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        發酵中藥——將為中藥新藥研究開發開辟新的道路
        來源:本站原創 | 發布時間:2021-06-25 | 發布人:admin | 瀏覽次數:

        我國作為中醫藥的發源地,擁有系統的中醫藥理論和大量經實踐證明了的成藥驗方,幾千年來中醫藥歷盡滄桑仍造福于人類的生命健康。中藥是中華民族的瑰寶,在預防和治療疾病方面發揮著重要的作用。從國際范圍來看,中藥作為天然藥物正逐步引起世界的關注。利用微生物強大的分解轉化物質的能力,依靠微生物發酵(fermentation)來生產發酵中藥已被積極關注,并為中藥的發展開辟了新空間。



        一、發酵中藥的應用歷史及現狀

        我國人民遠在四千多年以前就學會利用微生物發酵來釀酒,其后又相繼用微生物發酵來生產醬、醋、豆豉和臭豆腐等食品。生物技術展淀粉糊化作用的測定方法:有光學顯微鏡法,電子顯微鏡法,光傳播法,粘度測定法,溶脹和溶解度的測定,酶的分析,核磁共振,激光光散射法等。工業上常用粘度測定法,溶脹和溶解度的測定。酸變性淀粉在糊化溫度以下,用無機酸處理淀粉,改變其性質的產品稱為酸變性淀粉。我國人民亦將微生物發酵應用于中藥炮制,即將藥材與輔料拌和,一定溫度和濕度下,通過微生物的發酵達到提高藥效、改變藥性、降低毒副作用等目的。


        神曲、淡豆豉、半夏曲、紅曲等均是通過微生物固體發酵而成的中藥。不同的培養基經同樣的微生物處理后會產生藥性的差異,我們可利用該特性生產不同適應癥的中藥。例如,發酵淡豆豉時,以桑葉、青蒿發酵者,藥性偏于寒涼,多用于風熱感冒或熱病胸中煩悶之癥;以麻黃、紫蘇發酵者,藥性偏于辛溫,多用于風寒感冒頭痛之癥。


        中藥發酵研究開始于上世紀80年代,經過多年的研究已取得了可喜的成績。我國是世界上最早利用真菌防病治病的國家,早在《神農本草經》中,就有靈芝、茯苓、豬苓、雷丸等藥用真菌的記載,這些藥物現仍被廣泛使用。由于真菌具有分解纖維素、淀粉、蛋白質、脂類等營養(nutrition)物質的強大酶類,因而對天然培養基有較強的分解利用能力。


        另外,真菌還具有種類多、次生代謝產物多、培養條件比較簡單等特點,因而成為發酵中藥的主要功能菌。針對真菌自身發酵的研究已成為研究的熱點,如靈芝、冬蟲夏草、云芝、灰樹花、茯苓等都有大量的相關研究報道,但其發酵研究大都是采用單一菌種的純種發酵。另外,在發酵培養基中添加適量的中藥成分來共同發酵已有報道,可利用真菌對中藥的強大分解能力和合成能力來轉化中藥中的某些成分,提高發酵中藥的藥效,甚至生成新的活性成分。


        今后,含有中藥成分的培養基對原發酵中藥的影響和多菌種混合發酵的研究有望成為未來的研究熱點。另外,由于細菌較真菌有更快的生長繁殖速度,篩選有較強綜合轉化能力的細菌的工作也日益受到廣泛的關注。



        二、發酵中藥的作用機理

        酶是一類具有高度催化效率的生物催化劑,它可以使復雜的化學反應(reaction)在常溫常壓下迅速完成。微生物在生長過程(process)中會產生各種各樣的酶,如纖維素酶、木質素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂酶等。這些豐富(plump)而強大的酶系可以將藥物的成分分解轉化形成新的活性成分,產生新的藥效,發酵(fermentation)中藥可通過下述途徑來生產。

         


        首先,微生物以中藥中的有效成分為前體,經微生物的代謝形成新的化合物;其次,微生物在生長過程中還能產生豐富的次生代謝產物,有些次生代謝產物自身就是功效良好的藥物;第三,微生物的次生代謝產物和中藥中的某些物質發生化學反應生成新的化合物;第四,由于中藥的某些物質可能對微生物的生長和代謝有促進或抑制作用,對活性成分的產生也可能有促進或抑制作用,微生物在中藥的特殊環境中也有可能改變自身的代謝途徑,從而形成新的活性成分或改變各活性成分的相互比例;最后,微生物的分解作用有可能將中藥中的有毒物質進行分解,從而降低藥物的毒副作用,如菜籽餅、棉籽餅經微生物發酵后可以脫去有毒物質。利用微生物的生長代謝來炮制中藥,可以比一般的物理或化學的炮制手段更具優越性,可較大幅度地改變藥性,提高療效,降低毒副作用,擴大適應癥。



        三、發酵中藥的優勢特色

        1、保護中藥活性成分免遭破壞

        微生物(Micro-Organism)發酵(fermentation)是在常溫、常壓等較為溫和的條件下進行的生物轉化,故能最大限度地保護中藥中活性成分免遭破壞,特別是對熱敏感的芳香類揮發油、維生素等活性成分更能有效地加以保護。專家認為,發酵中藥在中藥加工工藝上是一個創舉,有望解決中藥在煎、煮、熬、煉、蒸、浸等傳統工藝中,活性成分難于最大限度提取的難題。


        2、提高中藥藥效

        相對而言,發酵(fermentation)中藥的分子量較小,因而具有在人體中吸收較快、較完全、治療效果較好等特性。藥物進人人體后不能直接被利用的有效活性組分,通過微生物將其降解成小分子活性物質而被直接利用,還能除去大分子雜質,大大提高中藥的藥效。小分子活性物質由于其更易于通過血腦屏障而與人體細胞蛋白結合,因而比大分子物質有更高的活性。例如,2mg芥子裂變物的藥效等于未提取的芥子50g的藥效。


        3、節省藥源

        通常中藥提取有效成分后的廢渣被棄掉,會對環境(environment)造成較大的污染,而發酵中藥能較好地解決廢棄物的難題。發酵中藥通過多次發酵,大部分營養物質都能充分有效地被吸收利用。這樣即可節省藥源和提高企業的經濟效益,又有利于資源保護與持續利用。


        4、產生新藥效

        優選的人體有益菌種本身具有補充或增強原有藥物的功能,另外,中藥經多菌種的混合發酵后與原有藥物相比產生了新的活性物質,從而具有新的保健、預防和治療功能。


        5、為中藥活性成分結構修飾提供新途徑

        中藥活性成分一般結構復雜,常有多個不對稱碳原子,利用化學合成來進行結構修飾存在著得出率低、反應專一性差、副產物多等缺點,既費事費力又效果不佳。生物制藥技術展變性淀粉的品種、規格達兩千多種,變性淀粉的分類一般是根據處理方式來進行。近年來,以微生物(Micro-Organism)為反應器進行中藥活性成分的生物轉化和生物合成,有望為這類中藥活性成分的獲得提供新的途徑。中國藥科大學研究人員利用微生物轉化技術成功地在嗎啡類似物蒂巴因的14位碳原子上定向引人了羥基,使其鎮痛活性提高了100倍。


        6、有利于提高中藥現代化的水平

        利用微生物發酵來生產發酵中藥具有較高的技術(Technology)水平,該新技術可實現生產工藝可控,能確保所得產物的產品質量,且制劑方便,便于與國際標準接軌,有利于提高我國中藥現代化的水平。



        發酵中藥是現代生物(Organism)技術和中藥研究的完美結合,必將為中藥新藥研究開發開辟新的道路,拓展廣闊的發展空間,并在中藥新藥研究開發中占有越來越重要的地位。發酵中藥還有利于推進中藥現代化和國際化進程,提高我國中藥行業的國際競爭力,為中藥走向世界、造福全人類做出新的貢獻。

         

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