯進(jìn)行微生物轉(zhuǎn)化，結(jié)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(zhuǎn)化，提高了其苷元的含量，使其更利于人體吸收. 云南大學(xué)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(jìn)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

9、某些皂苷被微生物轉(zhuǎn)化為人參皂苷RH4 ； 云南中醫(yī)學(xué)院的學(xué)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(jié)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(xué)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

10、造紙和制備絮凝劑、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(jì)效益，而且有利于資源保護(hù)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(jìn)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(jié)與展望小結(jié)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(chǔ)理論的指導(dǎo)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(nèi)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(yīng)根據(jù)方藥的配伍規(guī)律對其進(jìn)行科學(xué)組合和設(shè)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(dá)量在原基礎(chǔ)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(zhuǎn)化生成香草醛的菌株( 朱紅密孔菌) ，大大提高了香草醛的轉(zhuǎn)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，