微生物在中藥中的應用

1、微生物在醫(yī)藥領域的應用 微生物發(fā)酵在中藥中的應用林學院 環(huán)境工程2011級1班 吳睆娉 20110028摘要：中藥是中華民族的瑰寶，幾千年來中醫(yī)藥為我國人民的健康做出了巨大的貢獻，形成了系統的中醫(yī)藥理論和大量經實踐檢驗的成藥驗方。 中藥作為天然藥物正逐步引起世界的關注。微生物個體微小，卻與人類生活關系密切。微生物利用涉及健康、食品、醫(yī)藥、工農業(yè)、環(huán)保等諸多領域，而在中藥領域更是占據了重要。關鍵詞：微生物 中藥 發(fā)酵技術 發(fā)酵中藥中藥行業(yè)是我國具有比較優(yōu)勢的少數幾個產業(yè)之一，在自然科學領域，我國最有實力、最有優(yōu)勢、最有后勁的就是中醫(yī)藥。它是中華民族的瑰寶，也是世界傳統醫(yī)學中重要的組成部分，在預防

2、和治療疾病方面發(fā)揮著重要的作用。微生物是一切肉眼看不見或看不清的微小生物，包括細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生動物、顯微藻類等在內的一大類生物群體，它個體微小，卻與人類生活關系密切。微生物學是生命科學中發(fā)展較快的學科之一， 在生命科學中地位越來越重要，因此成為了各門學科都離不開的重要工具。微生物學理論促進了微生物相關中藥的發(fā)展 對傳統微生物中藥的生物學研究加深了傳統微生物中藥的應用和產品開發(fā)，特別是多種中藥微生物純培養(yǎng)物代替原藥材的研究尤其引人注目，對滿足人民群眾用藥需求起到了十分巨大的作用。以金水寶為代表的從冬蟲夏草中分離的真菌純培養(yǎng)物代替冬蟲夏草的研究取得了巨大的經濟和社會效益, 掀起了

3、以蝙蝠蛾擬青霉、蝙蝠蛾多毛孢、蛹蟲草等蟲生真菌的研究熱潮。對一些微生物和植物相互作用形成的中藥也有了更深入的認識。對天麻、茯苓等中藥的生物學研究促進了這些中藥品種栽培技術的發(fā)展。 微生物相關中藥活性成分的研究為這些中藥的質量標準化起到了重要的作用，也加深了對這些中藥藥理作用的認識。藥理學研究促進了傳統微生物中藥在治療現代社會的高發(fā)病如癌癥、心腦血管疾病、病毒性疾病中的應用。多數微生物中藥都具有滋補保健的效果，如靈芝、冬蟲夏草成為保健食品開發(fā)的熱點。大多數藥用真菌都含有真菌多糖, 真菌多糖能增強免疫力、沒有直接的細胞毒作用，成為抗癌、抗病毒產品開發(fā)熱點。微生物發(fā)酵在中藥中的應用 微生物發(fā)酵制藥是

4、指利用微生物技術，通過高度工程化的新型綜合技術，以利用微生物反應過程為基礎，依賴于微生物機體在反應器內的生長繁殖及代謝過程來合成一定產物，通過分離純化進行提取精制，并最終制劑成型來實現藥物產品的生產。中藥發(fā)酵制藥技術是在繼承中藥炮制學發(fā)酵法的基礎上，吸取了微生態(tài)學研究成果，結合現代生物工程的發(fā)酵技術而形成的高科技中藥制藥新技術，是從中藥(天然藥物) 制藥方面尋找藥物的新療法。 古代中藥發(fā)酵技術應用歷史與現狀 我國人民遠在 4000 多年前就學會利用發(fā)酵來釀酒，此后又相繼利用發(fā)酵來生產醬、醋、豆豉和臭豆腐等食品。本草經疏曰：“古人用曲，即造酒之曲，其氣味甘溫，性專消導，行脾胃滯氣，散臟腑風冷。說

5、明中藥臨床應用之曲是在釀酒業(yè)發(fā)展的基礎上出現的。后來人們在酒曲中加入其他藥物制成專供藥用的各類曲劑。本草綱目云：“古人用麴，多是造酒之麴。后醫(yī)乃造神麴，專以供藥，力更勝之?！笨梢姽湃嗽缫褜⑽⑸锇l(fā)酵應用于中藥炮制。直到現在，臨床仍在應用的發(fā)酵（制品）中藥，如六神曲、淡豆豉、建曲、沉香曲、半夏曲、紅曲、豆黃等，均是利用炮制環(huán)境中的野生微生物（多為霉菌、酵母、細菌等）進行多菌種固體發(fā)酵而成1。不同的培養(yǎng)基經同樣的發(fā)酵處理后會產生藥性的差異，可利用該特性生產不同適應證的中藥。在清代，根據輔料中藥及治療功能的不同，又制出了皂角曲、竹瀝曲、麻油曲、牛膽曲、開郁曲、海粉曲、覆天曲等 10 種藥曲。中藥發(fā)酵

6、研究始于80年代，但僅是對真菌類自身發(fā)酵的研究，如靈芝菌絲體、冬蟲夏草菌絲體、槐耳發(fā)酵等，大都是單一發(fā)酵。雖有加入中藥，但這也僅是將中藥當做菌絲體發(fā)酵的菌質，后有研究發(fā)現，含有中藥的菌質對原發(fā)酵物的功效有影響。正在修訂中的我國新藥申報指導原則，已決定將生物轉化列入創(chuàng)新(一類) 藥的研究。 國外對于中藥發(fā)酵的研究報道較少，主要在食品、酶工程，如日本的納豆，用 Bacillus 菌發(fā)酵大豆。由于 Bacillus 菌酶系豐富（包括淀粉酶、纖維素酶和蛋白酶），并能增加維生素 K 的含量，Bacillus subtilis 菌環(huán)能消除小腸內致病菌，其提取物具有明顯的抗癌活性和降壓作用2。 中藥發(fā)酵制藥

7、的特點 中藥發(fā)酵制藥技術的典型特點就是生物轉化?？筛爬槿缦聨c： 1)藥物的有效組分、活性物質最大限度的提取、利用；2)藥物進入人體后被直接利用，迅速發(fā)揮應有效能；3)優(yōu)選的人體有益菌種本身具有補充或增強原有藥物的功能；4)中藥發(fā)酵制藥與原有藥物相比產生了新的活性物質，具有新的保健、預防或治療功能；5)是實現中藥現代化、具有高科技水平的又一新技術，生產工藝可控，所得產物精確，制劑方便，便于與國際接軌2。 中藥發(fā)酵的分類 中藥發(fā)酵分為液體發(fā)酵和固體發(fā)酵。液體發(fā)酵借鑒抗生素生產工藝，把菌絲體加入培養(yǎng)基中，將之與藥材混合后放置于適溫下進行發(fā)酵。液體發(fā)酵具有較高的物質傳遞效率， 易于實現發(fā)酵工藝的自

8、動化控制。 固體發(fā)酵是以富含多種營養(yǎng)成分的農副產品如麥麩、 甘蔗渣、 玉米芯等作為發(fā)酵營養(yǎng)基質，用一種或多種真菌作為發(fā)酵菌種，在一定的溫度、濕度條件下進行發(fā)酵。固體發(fā)酵在發(fā)酵過程中既生長菌體，又形成各種次生代謝物質，難以將其分離，南京中醫(yī)藥大學莊毅教授將它們統稱為“菌質”。按應用方式又可將其分為“無渣式”和“去渣式”，前者不用經過提取可直接用藥，后者要經過有效成分的提取和制劑后才可用藥3。 發(fā)酵在中藥研究中的應用 利用中藥培養(yǎng)基發(fā)酵藥用真菌菌物界逾十萬種，可供藥用的高等真菌約20余種，利用潛力巨大。國內 20 世紀 60 年代興起深層培養(yǎng)（或發(fā)酵），20世紀80年代中國醫(yī)學科學院藥物研究所進行

9、的冬蟲夏草，大規(guī)模發(fā)酵培養(yǎng)研究，也僅是對菌類自身發(fā)酵的研究，且大多是單一發(fā)酵。但目前對靈芝、云芝、冬蟲夏草、灰樹花、密環(huán)菌、金針菇、香菇、姬松茸、茯苓等很多菌種的發(fā)酵技術已日趨成熟。莊毅教授曾提出了菌質的概念，即用一定的藥用菌菌種接種在一定的固體基質上，在一定環(huán)境條件下，經過一定時間發(fā)酵（發(fā)酵周期），在特定的質量指標控制下達到發(fā)酵終點而產生菌質。也可采用現代技術將有效真菌與中草藥組成的不同發(fā)酵基質構成各種發(fā)酵組合，在一定條件下進行發(fā)酵，產生各種性質不同的菌質。同時可以利用中藥作為培養(yǎng)基的組成部分，構建藥性菌質，比較發(fā)酵前后中藥相關成分的變化，為中藥與藥用真菌的結合尋找突破點，并開發(fā)具有良好功效

10、的藥物。 中藥發(fā)酵用于藥材的炮制 發(fā)酵法一直是中藥炮制方法之一，它借助微生物的作用，改變中藥原有藥性，提高療效， 降低毒副作用，擴大適應癥。微生物在生長過程中產生的各種酶，將藥物的成分分解轉化為新的活性成分或將毒性成分分解而降低藥物的毒副作用。 發(fā)酵在中藥研究中的應用 在中藥有效成分提取過程中，當胞漿中的有效成分向提取介質擴散時，必須克服細胞壁及細胞間質的雙重阻力，使有效成分浸出。微生物可利用中藥中的成分為營養(yǎng)來進行分裂、生長、繁殖和代謝，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，胞外酶進入培養(yǎng)基，使細胞破裂，細胞間隙增加，減小細胞壁、細胞間質等傳質屏障對有效

11、成分從胞內向提取介質擴散的傳質阻力。 發(fā)酵中藥的優(yōu)勢 （1） 提高有效成分提取率（2） 中藥發(fā)酵可提高中藥藥效（3） 中藥發(fā)酵產生新的活性物質 （4） 減毒增效 起到減毒增效的作用4,5 中藥發(fā)酵技術中的關鍵技術 目前中藥發(fā)酵技術無論在基礎理論方面還是在方法上的研究仍處于起步階段，對單味藥材發(fā)酵和傳統復方發(fā)酵開發(fā)得都很少，故少有投入生產的發(fā)酵新藥。 同時中藥發(fā)酵技術也面臨一些問題，如中醫(yī)藥自身體系的模糊性、中藥成分的復雜性、中藥發(fā)酵機理的不明確性、微生物生長特性的多樣性以及在中藥發(fā)酵過程中如何貫徹中醫(yī)理論的指導等。 1、中藥發(fā)酵共性技術加強對單味中藥、中藥提取物、中藥復方發(fā)酵技術、微生物培養(yǎng)的

12、系統研究，并進行成分的分離、鑒定和相關藥理試驗，明確微生物的性質以及變化過程， 建立起統一的能應用于大多數中藥發(fā)酵的通用方法與共性技術體系，為實現發(fā)酵中藥的現代化、科學化、國際化提供新的途徑和方法。 2、優(yōu)良菌種選育技術菌種的選育是中藥發(fā)酵的關鍵和基礎。因此，應該加大發(fā)酵菌種的選育和評價工作，使更多優(yōu)良的菌種能夠最大限度作用于中藥，從而為更多有價值的發(fā)酵中藥產品的研制奠定基礎。 3、現代復合微生物發(fā)酵技術多菌種發(fā)酵較單一菌種發(fā)酵具有更強的生物轉化能力，但也是發(fā)酵研究的難點。傳統中藥發(fā)酵多是自然界混合菌種天然發(fā)酵的結果而如何應用現代微生物工程的相關技術，進行中藥多菌種發(fā)酵，提高發(fā)酵生產的可控性、

13、穩(wěn)定性，提高發(fā)酵中藥的有效性和安全性，是進行現代發(fā)酵中藥研究的關鍵問題之一。 4、發(fā)酵中藥篩選模型和多維評價體系中藥具有品種多樣性、化學成分復雜性、藥效作用多向性的特點，中藥復方具有整體性、系統性、復雜性、非加和性等特點。因此，中藥及其復方在發(fā)酵過程中如何遵循中醫(yī)藥理論的指導，進行發(fā)酵后選用何種評價指標和評價模型，建立發(fā)酵中藥篩選模型和多維評價體系，是發(fā)酵中藥研究的又一技術難點。 展望 我國有悠久的中藥使用史，微生物應用于中藥業(yè)也有大量記載，進行中藥發(fā)酵研究也具有成熟的現實條件，應當成為我國中藥現代化研究的內容之一，從而更好的為人類服務。發(fā)酵中藥是現代生物技術和中藥研究的完美結合，必將為中藥新藥研究開發(fā)開辟新的道路，拓展更廣闊的發(fā)展空間，并在中藥新藥研究開發(fā)中占有越來越重要的地位。發(fā)酵中藥還有利于推進中藥現代化和國際化進程，提高我國中藥行業(yè)的國際競爭力，為中藥走向世界、造福全人類做出新的貢獻。參考文獻 1 陸 欣媛 , 劉 松梅 , 鄭春英, 吳 丹 . 中藥 發(fā)酵研究概 況 J. 黑龍江醫(yī) 藥, 2006,(6): 469470 2 王玉閣, 曹 軍 . 微 生物 發(fā) 酵 制 藥 的 研 究 J. 齊 齊 哈 爾 醫(yī) 學 院 學 報 ,2006,27(2): 196