整理
杨寅龙
发酵是中药炮制一个重要的方面,但是传统发酵越来越跟不上工业化大生产的需要,因此需要引入现代化生产技术来发展中药发酵。近年来关于现代中药发酵的研究越来越多,本文对其发展概况进行简单论述。
1、传统中药发酵
一千年前,中药就开始采用发酵的方法来进行炮制。经净制或处理后的药物,在一定的温度和湿度条件下,通过霉菌和酶的作用,使药物发泡、生衣的方法称为发酵法。传统中药发酵最佳适宜温度在30-37℃,相对湿度在70%-80%,在此条件下,适合大多数霉菌、酵母菌等的生长繁殖。
传统中药的发酵分为两类:一类是药料与面粉混合发酵,如神曲等;二是药料直接进行发酵,如红曲等。神曲为青篙、杏仁等药加入面粉混合后,经发酵制成曲剂,有消食化积、健脾和胃等功效。红曲为红曲霉属真菌接种于蒸熟的大米上发酵而成,有健脾消食、活血化瘀的功效。
传统中药发酵质量的好坏与许多因素有关,如发酵菌种,发酵温度、湿度、氧气等。由于发酵的过程完全是凭主观经验来控制,因此其质量的稳定性难于保证。任一条件的改变直接影响发酵的成功与否。另外由于参加发酵的菌种种类和数量也存在一定的变数,所以传统中药的发酵过程充满了不确定性。
2、现代中药发酵
传统中药发酵,是古时的医学工作者在长期的摸索和实践中总结出来的,其中的科学原理并不完全知晓。现在我们通过现代科学技术已经基本掌握了传统中药发酵炮制的作用机理,其原因主要是依靠微生物的生物转化。微生物在生长代谢过程中产生纤维素酶、木质素酶、脂酶等多种酶类。酶是具有高度催化效率的生物催化剂,它使复杂的生物化学反应在常温常压下迅速完成。微生物有着强大的分解转化能力,并能产生丰富的次生代谢产物。
20世纪80年代现代生物技术开始运用到发酵中去,拉开了现代中药发酵的序幕。与传统中药发酵相比,现代中药发酵具有传统发酵无法企及的优势,表现在:
2.1液体发酵技术
液体发酵,又叫作液体深层发酵,是指将菌丝加入培养基与药材混合,给与一定温度条件进行发酵。液体发酵优势比较多:机械自动化程度高、物质传递效率高、适应大规模工业化生产。反之,液体发酵也有自己的不足之处,易梁菌,因为大多数的中药都不具有抗菌的能力,所以容易被朵菌污染。因此,这就需要进一步提高工艺,比如发酵系统的设计密封性以及各种与发酵液直接接触仪器的设计。
2.2固体发酵技术
固体发酵技术是指用具有一定活性成分的中药材、药渣或者富含多种营养成分的农副产品作为发酵营养基质,用一种或多种真菌(目前主要是单菌种发醉)作为发醇菌种的发酵形式。基质是基础,它为真菌提供所常营养的同时,也受到真菌珊的影响从而改变自身的活性和成分,会产生新的不一样的功能,这是具有双向性的,这也体现了基质、真菌之间的有机结合。不同的发酵组合能够产生很多不一样的产品,有其广阔的开发前景。但是固体发酵技术也有自身的缺陷,因为其发酵自然开放,基质也不灭菌,且机械化程度相对于液体发酵要低很多,很难大规模生产,多用经验判断缺支科学的质量控制指标从而限制了其应用。
3发酵在中药研究中的应用
3.1中药发酵用于药材的炮制
发酵法一直是中药炮制方法之一,它借助微生物的作用,改变中药原有药性,提高疗效,降低毒副作用,扩大适应症。微生物在生长过程中产生的各种酶,将药物的成分分解转化为新的活性成分或将毒性成分分解而降低药物的毒副作用。现代中药加工中用发酵法炮制中药,如五倍子,这种中药具有收敛止泻、止血的功能,但其主要成分蹂酸在肠道中与蛋白质结合会降低其活性。研究人员用含根毒菌等物质的酵曲发酵五倍子,能显著提高其收敛作用,降低副作用。
香港中医吴志勇博士与内地教授林陆山合作,运用生物工程技术发酵中药获得成功。它彻底改变了煎、煮、熬、炼、蒸、浸的传统加工工艺,并使药效提高,发酵黄所含的黄莲多糖最多为传统工艺的5倍,且动物实验证明发酵黄芙的用量为传统方法制成的药的1/28,即可产生相同的药效。
3.2提高有效成分提取率
中草药中植物类药材占90%,药材有效成分多存在于胞浆中,植物细胞壁是由纤维素、半纤维素、果胶质、木质素等物质构成的致密结构。在中药有效成分提取过程中,当胞浆中的有效成分向提取介质扩散时,必须克服细胞壁及细胞问质的双重阻力,使有效成分浸出受阻。微生物可利用中药中的成分为营养进行分裂、生长、繁殖和代谢,在代谢过程中分泌蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、淀粉酶等几十种胞外酶进入培养基,使细胞破裂,细胞间隙增加,减小细胞壁、细胞间质等传质屏障对有效成分从胞内向提取介质扩散的传质阻力。体外试验证明对盾叶薯采用预发酵,有效组分薯溃皂元的产率明显提高。
2.3中药发酵可提高中药药效
在发酵的过程中,对中草药细胞进行破壁使有效物质溶出,提高了活性成分的浓度。并且,将许多人体不能直接吸收利用的大分子有效活性物质降解成小分子的活性物质,使发酵中药在人体中可以较快的被吸收,且吸收较完,治疗效果好。
王林等人用麻黄、莱帷子、金银花、连翘四味中药发酵灵芝菌,发现这四味中药对灵芝菌的生物量有明显的促进增加作用,且使灵芝发酵液的止咳、祛痰作用高于其与中药混合发酵前。
董枚等也报道,将传统方六味地黄汤发酵,其发酵液对小鼠肝癌具有显著的抑制作用。六味地黄发酵液0.3g/kg连续给药两周,可显著抑制小鼠肝癌的生长,抑瘤率为30,而同等剂量的六味地黄煎剂无明显的抑瘤作用,而且六味地黄发酵液组的白细胞数比煎剂组多(P0.01)。在免疫调节方面,六味地黄发酵液的功效明显优于六味地黄煎剂。
陈永强等经实验发现,甘草经微生物产生的β-葡萄糖醛酸酶水解后甘草酸转化为甘草次酸,甘草次酸可被肠道直接吸收,短期内在血液中达到较高的药物浓度,迅速作用于靶部位,并且通过微生物的作用,甘草的细胞间质及细胞壁得到分解,促进甘草其它有效成份的释放。通过微生物对甘草的转化作用,甘草的急性抗炎、镇痛效果都显著增强。
3.4中药发酵产生新的活性物质
有些中药经过多菌种混合发酵后还可产生新的活性物质,产生新的功能,为活性物质的筛选提供新的途径。云南大学与昆明植物研究所李国红等人,联合采用枯草芽孢杆菌对三七根进行发酵后,在对其中的皂昔成分的研究中发现,从发酵后的三七中分离到了人参皂井RH4。这种化合物未在发酵前检测到,说明这种化合物是通过发酵产生的,可能是在发酵的过程中,三七须根的某些皂被微生物转化为人参皂苷RH4。
3.5减毒增效
微生物有可能将中药中的有毒物质进行分解,从而降低药物的毒副作用。大黄生用泻下作用峻烈,易引起腹痛、恶心等胃肠道反应。大黄泻下成分主要是结合型蒽醌衍生物,其中以二蒽醌番泻苷的作用最强。在中医临床中,为了缓和大黄的泻下作用及对胃肠道的不良反应,常用不同的炮制方法,使结合型蒽醌分解或破坏,从而缓和泻下作用和其它副作用。云南中医学院的学者戴万生等人,用发酵法炮制大黄,改变了大黄的蒽醌类成分的含量。蒽醌类成分经酵母发酵后,总蒽醌含量仅略有降低,较传统方法保存了更多的大黄总蒽醌,而起泻下作用的结合型蒽醌含量降低。另外,作为抗菌、抗肿瘤的主要有成分的游离型蒽醌的含量增加了6倍左右,起到减毒增效作用。
4小结
中药发酵是中药学与生物学这两门科学的重要结合点之一。中药发酵可以较大幅度地改变药性、提高疗效、降低毒副作用、发现新的药用资源,为中药的发展开辟新的研究领域,具有十分广阔的前景。而更加结合现代化高科技的中药发酵技术更是可以达到最大程度的发挥药物作用,减少药物残渣,改善口感,是对传统中药产业的革命,开创中药的时代。
以上资料由学生搜集网上资源整理,若有雷同请联系