微生物發(fā)酵中藥的進(jìn)展

微生物發(fā)酵中藥的研究進(jìn)展

匯報(bào)人：陶君彥博士導(dǎo)師：張曉昱教授單位：華中科技大學(xué)一、微生物發(fā)酵中藥的應(yīng)用歷史二、微生物發(fā)酵中藥的研究現(xiàn)狀三、微生物發(fā)酵中藥的研究展望一、微生物發(fā)酵中藥的應(yīng)用歷史1、微生物發(fā)酵中藥中所應(yīng)用到的很多微生物是藥用真菌或者含有真菌的混合菌群，其中藥用真菌很多本身作為中藥來應(yīng)用。因此一定意義上講，中藥與微生物，特別是與一些藥用真菌具有密切的聯(lián)系。早在東漢年間《神龍本草經(jīng)》中，就有靈芝、茯苓、豬苓、雷丸等藥用真菌分別列項(xiàng)論述，這些藥物至今沿用不衰。2、微生物發(fā)酵中藥應(yīng)用歷史悠久，也是傳統(tǒng)中藥加工炮制的重要方法之一，一般主要是起到中藥復(fù)合炮制的作用。而且很多發(fā)酵之后的藥物在臨床應(yīng)用上取得了較好效果。

微生物發(fā)酵中藥在中醫(yī)藥應(yīng)用中得到了很大的體現(xiàn)。如片仔癀的主要成分是三七的微生物發(fā)酵物；神曲由面粉、赤小豆、苦杏仁、鮮青蒿、鮮蒼耳、鮮辣蓼按一定比例混勻后經(jīng)發(fā)酵而成的曲劑。

3、某些傳統(tǒng)的微生物制劑一直使用至今，其中以不同中藥作為輔料，采用微生物處理后自身成為發(fā)酵物組成的一部分，如半夏炮制，神曲制備等。同時(shí)隨著歷史的發(fā)展，微生物發(fā)酵中藥的應(yīng)用也在不斷變化。半夏在整個(gè)炮制過程中使用到了一些中藥，最終形成具有一定功效的以半夏為主要組成部分的中藥炮制品。半夏至漢代始用湯洗去毒，即為炮制品。南北朝時(shí)增加生姜制、熱湯洗、白芥子末制、頭醋制等炮制品。唐代增加姜汁制，宋代增加麩炒、熱灑炒、酸漿浸、米醋炒浸、生姜甘草桑白皮制、豬苓制、白礬制、蘿卜制、姜礬牙皂制和半夏曲。金之時(shí)期，增加米泔浸、香油炒、菜油拌炒。明代增加鹽水洗、面炒醋制、杏仁炒。清代增加巴豆制、活生姜制、豬膽汁炒、皂莢白礬姜汁竹瀝制，有仙半夏和法半夏。由此可見，半夏的炮制方法繁多，而且種類各異，如仙半夏、半夏曲等，已經(jīng)成為含半夏的一個(gè)復(fù)方二、微生物發(fā)酵中藥的研究現(xiàn)狀

1、利用中藥為培養(yǎng)基的組成部分，構(gòu)建藥性菌質(zhì)，比較發(fā)酵前后中藥相關(guān)成分的變化，為中藥與藥用真菌的結(jié)合尋找突破點(diǎn)，并開發(fā)具有良好功效的藥物。A、固體發(fā)酵：以黃芪為藥性基質(zhì)，黃芪占培養(yǎng)基組成10-20%，加入其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，研究動(dòng)態(tài)過程中多糖、皂苷、蛋白質(zhì)的變化，結(jié)果表明靈芝和黃芪發(fā)酵組合是可行的。南京中醫(yī)藥大學(xué)的莊毅教授做了這方面的大量研究，兵取得了較多成果。B、液體發(fā)酵：三株口服液等。2、利用微生物轉(zhuǎn)化中藥活性成分微生物轉(zhuǎn)化的本質(zhì)是利用微生物生長(zhǎng)代謝過程中產(chǎn)生的酶對(duì)特定底物進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾的化學(xué)反應(yīng)，與化學(xué)反應(yīng)相比，它具有區(qū)域和立體選擇性強(qiáng)、反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)單、成本較低、公害少等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能完成一些化學(xué)方法難以實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)。同時(shí)由于微生物種類繁多，繁殖快等特點(diǎn)，所以微生物轉(zhuǎn)化常被用來對(duì)天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，從而獲得一些結(jié)構(gòu)更合理或活性更好的先導(dǎo)化合物。另外，微生物在代謝過程中可分泌蛋白酶、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，這些酶有的可以將藥物成分分解轉(zhuǎn)化，形成新的化合物。3、發(fā)酵產(chǎn)物與天然產(chǎn)物成分以及藥效的研究，其中主要包括藥用真菌深層發(fā)酵提取物的藥理實(shí)驗(yàn)研究。3.1發(fā)酵產(chǎn)物與天然產(chǎn)物成分以及藥效的研究?；脽羝?0

3.2藥用真菌深層發(fā)酵提取物的藥理實(shí)驗(yàn)研究?；脽羝?1發(fā)酵蟲草與天然蟲草沒有明顯差異，表明利用蟲草菌絲體來代替蟲草是可行的。雷丸茵發(fā)酵方法所獲得的雷丸蛋白酶與天然雷丸蛋白酶之間沒有明顯差別。分光光度法對(duì)野生蛹蟲草與培植蛹蟲草清除·0H自由基的作用進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明植蛹蟲草完全可以取代野生蛹蟲草在抗衰老領(lǐng)域發(fā)揮作用，更應(yīng)當(dāng)成為發(fā)展的重點(diǎn)。返回

竹黃菌菌的深深層發(fā)發(fā)酵提提取物物抗菌菌實(shí)驗(yàn)驗(yàn)。竹竹黃菌菌發(fā)酵酵液中中具有有天然然抗菌菌活性性物質(zhì)質(zhì)，且且杭菌菌作用用明顯顯，有有較廣廣的抗抗菌譜譜。中藥對(duì)對(duì)靈芝芝菌液液體發(fā)發(fā)酵過過程中中生物物量的的影響響以及及其發(fā)發(fā)酵液液對(duì)慢慢性支支氣管管炎的的療效效。結(jié)結(jié)果發(fā)發(fā)現(xiàn)，，單純純靈芝芝發(fā)酵酵液就就具有有止咳咳、祛祛痰作作用，，對(duì)慢慢性支支氣管管炎有有較好好的療療效，，而其其與中中藥混混合發(fā)發(fā)酵液液在部部分指指標(biāo)上上優(yōu)于于CLFB。。4、中中藥提提取液液對(duì)微微生物物特別別是藥藥用真真菌生生長(zhǎng)的的影響響目前研研究了了一些些中藥藥對(duì)靈靈芝菌菌絲體體的生生長(zhǎng)影影響。。主要指指標(biāo)是是：(生物物量)及代代謝產(chǎn)產(chǎn)物(胞外外多糖糖)的的影響響。5、腸腸道菌菌群對(duì)對(duì)中藥藥的影影響傳統(tǒng)中中草藥藥的使使用，，絕大大多數(shù)數(shù)以口口服吸吸收而而發(fā)揮揮作用用，藥藥物中中的有有效成成分在在進(jìn)入入腸道道之后后不可可避免免地與與腸道道菌群群發(fā)生生關(guān)聯(lián)聯(lián)，某某些成成分經(jīng)經(jīng)相應(yīng)應(yīng)細(xì)菌菌的作作用發(fā)發(fā)生代代謝轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化后后被吸吸收，，較小小部分分的成成分則則以原原形物物直接接被吸吸收。。在肝肝臟解解毒后后經(jīng)膽膽汁排排泄，，與腸腸道菌菌群接接觸發(fā)發(fā)生結(jié)結(jié)合、、裂解解等代代謝轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化再再次被被吸收收。體體內(nèi)環(huán)環(huán)境中中腸道道菌群群是完完成中中藥有有效成成分代代謝的的重要要因素素之一一，它它的作作用與與肝臟臟差不不多：：腸道道菌群群對(duì)中中藥有有效成成分的的代謝謝處置置主要要是以以水解解和還還原反反應(yīng)為為主。。目前前已經(jīng)經(jīng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)許多多種中中藥有有效成成分被被腸道道菌群群代謝謝后，，發(fā)生生轉(zhuǎn)化化，產(chǎn)產(chǎn)生出出具有有較強(qiáng)強(qiáng)藥理理活性性的代代謝產(chǎn)產(chǎn)物。。6、、利利用用微微生生物物進(jìn)進(jìn)行行中中藥藥提提取取研研究究。。中藥藥材材有有效效成成分分往往往往包包裹裹在在細(xì)細(xì)胞胞壁壁內(nèi)內(nèi)，，植植物物細(xì)細(xì)胞胞壁壁是是由由纖纖維維素素、、半半纖纖維維素素、、果果膠膠質(zhì)質(zhì)、、木木質(zhì)質(zhì)素素等等物物質(zhì)質(zhì)構(gòu)構(gòu)成成的的致致密密結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。。在在中中藥藥有有效效成成分分提提取取過過程程中中，，當(dāng)當(dāng)存存在在于于細(xì)細(xì)胞胞原原生生質(zhì)質(zhì)體體中中的的有有效效成成分分向向提提取取介介質(zhì)質(zhì)擴(kuò)擴(kuò)散散時(shí)時(shí)，，必必須須克克服服細(xì)細(xì)胞胞壁壁及及細(xì)細(xì)胞胞間間質(zhì)質(zhì)的的雙雙重重阻阻力力。。微生生物物在在代代謝謝過過程程中中可可分分泌泌蛋蛋白白酶酶、、纖纖維維素素酶酶、、半半纖纖維維素素酶酶、、果果膠膠酶酶、、淀淀粉粉酶酶等等幾幾十十種種胞胞外外酶酶進(jìn)進(jìn)入入培培養(yǎng)養(yǎng)基基，，這這些些酶酶有有的的可可以以將將藥藥物物成成分分分分解解轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化，，形形成成新新的的化化合合物物，，有有的的可可水水解解植植物物細(xì)細(xì)胞胞壁壁的的纖纖維維素素、、半半纖纖維維素素、、果果膠膠質(zhì)質(zhì)等等，，使使細(xì)細(xì)胞胞破破裂裂，，利利于于有有效效成成分分溶溶出出。。特特別別是是采采用用一一些些酶酶作作用用于于藥藥用用植植物物材材料料，，使使細(xì)細(xì)胞胞壁壁及及細(xì)細(xì)胞胞間間質(zhì)質(zhì)中中的的纖纖維維素素、、半半纖纖維維素素等等物物質(zhì)質(zhì)降降解解，，使使細(xì)細(xì)胞胞破破裂裂，，細(xì)細(xì)胞胞間間隙隙增增加加，，減減小小細(xì)細(xì)胞胞壁壁、、細(xì)細(xì)胞胞間間質(zhì)質(zhì)等等傳傳質(zhì)質(zhì)屏屏障障對(duì)對(duì)有有效效成成分分從從胞胞內(nèi)內(nèi)向向提提取取介介質(zhì)質(zhì)擴(kuò)擴(kuò)散散的的傳傳質(zhì)質(zhì)阻阻力力，，可可促促進(jìn)進(jìn)有有效效成成分分提提取取率率提提高高。。7、、微微生生物物用用于于中中藥藥的的炮炮制制，，特特別別是是有有毒毒中中藥藥的的炮炮制制。。微生生物物由由于于自自身身存存在在豐豐富富的的酶酶系系而而有有著著在在溫溫和和條條件件下下分分解解轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化物物質(zhì)質(zhì)的的能能力力。。利用用藥藥用用真真菌菌對(duì)對(duì)于于這這些些毒毒性性物物質(zhì)質(zhì)的的降降解解和和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化作作用用，，最最終終可可以以達(dá)達(dá)到到降降低低毒毒性性、、增增強(qiáng)強(qiáng)功功效效的的目目的的。。王和和英英根根據(jù)據(jù)臨臨床床酶酶學(xué)學(xué)的的有有關(guān)關(guān)理理論論，，采采用用含含有有根根霉霉菌菌和和L——賴氨氨酸酸等等物物質(zhì)質(zhì)的的酵酵曲曲發(fā)發(fā)酵酵五五倍倍子子。。由由于于根根霉霉菌菌能能促促進(jìn)進(jìn)L——賴氨氨酸酸的的生生成成，，能能促促進(jìn)進(jìn)胃胃腸腸道道粘粘膜膜吸吸收收食食物物中中的的蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)，，有有效效地地避避免免五五倍倍子子所所含含鞣鞣酸酸在在胃胃腸腸道道內(nèi)內(nèi)的的競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)性性消消耗耗，，降降低低了了五五倍倍子子鞣鞣酸酸與與腸腸道道內(nèi)內(nèi)食食物物中中的的結(jié)結(jié)合合，，從從而而提提高高了了五五倍倍子子的的收收斂斂作作用用。。8、微微生物物充分分利用用中藥藥為組組成部部分的的培養(yǎng)養(yǎng)基的的營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)，對(duì)對(duì)藥性性基質(zhì)質(zhì)進(jìn)行行了相相應(yīng)的的提取取與藥藥效及及制劑劑研究究。馮志華華等研研究了了地衣衣芽孢孢桿菌菌C2-13發(fā)酵炮炮制對(duì)對(duì)紅花花抗氧氧化活活性的的影響響。結(jié)結(jié)果紅紅花經(jīng)經(jīng)C2-13的發(fā)酵酵炮制制其抗抗氧化化功效效顯著著提高高。HPLC分析還還觀察察到紅紅花中中一些些成分分發(fā)生生了改改變。。結(jié)論論紅花花中一一些有有效成成分可可能是是經(jīng)C2-13的生物物轉(zhuǎn)化化提高高了其其抗氧氧化功功效。。9、中中藥廢廢棄物物的二二次利利用。。由于中中藥按按照傳傳統(tǒng)的的煎煮煮和現(xiàn)現(xiàn)代的的提取取方法法后，，剩下下的主主要是是含有有纖維維素、、半纖纖維素素等的的藥渣渣，同同時(shí)也也包括括沒有有提取取完全全的一一些有有效成成分及及一些些無機(jī)機(jī)元素素等。。由于于一些些微生生物具具有降降解纖纖維素素、半半纖維維素的的功能能，因因此采采用微微生物物作由由于中中藥藥藥渣，，或擴(kuò)擴(kuò)大該該中藥藥的適適應(yīng)癥癥，或或產(chǎn)生生具有有保健健作用用的功功能性性食品品。10、、微生生物發(fā)發(fā)酵中中藥復(fù)復(fù)合體體系的的建立立。將具有有一定定功效效的微微生物物發(fā)酵酵中藥藥，獲獲得一一個(gè)具具有一一定功功效的的發(fā)酵酵物，，也是是以后后研究究的方方向之之一。。由于微微生物物中很很多藥藥用真真菌具具有良良好的的治療療作用用，借借鑒中中醫(yī)藥藥組方方思想想，將將一些些具有有類似似或協(xié)協(xié)同作作用的的中藥藥進(jìn)行行發(fā)酵酵，從從而產(chǎn)產(chǎn)生具具有兩兩者功功效或或者降降低單單一藥藥物不不良作作用的的復(fù)合合體系系。三、微微生物物發(fā)酵酵中藥藥的研研究展展望A、優(yōu)點(diǎn)———保保護(hù)中中藥活活性成成分免免遭破破壞；；提高高中藥藥藥性性，降降低藥藥物的的毒副副作用用；為為中藥藥活性性成分分結(jié)構(gòu)構(gòu)修飾飾提供供新途途徑；；開發(fā)發(fā)新藥藥，產(chǎn)產(chǎn)生新新藥效效物質(zhì)質(zhì)；節(jié)節(jié)省藥藥源，，保護(hù)護(hù)環(huán)境境。B、問題———如如中藥藥自身身體系系的模模糊，，微生生物生生長(zhǎng)特特性的的多樣樣性等等。因此想想更好好的將將微生生物應(yīng)應(yīng)用于于中藥藥，筆筆者參參考相相關(guān)文文獻(xiàn)并結(jié)合合自身身研究究情況況，對(duì)對(duì)微生生物發(fā)發(fā)酵中中藥研研究提提出了了以下下幾點(diǎn)展望望———1、微微生物物發(fā)酵酵中藥藥的機(jī)機(jī)理還還需更更深入入研究究。目前微微生物物發(fā)酵酵中藥藥的機(jī)機(jī)理主主要存存在于于以下下幾點(diǎn)點(diǎn)基礎(chǔ)礎(chǔ)和推斷:(1)微生生物以以中藥藥中的的有效效物質(zhì)質(zhì)或一一些非非有效效物質(zhì)質(zhì)為前前體，，經(jīng)微微生物物的代代謝形形成新新的化化合物物；(2)微生生物在在生長(zhǎng)長(zhǎng)過程程中還還能產(chǎn)產(chǎn)生豐豐富的的初生生或次次生代代謝產(chǎn)產(chǎn)物，，有些些代謝謝產(chǎn)物物自身身就是是功能能良好好的藥藥物；；(3)微生生物的的初生生、次次生代代謝產(chǎn)產(chǎn)物和和中藥藥中的的有些些物質(zhì)質(zhì)發(fā)生生反應(yīng)應(yīng)形成成新的的化合合物;(4)由于于中藥藥的某某些物物質(zhì)可可能對(duì)對(duì)微生生物的的生長(zhǎng)長(zhǎng)代謝謝及活活性成成分的的產(chǎn)生生有促促進(jìn)或或抑制制作用用，微微生物物在中中藥的的特殊殊環(huán)境境中也也有可可能改改變自自身的的代謝謝途徑徑，從從而形形成新新的活活性成成分或或改變變各活活性成成分的的相互互關(guān)系系；(5)因?yàn)闉槲⑸锏牡姆纸廪D(zhuǎn)化化作用，故故其有可能能多中藥中中的有毒物物質(zhì)進(jìn)行分分解，降低低毒副作用用。2、選育優(yōu)優(yōu)良發(fā)酵菌菌種，使微微生物能夠夠最大限度度于作用于于中藥。本實(shí)驗(yàn)室主主要研究白白腐菌，在在應(yīng)用白腐腐菌發(fā)酵降降解一些藥藥用植物的的木質(zhì)素變變化過程中中，發(fā)現(xiàn)不不同的菌種種具有非常常明顯的降降解差異性性，這就表表明菌種的的影響很大大。因此應(yīng)應(yīng)該加大發(fā)發(fā)酵菌種的的篩選和評(píng)評(píng)價(jià)工作，，從而為微微生物發(fā)酵酵中藥研究究找到比較較便于深入入研究的菌菌種。3、加大中中藥廢棄物物的二次開開發(fā)利用。。目前隨著中中醫(yī)藥現(xiàn)代代化的發(fā)展展，中藥材材需求量也也越來越大大，因此有有些中藥資資源顯得尤尤為緊缺。。一方面應(yīng)應(yīng)該加強(qiáng)道道地藥材的的GAP種植、藥材材基因以及及細(xì)胞培養(yǎng)養(yǎng)等研究；；另一方面面還需要強(qiáng)強(qiáng)化藥材的的合理利用用——合理理使用藥材材，組方更更科學(xué)實(shí)用用，同時(shí)藥藥材首次利利用后藥渣渣的二次開開發(fā)，微生生物在這方方面具有很很好優(yōu)勢(shì)。。藥渣廢棄物物主要含有有纖維素、、半纖維素素等成分，，同時(shí)也包包括沒有提提取完全的的一些有效效成分及一一些無機(jī)元元素等；一一些微生物物具有降解解纖維素、、半纖維素素的功能，，將微生物物作由于中中藥藥渣，，既可以起起到降低中中藥生產(chǎn)后后處理的成成本，同時(shí)時(shí)也可以節(jié)節(jié)約原料，，擴(kuò)大中藥藥適應(yīng)癥。。4、培養(yǎng)基基對(duì)發(fā)酵中中藥影響的的研究，中中藥的植物物學(xué)基礎(chǔ)研研究也必須須跟上。由于不同中中藥材的物物理結(jié)構(gòu)以以及化學(xué)結(jié)結(jié)構(gòu)均不同同，結(jié)果導(dǎo)導(dǎo)致微生物物發(fā)酵行為為以及結(jié)果果差異很大大，主要表表現(xiàn)在不同同中藥含有有不同量的的木質(zhì)素、、纖維素、、半纖維素素，這些不不同的含量量導(dǎo)致降解解情況不一一樣，引起起這些變化化不同的原原因在哪里里，不同結(jié)結(jié)構(gòu)和含量量與降解以以及成分變變化的相關(guān)關(guān)性有哪些些，從而讓讓菌種最大大限度的利利用以中藥藥材為主要要組成部分分的培養(yǎng)基基獲取目標(biāo)標(biāo)物，也是是以后值得得研究的一一個(gè)方向。。5、菌種混混合發(fā)酵研研究。自然界微生生物的多樣樣性決定了了微生物的的群居性，，如何借鑒微生生物的自然然生長(zhǎng)環(huán)境境，獲取我我們需要的的材料，更好的將微微生物與中中藥結(jié)合，，也是值得得研究的一一個(gè)問題。?？v觀歷代微微生物發(fā)酵酵中藥的研研究，其中中很多時(shí)候候是好幾種菌種混合合產(chǎn)生的作作用效果，，因此也值值得借鑒。。6、發(fā)酵產(chǎn)產(chǎn)物綜合研研究——分分離、純化化等條件的的優(yōu)化。首先，應(yīng)該該對(duì)微生物物的發(fā)酵和和培養(yǎng)等進(jìn)進(jìn)行系統(tǒng)的的研究，