发酵中药研究概况

发酵中药研究概况 摘要 在广泛文献检索基础上,综述了发酵中药定义、历史沿革、重要性、技术特 点、代表种类,并对将来的发展趋势进行了展望。 关键词 发酵;中药;技术特点;概况 Researh Overview on Fermentation ofTraditionalChineseM edicine CHEN Lin etal (College ofLife Science, NorthwestUniversity, KeyLaboratory ofResourceBiology andBiotechnology inWesternChina of Ministry ofEducation, Xi.an, Shaanxi710069) Abstract Based on the extensive literature search, the definition, history evolution, mi portance, technical characteristics, representative species of traditionalChinesemedicinewere summarized, and the development trend in the futurewas forecasted. Key words Fermentation; TraditionalChinesemedicine; Technical characteristics; Overview 1 历史沿革 微生物发酵是生物转化法之一,在中药中早有应用。 5 本草纲目 6 云:/古人用麴,多是造酒之麴。后医乃造神麴, 专以供药,力更胜之 0。即,有目的地把微生物用于炮制和药 物转化。传统中药发酵可分 2 种:一是药料与面粉混合发 酵,如六神曲、建神曲等;二是直接发酵,如淡豆豉、百药煎 等。中药在不同培养基上经同种微生物处理后其药性亦有 差异1。 真菌有分解纤维素、淀粉、蛋白质、脂类等营养物质的酶 类,对天然培养基有分解利用能力,具有种类多、次生代谢产 物多、培养条件简单等特点,是发酵中药的主要功能菌。发 酵时大都采用单一菌种纯种发酵法。发酵培养基中可添加 适量成分以共同发酵,或利用真菌的分解和合成能力来转化 某些成分,以提高药效或生成新活性成分,如番泻苷可由肠 道细菌转化为致泻有效成分。现代发酵已涉及到复方 研究2。 发酵中药是在中药炮制发酵基础上,吸取微生态的研究 成果,结合现代微生物工程而形成的中药制药技术3。 细菌对中药活性成分转化、生理活性及自身生长代谢规 律等方面有待进一步研究。我国在此方面的研究取得不少 进展,但是在关于生物转化的研究仅限于抗生素、维生素和 氨基酸等少量药物,而对于中药活性成分转化的研究则较 少4-5。 2 中药发酵技术特点 现代中药发酵技术分为液体发酵和固体发酵。液体发 酵借鉴抗生素生产工艺,把菌丝体加入培养基与药材混合后 置于适温下发酵,传质效率高,易实现自动化;固体发酵以富 含营养成分的农副产品为营养基质,用一种或多种真菌为菌 种,在一定条件下发酵,发酵产物难分离,统称为菌质6。中 药发酵技术按应用方式可分为无渣式和去渣式,前者可直接 用药,后者要提取和制剂用药7。发酵中药的特点是生物转 化、反应条件温和、高效、低毒、低残留。据 5 饮片新参 6 载,半 夏加姜汁、矾水和饼发酵成半夏曲后,药性转化,药力缓解。 生物转化可按照微生物中所含的特定酶定向地转化某化合 物而产生新化合物。 在中药发酵过程中,微生物的生长会产生纤维素酶、淀 粉酶和蛋白酶等多种酶。它们可将药物分解转化成新活性 成分,产生新的药效主要体现在以下 5 个方面:以有效成 分为前体,经微生物代谢形成新化合物; 微生物生长所产 生的次生代谢产物中含有功效好的药物;次生代谢产物可 与中药有效成分产生协同作用;中药某些物质可对微生物 生长代谢及活性成分产生促进或抑制作用,微生物也可改变 自身代谢途径,形成新活性成分或改变各活性成分相互间的 比例;微生物可将中药有毒物分解,降低药物毒副作用; 微生物可使大分子物质转化成易吸收的小分子,使血液中有 效成分迅速达到有效浓度。由此可见,炮制中药比一般物理 或化学手段具有优越性8。 此外,发酵法对单味药材和传统复方中药涉猎甚少,自 身亦存中医药自身体系模糊性、药材成分复杂性、发酵机理 不明确性等问题,因此中药发酵关键技术的发展程度可影响 其发展方向和前景9。 3 应用价值与应用实例 中草药有效成分是发挥药效的基础,利用微生物发酵转 化法能提高活性成分含量,在转化中保护中药活性成分(热 敏性挥发油和维生素等)。开辟中药研发新空间,不仅为中 药材资源保护与利用提出新思路,而且可增强疗效,改变原 有性能,充分利用微生物所产生酶、酸、多糖等保健成分以帮 助药物、食物消化吸收,进一步帮助恢复健康10。 3.1 灵芝中药发酵液(GLFB)的研究 灵芝是药用真菌。 GLFB 有抗病毒和延缓衰老作用,对慢性支气管炎有显效。 麻黄、莱菔子、金银花、连翘在灵芝菌液体发酵过程中可增加 灵芝生物量,而黄苓则抑制灵芝生长。灵芝与中药混合后的 综合发酵液在部分指标上优于 GLFBI11。 3.2 虫草菌粉发酵研究 肾病是糖尿病并发症之一。冬虫 夏草能拮抗肾毒性,减少蛋白尿,治疗肾功能不全和衰竭。 发酵虫草菌粉可阻止肾脏重量增加和肾小球体积增大,改善 责任编辑 章炼红 责任校对 卢瑶安徽农业科学, JournalofAnhuiAgr.i Sc.i 2010,38(15):8274-8275 糖尿肾脏结构,防止膜区扩大和基底膜增厚,有显著抗肾 小 球硬化和纤维化作用,还能降低血脂和组织糖基化蛋白水 平,防止肾小管病变12。 3.3 普洱茶发酵研究 普洱熟茶是以大叶种茶晒青毛茶 为原料,经后发酵过程再加工的茶类。该茶有降血脂、健齿 护牙、抗癌及防治心脑血管疾病等功效。后发酵过程是在湿 仓和渥堆条件下进行人工快速自动氧化和微生物共同作用 陈化的13-14。 普洱茶后发酵陈化工艺有 2 种:一是传统工艺。将生茶 贮存于干仓中自然缓慢地发酵陈化。二是现代工艺。将生 茶采用湿仓渥堆、人工快速后发酵陈化15。 普洱茶发酵时,在不同条件下产生不同的菌种,黑曲霉、 根霉、青霉、灰绿曲霉和酵母等微生物存在于普洱茶的整个 制造中,初期黑曲霉占 80%左右,酵母菌居次,渥堆前期中温 型霉菌迅速繁殖,后期低温嗜干灰绿曲霉开始繁殖,在渥堆 水分适度时,酵母大量生长。 4 小结及展望 目前,中草药主要是大田栽培,这就存在耕地资源有限、 农药和重金属残留问题,因此,利用微生物生产中药具有广 阔潜力。在今后的研究中需注意以下 4 个方面:优良发酵 菌种的选育; 发酵培养条件的优化和控制;新型发酵罐 的设计;发酵产物纯化条件的优化和发酵中药新剂型的 研发。 发酵中药是现代生物技术和中药研究的完美结合,有利 于中药新药研发。发展发酵中药可进一步推进中药现代化 和国际化进程,提高中药行业的竞争力,为中药走向世界、造 福人类作出新的贡献5。 参考文献 1刘亮镜,潘扬.中药的发酵炮制初探J.现代中药研究与实践,2009,23 (1):72-76. 2 LIN FY,LAIYK,YUH C, et a.l Effects ofLycium barbarum extracton production and mi munomodulatory activityofthe extracellularpolysacchar- opeptides from submerged fermentation culture ofCoriolus versicolorJ. FoodChemistry,2008,110(2):446-453. 3姜良,赵长琦.中医药与微生态学M.北京:化学工业出版社,2008:26 -30. 4曾庆文,曹军.中药发酵的研究进展J.齐齐哈尔医学院学报,2005,26 (5):545-546. 5李羿,万德光,刘忠荣,等.发酵中药)拓展中药新药研究开发的新 空间J.天然产物研究与开发,2004,16(2):179-184. 6吴炳新,牛纪江,孙筱林,等.中药发酵制药技术J.山东中医杂志, 2001,20(3):179-180. 7赵雯玮,陈祥贵,李鑫.微生物发酵在中药研究中的应用J.生命科学 仪器,2008(6):3-5. 8王兴红,李祺德,曹秋娥.微生物发酵中药应成为中药研究的新内容 J.中草药,2001,32(3):267-268. 9傅超美,冷静.中药发酵的概况与关键技术J.中国药业, 2008, 17 (15):1-3. 10陆欣缓,刘松梅,郑春英,等.中药发酵研究概况J.黑龙江医药, 2006,19(6):469-470. 11王林,章克昌,王玉红.五味中药对灵芝菌液体发酵过程的影响J. 食品与发酵工业,2004:30(5):46-48. 12 LISP,YANG FQ,KARLW KT.Quality controlofCordyceps sinensis, a valued traditionalChinesemedicineJ. Journal ofPharmaceutical and BiomedicalAnalysis,2006,41(5):1571-1584. 13朱宏涛,杨崇仁,李元,等.普洱茶后发酵过程中微生物的研究进展 J.云南植物研究,2008,30(6):718-724. 14赵龙飞,周红杰.酵母菌在普洱茶品质形成中的作用初探J.茶苑, 2003(2):4-6. 15陈杖洲.后发酵陈化对普洱茶品质的影响J.茶苑,2005(2):26-27. (上接第 8269 页) 湿地调查10;我国运用 3S 技术还编制了不同比例尺的湿地 景观生态图,完成了黄河三角洲 1B5 万和 1B10 万地图的编制 等;利用 3S 技术,对若尔盖高原湿地、洞庭湖湿地景观、扎龙 沼泽湿地等重要湿地的景观动态进行了研究11-14。3S 技术 已广泛应用于湿地资源调查、动态变化监测、湿地资源制图 及湿地景观分析、湿地生物多样性调查分析等方面,并且已 取得一定成果。但是,3S 技术在湿地研究中涉及建筑科学与 工程、农业经济、农业基础科学、宏观经济管理与可持续发 展、气象学等领域的研究很少。所以,虽然 3S 技术应用于湿 地的研究在 20052008 年到达成熟期,但仅仅只在一小部 分学科领域的研究已趋于成熟,而在湿地科学其他领域中还 只是刚刚起步。 4 结语 随着湿地科学成为国际学术界的重要学科、优势领域, 它纵横双向发展,学科体系扩大,内容增多,领域拓宽15。3S 技术为湿地研究在深入、综合、定量和预测等方面提供了技 术支撑16。近年来,随着社会经济的快速发展,城市化进程 的不断加快,以及工、农业的迅速发展,湿地生态环境受到严 重破坏,威胁湿地生态与经济的可持续性。因此,应扩大湿 地的研究领域,加强湿地资源管理研究,将 3S 技术深入到实 地研究的各个领域,建立全国和各主要湿地区湿地资源数据 库和信息系统,实现湿地资源的动态监测和信息的即时更 新,保证湿地的可持续发展利用,为保护湿地政策的制定提 供可靠依据。 参考文献 1杨永兴.国际湿地科学研究的主要特点、进展与展望J.地理科学进 展,2002(3):112-119. 2高育红.湿地知多少J.浙江林业,2009(7):33. 3刘振乾,徐新良.3S 技术在三角洲湿地资源研究中的应用J.地理学 与国土研究,1999(4):87. 4邱均平.基于文献计量的国内外信息资源管理研究比较分析J.中国 图书馆学报,2008(5):37. 5黄慧萍.应用遥感技术研究广东省湿地类型J.中山大学研究生学 刊:自然科学版,1996(4):28-30. 6黄慧萍.遥感技术在广东省湿地类型调查中的应用J.国土资源遥 感,1996(4):9-15. 7黄慧萍.应用 GIS 技术研究广东省海岸带湿地资源与环境J.热带地 理,1999(2):178-183. 8潘辉,罗彩莲,谭芳林.3S 技术在湿地研究中的应用J.湿地科学, 2006(3):75-78. 9杨永兴.国际湿地科学研究的主要特点、进展与展望J.地理科学进 展,2002(3):112-119. 10王洪亮,李萍萍.3S 技术在湿地资源调查研究中的应用J.农业装备 技术,2006(8):18-20. 11孙妍.基于 RS 和 GIS 的若尔盖高原湿地景观格局分析D.长春:东 北师范大学,2009. 12朱晓蓉.基于 RS、GIS 技术的洞庭湖湿地景观变化研究D.北京.北 京林业大学,2008. 13王迪楠,臧淑英.基