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1、真誠(chéng)為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料,若有不當(dāng)之處,請(qǐng)指正。中藥發(fā)酵技術(shù)研究進(jìn)展摘 要:現(xiàn)代生物技術(shù)與中藥傳統(tǒng)發(fā)酵制藥技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為中藥發(fā)酵技術(shù)的迅速發(fā)展提供了廣闊的空間,與傳統(tǒng)發(fā)酵工藝技術(shù)相比,現(xiàn)代中藥發(fā)酵技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。對(duì)現(xiàn)代中藥發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行初步概述、總結(jié),著重介紹當(dāng)前發(fā)酵技術(shù)中的熱點(diǎn)藥用真菌雙向性固體發(fā)酵技術(shù),而后對(duì)現(xiàn)代中藥發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及前景進(jìn)行探討,為進(jìn)一步的探索研究奠定基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞:中藥;發(fā)酵;雙向性發(fā)酵Research survey on fermentation of Chinese materia medicaAbstract: The combination of the mod

2、ern biotechnology and traditional fermentation technology of Chinese materia medica (CMM)provides a broad space for the rapid development of fermentation technology of CMM. Compared with the traditional fermentationtechnology, the modern fermentation technology has made considerable progress, this p

3、aper attempts to preliminarily summarize themodern medicine fermentation technology for CMM, and emphasizes the hotspot in the current fermentation technologymedicinalfungi bidirectional solid-state fermentation technology, then discusses the advantages and prospect of fermentation technology in ord

4、erto lay the foundation for the further study.Key words: Chinese materia medica; fermentation; bidirectional fermentation中醫(yī)中藥作為中華民族的瑰寶,在預(yù)防和治療疾病方面做出了突出貢獻(xiàn)。近年來(lái),隨著人們對(duì)健康的日益關(guān)注,國(guó)際市場(chǎng)對(duì)天然藥物以及傳統(tǒng)藥物的需求正迅速上升1-2。我國(guó)擁有極為豐富的中藥資源,但是中藥成分結(jié)構(gòu)復(fù)雜,有效成分的量低,且人工不易合成,而中藥的人工培植又面臨成本高、周期長(zhǎng)的問(wèn)題,因而難以達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)的要求,無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求3。究其根本原因,在于我

5、國(guó)中藥現(xiàn)代化技術(shù)水平較低,無(wú)法滿足中藥現(xiàn)代化發(fā)展的需要。而隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的日益發(fā)展,其與中藥發(fā)酵技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為解決這一矛盾提供了廣闊的空間4。1 中藥發(fā)酵技術(shù)的分類中藥發(fā)酵技術(shù)是在繼承中藥炮制學(xué)中發(fā)酵法的基礎(chǔ)上,吸取微生態(tài)學(xué)研究成果,結(jié)合現(xiàn)代微生物工程而形成的高科技中藥制藥新技術(shù),按照發(fā)酵形式分為液體發(fā)酵和固體發(fā)酵,而后在固體發(fā)酵基礎(chǔ)上,又拓展出了藥用真菌雙向性固體發(fā)酵技術(shù)。1.1 液體發(fā)酵液體發(fā)酵又稱為液體深層發(fā)酵,是在借鑒抗生素生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,主要是把菌絲體加入培養(yǎng)基中,與藥材混合后在一定溫度條件下進(jìn)行發(fā)酵,其發(fā)酵產(chǎn)品包括菌絲體和發(fā)酵液。液體發(fā)酵具有生產(chǎn)的機(jī)械化、自動(dòng)化程度高

6、,具有較高的物質(zhì)傳遞效率,所以有利于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)5-6。然而由于多數(shù)中藥不具備抗生素的抗菌能力,因而中藥液體發(fā)酵較易為雜菌污染,因此其工藝有待進(jìn)一步提高,新型發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)研制也顯得尤為重要。1.2 固體發(fā)酵固體發(fā)酵源自古代的制曲工藝,以富含多種營(yíng)養(yǎng)成分的農(nóng)副產(chǎn)品作為發(fā)酵營(yíng)養(yǎng)基質(zhì),用一種或多種真菌作為發(fā)酵菌種,其發(fā)酵自然開(kāi)放,基質(zhì)不滅菌,其工藝主要分為去渣型工藝和無(wú)渣型工藝 2 種。收稿日期:2010-10-11XXX簡(jiǎn)介:孫 靜(1986),女,河北秦皇島人,在讀碩士研究生。研究方向?yàn)橹兴幧锕こ?。Tel:E-mail: sj860501126aaa*通訊XX

7、X 馬 琳,女,天津中醫(yī)藥大學(xué)教授,碩士生導(dǎo)師。E-mail: malin7983yahooaaabbb- 50 -Drug Evaluation Research 第 34 卷 第 1 期 2011 年 2 月在當(dāng)前條件下,雖然多種菌體發(fā)酵的制劑療效并不亞于深層發(fā)酵,但是其工藝還存在一定的局限性,如機(jī)械化程度低、難以大規(guī)模生產(chǎn)、速度慢、產(chǎn)品有限,且工藝上多用經(jīng)驗(yàn)指標(biāo),缺乏科學(xué)的發(fā)酵終點(diǎn)與質(zhì)量控制指標(biāo)和合理的產(chǎn)品后處理工藝等,這都限制了固體發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用7-8。1.3 藥用真菌雙向性固體發(fā)酵技術(shù)20 世紀(jì) 90 年代,莊毅等9-11為了研究擴(kuò)大槐耳菌質(zhì)對(duì)慢性乙型肝炎(HBV)等病毒性疾病的臨床

8、適應(yīng)癥,依據(jù)中藥被空氣中曲霉 Aspergillus sp.、青霉 Penicillium sp.等雜菌污染后發(fā)生霉變(發(fā)酵)而導(dǎo)致藥性發(fā)生變化的原理,獨(dú)創(chuàng)了藥用真菌新型(雙向型)固體發(fā)酵工程。其關(guān)鍵是采用具有一定活性成分的中藥材或藥渣作為藥性基質(zhì)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)型基質(zhì)與發(fā)酵菌種構(gòu)成發(fā)酵組合,其產(chǎn)品稱藥用菌質(zhì)。藥性基質(zhì)在提供真菌所需營(yíng)養(yǎng)的同時(shí),還受到真菌的酶影響而改變自身的組織、成分,產(chǎn)生新的性味功能,因此具有雙向性12-14。雙向性固體發(fā)酵工程體現(xiàn)了藥用真菌與中藥材之間的有機(jī)結(jié)合,而已知的中藥材近萬(wàn)種,可用藥用真菌近 50 種,二者交叉可形成大量的不同性質(zhì)的發(fā)酵組合,從而有可能產(chǎn)生大量的新藥

9、,故而雙向性固體發(fā)酵技術(shù)展現(xiàn)了極為美好的前景8,15。與傳統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)型基質(zhì)固體發(fā)酵工程相比,雙向性固體發(fā)酵工程主要有增效、擴(kuò)用和解毒等優(yōu)勢(shì)16-17。雷公藤被廣泛用于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、各種腎病、癌癥及系統(tǒng)性紅斑狼瘡等病癥的治療且療效顯著,然而其不良反應(yīng)較大,限制了它的應(yīng)用,張普照等18-20運(yùn)用雙向性固體發(fā)酵技術(shù),采用多種藥用真菌與雷公藤組成發(fā)酵組合,對(duì)其發(fā)酵前后的毒性進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后雷公藤的主要毒性成分雷公藤甲素的量大幅降低,而其生物堿的量變化不大,即降低了雷公藤毒性的同時(shí)也保持了雷公藤的藥效。張李陽(yáng)等21-22對(duì)于藥用真菌及其發(fā)酵產(chǎn)物對(duì) AA 肉雞的免疫功能的影響進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)藥用真菌與

10、中藥結(jié)合的發(fā)酵產(chǎn)物能明顯提高肉雞的免疫能力,后期又對(duì)發(fā)酵工藝中菌質(zhì)中化學(xué)成分的變化進(jìn)行了研究,為相關(guān)菌質(zhì)新藥的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。潘揚(yáng)等23對(duì)馬錢(qián)子雙向固體發(fā)酵前后的生物堿的量及 HPLC指紋譜的變化進(jìn)行了研究,也證明雙向發(fā)酵前后其類生物堿的質(zhì)和量均發(fā)生了明顯的變化,為馬錢(qián)子的減毒增效物質(zhì)基礎(chǔ)的研究做了一定的研究工作。盡管藥用真菌的固體發(fā)酵技術(shù)相比于傳統(tǒng)固體發(fā)酵有多種明顯的優(yōu)勢(shì),但仍有一系列問(wèn)題亟待解決,比如如何運(yùn)用中醫(yī)學(xué)或生物學(xué)等學(xué)科相關(guān)理論指導(dǎo)發(fā)酵組合的篩選,如何確定藥用真菌的哪種酶影響了藥性基質(zhì),其影響藥性基質(zhì)的機(jī)制如何等等,均有待于進(jìn)一步的研究探索。2 現(xiàn)代微生物中藥發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)勢(shì)現(xiàn)代中藥

11、發(fā)酵工程研究始于 20 世紀(jì) 80 年代,其本質(zhì)是將微生物技術(shù)與中藥技術(shù)相結(jié)合,在中藥炮制學(xué)發(fā)酵技術(shù)基礎(chǔ)上,通過(guò)微生物發(fā)酵促使中藥中復(fù)雜的化學(xué)成分與微生物中的酶發(fā)生反應(yīng),從而生產(chǎn)出所需的有效中藥成分24-25。與傳統(tǒng)中藥加工方式相比,現(xiàn)代中藥發(fā)酵技術(shù)具有極高的優(yōu)越性。2.1 增加有效成分利用率,提高藥效中草藥中以植物類藥材為主,其有效成分多存在于細(xì)胞的胞漿中,而植物細(xì)胞的細(xì)胞壁是由纖維素、半纖維素等構(gòu)成的,其結(jié)構(gòu)致密,因而有效成分被人體吸收利用時(shí)所遇到的阻力較大。同時(shí),中藥的有效成分的相對(duì)分子質(zhì)量一般比較大,不易突破人體血腦屏障,且傳統(tǒng)中草藥給藥方式多采用口服,因而導(dǎo)致中藥有效成分的生物利用度

12、較低。通過(guò)微生物發(fā)酵處理后,微生物在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的纖維素酶、果膠酶等多種胞外酶進(jìn)入培養(yǎng)基,從而引起中藥材細(xì)胞破裂,其有效成分得以暴露出來(lái),而且研究表明,發(fā)酵過(guò)程中,微生物產(chǎn)生的各種酶能將不易為人體吸收的大分子有效物質(zhì)降解為易為人體吸收的小分子有效物質(zhì),同時(shí)能去除多種大分子雜質(zhì),從而增強(qiáng)藥效26。王尊生等27對(duì)冬蟲(chóng)夏草菌絲體固體發(fā)酵粉中的化學(xué)成分與冬蟲(chóng)夏草子實(shí)體進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果證明發(fā)酵后菌絲體發(fā)酵粉中的 3-脫氧腺苷及甘露醇的量明顯高于冬蟲(chóng)夏草子實(shí)體中相應(yīng)成分的量,而其他成分的量保持一致,由此證明了發(fā)酵在提高冬蟲(chóng)夏草藥效方面的有效性。2.2 降低藥物的不良反應(yīng)中草藥中有很多具有較強(qiáng)的毒性,

13、盡管中藥學(xué)中有“以毒攻毒”的療法,但如果不經(jīng)處理也無(wú)法在臨床應(yīng)用。而微生物的分解作用可將有毒物質(zhì)分解,或者對(duì)藥材中有毒物質(zhì)的毒性成分進(jìn)行修飾使其毒性降低或者消失,從而擴(kuò)大藥材的應(yīng)用范圍28。大量研究表明,中草藥經(jīng)發(fā)酵處理后,與未發(fā)酵時(shí)相比大部分毒性降低而其有效成分作用不變甚至增強(qiáng)。陳俊榮等29研究了聯(lián)合作用下發(fā)酵型黃芪制劑“芪酵粉”(FAP)對(duì)抗腫瘤藥物環(huán)磷酰胺的影響,Drug Evaluation Research 第 34 卷 第 1 期 2011 年 2 月 - 51 -證明二者的聯(lián)合應(yīng)用能明顯地減輕環(huán)磷酰胺的不良反應(yīng)。2.3 為中藥活性成分結(jié)構(gòu)修飾提供新途徑,開(kāi)發(fā)新藥微生物的生命過(guò)程中

14、會(huì)產(chǎn)生多種酶類以及其他初級(jí)、次級(jí)代謝產(chǎn)物,在發(fā)酵過(guò)程中,這些酶及代謝產(chǎn)物會(huì)以藥材中的有效成分或者非有效成分甚至有害成分為前體,進(jìn)行生化反應(yīng),對(duì)這些物質(zhì)進(jìn)行分解、轉(zhuǎn)化等,從而產(chǎn)生新的活性物質(zhì),為解決中藥藥效成分人工合成難以及新藥開(kāi)發(fā)提供了新的途徑30。王身艷等31研究了白芍雙向發(fā)酵后芍藥苷及芍藥內(nèi)酯苷的量的變化及 HPLC 指紋圖譜的差異,結(jié)果證明了雙向發(fā)酵后白芍“藥性菌質(zhì)”中芍藥苷及芍藥內(nèi)酯苷量都明顯降低了,且有未知的成分出現(xiàn)。2.4 節(jié)省藥源中藥有效物質(zhì)提取后,其廢渣通常直接倒掉,不僅可能造成對(duì)環(huán)境的污染,同時(shí)會(huì)造成資源浪費(fèi)。中藥雖然提取過(guò)有效物質(zhì),但藥渣一般仍富含蛋白質(zhì)及其他碳水化合物,仍

15、可作為微生物發(fā)酵所需的氮源、碳源的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源,甚至經(jīng)微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生新的活性物質(zhì)。因而微生物發(fā)酵對(duì)中藥的綜合利用具有重要意義,不但能使企業(yè)效益更大化,還能實(shí)現(xiàn)企業(yè)與環(huán)境的雙效可持續(xù)發(fā)展32。王兵等33利用白腐菌對(duì)中藥渣進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵,發(fā)現(xiàn)中藥渣纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低,并且能顯著提高蛋白質(zhì)和氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。3 展望現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,各種先進(jìn)技術(shù)特別是現(xiàn)代生物技術(shù)的產(chǎn)生、建立,與中藥研究的深入XXX和交叉融合,為中藥新藥的研制開(kāi)發(fā)提供了廣闊的發(fā)展空間。但由于現(xiàn)代中藥發(fā)酵技術(shù)仍處于起步階段,因而仍有大量問(wèn)題有待進(jìn)一步研究解決。中藥材本身的復(fù)雜性加上現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)的復(fù)雜性,二者的結(jié)合必然更趨復(fù)雜。如

16、何在紛繁復(fù)雜的條件中找到關(guān)鍵的切入點(diǎn),從而為中藥發(fā)酵研究帶來(lái)進(jìn)一步的發(fā)展,需要進(jìn)行大量的基礎(chǔ)理論研究提供指導(dǎo)。目前中藥發(fā)酵菌主要是從自然界中分離得到的少量發(fā)酵菌和細(xì)菌,與自然界中存在的巨量微生物種類相比,只占很少的一部分,還有大量的菌種有待進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn)利用,同時(shí)對(duì)于新發(fā)現(xiàn)和已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的菌種如何利用現(xiàn)代微生物及理化誘變技術(shù)進(jìn)行優(yōu)良菌種的選育,仍有待進(jìn)一步的研究。此外,現(xiàn)代中藥發(fā)酵中的熱點(diǎn)多菌種混合發(fā)酵以及新型培養(yǎng)基諸如雙向性發(fā)酵中的藥性基質(zhì)等新型發(fā)酵技術(shù)的興起,也對(duì)現(xiàn)代生物技術(shù)以及發(fā)酵技術(shù)的基礎(chǔ)理論指導(dǎo)提出了要求,即如何利用現(xiàn)代生物以及現(xiàn)代中醫(yī)學(xué)中的相關(guān)基礎(chǔ)理論進(jìn)行指導(dǎo),都還有待進(jìn)一步的研究探索。

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24、J. 現(xiàn)代中藥研究與實(shí)踐, 2009, 23(2): 6-9.32 李 羿, 劉忠榮, 吳洽慶, 等. 發(fā)酵中藥拓展中藥新藥研究開(kāi)發(fā)的新空間 J. 天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā),2004, 16(2): 179-184.33 王 兵, 王向東, 秦 嶺, 等. 中藥渣固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料 J. 食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào), 2007, 26(4): 77-82.中草藥雜志 2011 年征訂啟事中草藥雜志是由中國(guó)藥學(xué)會(huì)和天津藥物研究院共同主辦的國(guó)家級(jí)期刊,月刊,國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行。本刊創(chuàng)始于 1970 年 1 月,1992 年榮獲首屆全國(guó)優(yōu)秀科技期刊評(píng)比一等獎(jiǎng);2001 年榮獲中國(guó)期刊方陣“雙獎(jiǎng)期刊”;2003年榮獲第二屆國(guó)家期刊獎(jiǎng);2005 年榮獲第三屆國(guó)家期刊獎(jiǎng)提名獎(jiǎng);20052010 年連續(xù) 6 年榮獲“百種中國(guó)杰出學(xué)術(shù)期刊”;2008 年度榮獲“中國(guó)精品科技期刊”;2009 年榮獲“新中國(guó) 60 年有影響力的期刊”。本刊為中國(guó)中文核

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