馬宗敏，段緒紅，秦夢，黃璐琦，裴林＊＊

微生物發(fā)酵技術在中藥苷類生物轉化中的應用進展＊

馬宗敏1，段緒紅1，秦夢1，黃璐琦2＊＊，裴林1＊＊

（1.河北省中醫(yī)藥科學院濁毒證重點實驗室石家莊050031；2.中國中醫(yī)科學院中藥研究所北京100700）

苷類是諸多中藥的主要活性成分之一。近年來，因其抗炎、抗病毒、增強免疫、抗癌等藥理活性的發(fā)現(xiàn)，苷類中藥成分越來越受到研究者的重視。絕大多數(shù)苷類經(jīng)腸道微生物發(fā)酵轉化為苷元或低糖苷等成分發(fā)揮藥效，為了提高苷類成分的生物利用度，在體外將苷類物質轉化為相應活性成分，就成為十分有意義的研究課題。微生物發(fā)酵技術因其反應特異性強、副產物少、反應條件溫和、清潔環(huán)保等優(yōu)點在中藥轉化領域具有獨特優(yōu)勢，利用微生物對苷類中藥進行轉化的研究大量涌現(xiàn)。本文對近年來微生物發(fā)酵轉化中藥苷類活性成分的研究進展進行展望。

苷苷元中藥微生物轉化

苷類成分廣泛分布于眾多植物體內，是人參、三七、梔子、黃芩、甘草、薯蕷、牛蒡子、桔梗、柴胡等常用中藥材的主要有效成分。中藥中的苷類成分有抗炎、解毒、增強免疫、保護血管等諸多功效，近年被報道有抗癌作用[1,2]。因苷類成分具有諸多重要的藥理活性，越來越受到研究者的重視，但天然苷類化合物因含有糖基，分子極性大、脂溶性小、不易通過腸壁黏膜吸收，因此并不是藥理活性最佳的分子結構，需要經(jīng)過腸道菌群代謝轉化為相應苷元、低糖苷或其他產物，使分子極性降低，脂溶性增強，才能更好地穿透腸壁進入血液循環(huán)，進而發(fā)揮藥效[2]。比如，芍藥苷具有抗炎、鎮(zhèn)痛、免疫調節(jié)及抗原發(fā)性肝癌等作用[3，4]，但藥物直接口服后，并不能得到有效吸收，口服的芍藥苷在腸道內經(jīng)過腸道菌群轉化成為苷元后才能更好的穿透腸壁入血，發(fā)揮藥效[5]。Liu[6]等的研究發(fā)現(xiàn)，芍藥苷在Caco-2細胞上的轉運比其苷元低40倍，提示體外轉化芍藥苷為苷元后，其生物利用度將大大提高。楊秀偉等[7-10]以腸道菌為轉化系統(tǒng)，研究了一系列苷類物質的腸道菌群轉化，包括山柰苷、七葉樹皂苷-Ia、紫花前胡苷、升麻苷等，證實了這些苷類經(jīng)過腸道菌群代謝轉化產生的低糖苷、甘元和其他一些產物才是真正的藥效成分。

生物發(fā)酵法模擬體內微生物轉化過程，在體外把藥物轉化為人體能迅速吸收的有效成分。在發(fā)酵轉化過程中，植物組織內大多數(shù)有效成分也得到了充分地溶出和轉化，大幅度提高了藥物有效成分含量，進而使藥效得到增強。此外，將轉化后單一和幾種已知有效成分直接作用于人體，有利于闡明藥物在體內的吸收、運輸、分布、存儲、代謝等藥代動力學問題，使用藥機制更加明確，有利于中藥的推廣。

1 微生物發(fā)酵轉化是中藥轉化的理想途徑

中藥的微生物轉化研究開始于20世紀80年代，經(jīng)過多年的發(fā)展，利用微生物發(fā)酵技術轉化中藥已成為中藥生物技術中發(fā)展最迅速的分支之一。微生物因其易于培養(yǎng)、菌種資源豐富、產生的酶系強大，在中藥生物轉化領域備受關注[11,12]。

中藥的微生物發(fā)酵轉化相比化學轉化具有反應特異性強（位置/立體特異性）、反應條件溫和、副產物少和清潔環(huán)保等優(yōu)點[13,14]。同時，微生物具有生長周期短、繁殖速度快、適應能力強、含有豐富的各類酶系等優(yōu)點。因此，微生物轉化技術與化學轉化相比無論在轉化速度還是轉化質量等方面均表現(xiàn)出了顯著優(yōu)勢，被廣泛應用于天然藥物成分的合成轉化和代謝機理研究[15]。目前，中藥成分的微生物發(fā)酵轉化技術是人類獲得結構新穎、獨特、低成本、低毒性和高活性藥物的重要途徑之一。

2 微生物發(fā)酵轉化苷類中藥的機理闡述

微生物可以利用中藥中的蛋白、多糖、微量元素、維生素等多種營養(yǎng)成分，將降解苷類物質產生的糖類作為碳源，為其發(fā)酵生長提供能量。由于微生物本身的生理特征，如若以苷類的糖作為其碳源，就相適應地被馴化誘導產生出用于代謝該種苷類的特定的酶。微生物進行自身生長繁殖等生理活動會產生的豐富而強大的酶系，這些生物酶正是微生物發(fā)酵中藥過程中中藥發(fā)生結構改變的物質基礎，通過酶催化反應中藥成分被分解轉化形成新成分。通過微生物發(fā)酵技術轉化中藥，與一般的物理或化學方法相比可以更大幅度地改變藥性，減毒增效，擴大藥物適用范圍，明確藥物作用機理。這就是微生物可以用來發(fā)酵苷類中藥的理論根據(jù)[16]。

3 苷類中藥成分的微生物轉化研究進展

近年來，稀有人參皂苷各種生理活性不斷被發(fā)現(xiàn)，因其在天然植物中含量極少，使得這類成分的生物合成方法備受關注。目前，苷類中藥的微生物轉化主要集中在人參皂苷的轉化上，其次是虎杖中白藜蘆醇苷、黃芩中黃芩苷的微生物轉化，甘草、梔子、薯蕷、絞股藍、葛根中苷類有效成分的轉化也有較多研究（圖1）。隨著研究的不斷深入，研究者們的眼光也開始向其他苷類中藥轉移，而不僅僅是集中在人參皂苷上，蘆薈苷[17]、苦杏仁苷[18]、黃芪甲苷[19]、白頭翁皂苷[20,21]、洋地黃毒苷[22]等的微生物發(fā)酵轉化研究也紛紛涌現(xiàn)。將

圖1 2012-2016年中國知網(wǎng)苷類中藥微生物轉化研究統(tǒng)計

來，越來越多的領域將會被拓展，會有更多新的有效成分在生物轉化領域被發(fā)現(xiàn)，推動天然藥物中新藥的開發(fā)。

用于發(fā)酵轉化苷類的微生物經(jīng)歷了混合菌群模擬人體轉化、單一已知產酶菌種轉化和篩選菌種轉化三個階段，混合菌群發(fā)酵主要利用腸道菌群模擬人體環(huán)境進行轉化，單一微生物絕大多數(shù)為真菌，以霉菌為主，最多使用的是黑曲霉，細菌主要是從腸道中篩選的乳桿菌等腸道菌。近年來，越來越多的研究者們開始將注意力集中到植株生境菌株或植株內生菌的選育上，藥用植物內生菌在長期進化過程中與植株共存共生，在植物活性成分的代謝轉化上可能具有其他來源微生物無可比擬的優(yōu)勢。本文將對微生物轉化報道較多的中藥苷類研究現(xiàn)狀分別進行闡述并提出一些看法。

3.1 人參皂苷

人參皂苷作為人參、三七、西洋參的主要有效成分，具有廣泛的藥理作用。有些人參皂苷在人參中的含量很低，被稱為稀有人參皂苷，如人參皂苷CK、Rg3、Rh1、Rh2等，這些稀有人參皂苷均具有獨特的藥理活性。

稀有人參皂苷CK是二醇型人參皂苷在人體腸道內經(jīng)腸道菌的去糖基化后的主要代謝產物和吸收形式之一，它在許多方面都體現(xiàn)了良好的生物活性，包括抗腫瘤、抗炎、保肝和抗過敏，而且在神經(jīng)系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)方面也具有很好的調節(jié)作用[23]。人參皂苷的轉化研究目標產物大都是人參皂苷CK。

高娟等[24]利用從土壤中篩選的黑曲霉Aspergillus uiger sp.J7轉化人參皂苷Rb1為CK，在實驗最優(yōu)化的發(fā)酵轉化條件下將體系放大為200 mL，選育的黑曲霉能將200 mg人參皂苷Rb1全部轉化為人參皂苷CK，且不會繼續(xù)水解人參皂苷為苷元，這一研究對利用單一底物轉化合成人參皂苷CK很有意義。武倫鵬等[25]從人參根部土壤分離出一株真菌GH26，能有效地將人參主要皂苷Rb1轉化為人參皂苷CK，在最佳轉化條件下人參皂苷CK的最大轉化率為76.6%。郭從亮等[26]從強入侵性植物紫莖澤蘭Ageratirca adercophora中分離出一株特異性活性真菌Corciochaeta sp.，該菌株可特異性地轉化三七總皂苷中的人參皂苷Rb1，獲得人參皂苷Rd和稀有人參皂苷CK，發(fā)酵12天后人參皂苷的轉化率高達11.62%。Zhou等[27]以提取的三七葉總皂苷為底物，利用Paecilomyces bainier發(fā)酵將其轉化為人參皂苷CK，培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件優(yōu)化后，人參皂苷CK的含量由21.2%提高到72.7%。Yoo等[28]利用轉基因技術對人參皂苷發(fā)酵轉化進行了研究，將火球菌屬菌株Pyroeo?ceus furiosus中的β-糖苷酶的基因轉入大腸桿菌中，這種β-糖苷酶熱穩(wěn)定性很高，90℃都不會失活。轉基因大腸桿菌經(jīng)過12 h的培養(yǎng)后，經(jīng)過簡單熱處理即可得到高純度的蛋白；在實驗優(yōu)化的條件下，3.9 mM人參皂苷Rd轉化成為人參皂苷CK的時間為1 h，轉化率為82.5%，5 h之后人參皂苷Rd和CK又完全地轉化為苷元APPD（原人參二醇），苷元的產量達364 mg·L-1·h-1。該研究轉化率很高，具有非常重要的意義，轉基因技術將會成為以后人參稀有皂苷轉化研究的重要方向。

稀有人參皂苷Rh2具有明顯的抗癌細胞轉移作用，術后服用可加快傷口愈合和體力恢復。佟心等[29]用德式乳桿菌保加利亞亞種對人參總皂苷進行發(fā)酵轉化后，得到人參皂苷Rh2。

人參皂苷F2對胃癌和肺癌細胞有抑制作用，可作為潛在開發(fā)藥物[26]。許文迪等[30]利用冬蟲夏草菌特異性的將人參皂苷Rb1轉化為稀有皂苷F2，轉化途徑為Rb1→Rd→F2，轉化率約為70.16%，轉化效率較高，過程穩(wěn)定。

3.2 白藜蘆醇苷/虎杖苷

白藜蘆醇是天然的多酚類抗氧化物質，最早在紅葡萄酒中發(fā)現(xiàn)，也是虎杖藥材中的活性成分，又稱“虎杖苷元”。因其抗氧化、抗腫瘤、抗動脈粥樣硬化等多種生物學活性，白藜蘆醇被認為是治療心血管疾病和癌癥最有潛力的藥物之一，是堪比紫杉醇的又一種綠色抗癌物質[31]。但是，虎杖中白藜蘆醇多以苷的形式存在，需要轉化為苷元才能發(fā)揮藥效。張文婷等[32]利用大鼠腸內厭氧細菌對虎杖中主要單體虎杖苷進行生物轉化研究，采用LC-MS/MS檢測代謝產物后發(fā)現(xiàn)虎杖苷易被腸道內細菌所代謝，主要代謝產物為白黎蘆醇，推測虎杖苷在體內被轉化為白藜蘆醇后發(fā)揮作用。因此，采用體外發(fā)酵法將白藜蘆醇苷轉化為白藜蘆醇對白藜蘆醇的開發(fā)利用具有重要意義。游松等[33]采用多個菌株對白藜蘆醇苷進行發(fā)酵轉化研究，篩選后獲得一株絲狀真菌Syncephalastrum racemosum 3.264，該菌能將白藜蘆醇苷高效轉化為白藜蘆醇，純化后白藜蘆醇純度高達98%。

近年來，很多學者對虎杖內生菌轉化白藜蘆醇苷生成白藜蘆醇進行了研究。劉華金等[31]以虎杖煎煮水提液為底物，從虎杖根、莖中篩選出6株能轉化白藜蘆醇苷的內生真菌，轉化率最高的一株被鑒定為草酸青霉，來自虎杖植株莖中，轉化后發(fā)酵液中白藜蘆醇含量達14.067 5 μg·mL-1，是為未發(fā)酵前的2.65倍。肖蘇堯等[34]從虎杖新鮮植株中篩選得到一株白藜蘆醇苷轉化菌，該菌與卡門培爾青霉（Ehicillium camemberti）同源性高達99%，卡門培爾青霉在歐洲許多國家用于奶酪的發(fā)酵等工藝，具有很高的安全性。

韓萍萍等[35]從虎杖苷粗提物中分離得到一株產β-葡萄糖苷酶活力較高的曲霉，通過實驗條件優(yōu)化，白藜蘆醇苷的含量提高了34.16%。許南兒等[36]從虎杖的微生物富集物中分離篩選到一株霉菌XW-2，鑒定為黑曲霉（Aspergillus niger），用其發(fā)酵粗酶液處理虎杖后白藜蘆醇含量達到了9.24 mg·g-1，是未經(jīng)處理虎杖中的4.1倍。

3.3 黃芩苷

常用中藥黃芩主要成分是黃芩苷、其次是黃芩素、漢黃芩苷、漢黃芩素[37]。黃芩具有抗菌、抗病毒、抗氧化、免疫調節(jié)等多種作用，近年來的研究還發(fā)現(xiàn)黃芩具有抑制癌細胞增殖的作用[38-40]。實驗表明，黃芩苷經(jīng)腸道細菌代謝去糖基化成為甘元黃芩素后能夠更好地吸收和發(fā)揮藥效[37,38]。

劉伶文等[41,42]建立了人體腸道菌轉化黃芩苷為苷元黃芩素的體外模型，并探索了轉化條件，證實轉化過程中起轉化作用的是β-D-葡萄糖醛酸苷酶，對黃芩苷發(fā)酵液進行超聲波破碎處理可促進黃芩苷轉化并利于提取黃芩素。之后該課題組又采用白腐真菌對黃芩苷進行了生長細胞和靜態(tài)細胞轉化研究，發(fā)現(xiàn)生長細胞轉化法可以誘導菌種表達特定的代謝酶，有利于生物轉化反應的進行，并優(yōu)化了生長細胞轉化條件[43]。

龍厚寧等[44]利用納豆菌液體發(fā)酵轉化黃芩中的黃芩苷和漢黃芩苷成為相應甘元，在實驗室優(yōu)化條件下，發(fā)酵6天，黃芩中黃芩苷和漢黃芩苷的轉化率分別為97.6%和97.0%。曹江葉等[45]通過研究證實藍藻PCC7002可以對黃芩苷進行生物轉化，轉化后有新的產物生成，但進一步研究還未見報道。

3.4 甘草皂苷/甘草酸

甘草酸又稱甘草皂苷，是甘草中最主要的活性成分，具有消炎、抗病毒、抗氧化、抗腫瘤等藥理作用[46]。甘草皂苷因結構中含有兩個葡萄糖醛酸基，極性較高不易吸收，如若分子中的糖醛酸基水解去除一個就可以減少它的極性，增強分子穿透性，提高在血液中的濃度以更好地發(fā)揮藥效[47]。全艷玲等[47,48]從甘草切片中選育出甘草生物轉化菌黑曲霉IS254，能夠將甘草酸轉化成甘草次酸；之后張麗娜[46]等又以黑曲霉IS254為初始菌株，通過紫外誘變篩選出β-葡萄糖醛酸苷酶高產的黑曲霉菌株，定向作用于甘草皂苷，使其脫去一分子葡萄糖醛酸基，轉化率達22.44%，為原始黑曲霉菌株的6.5倍。

張琴等[49]從甘草中篩選出高產β-葡萄糖苷酶的菌株GF10和GF19，能夠將甘草皂苷水解成苷元，轉化后其抗氧化活性和對DPPH自由基的清除率都得到了顯著提高。

3.5 京尼平苷

梔子是中醫(yī)臨床治療黃疸肝炎的首選藥，京尼平是梔子中起主要作用的藥效成分，具有瀉火除煩、清熱利尿、涼血解毒等功效，梔子中京尼平的含量很低，僅為為5-10 g·kg-1，而其前體京尼平苷在梔子中含量高達30-50 g·kg-1[50]。近年來的研究證實京尼平具有抗腫瘤、治療肝硬化等多種功效[51]，具有良好的開發(fā)前景。將梔子中京尼平苷轉化為甘元京尼平將大大提高梔子的藥用價值。

董悅生等[52]利用哈茨木霉CGMCC2979直接轉化藥材，將梔子中的京尼平苷轉化為京尼平，無需糖苷酶和京尼平苷的制備，48 h京尼平苷的轉化率為97.8%。轉化后的京尼平通過XAD-16N大孔樹脂偶聯(lián)硅膠柱色譜，制備得到純度大于95.0%的京尼平，收率為62.3%。該研究提供了一種簡便、高效制備京尼平的方法。

趙平等[53]利用產β-葡萄糖苷酶的鄔衣黑曲霉發(fā)酵京尼平苷生產京尼平，在自然pH下，通過優(yōu)化實驗條件，京尼平苷的轉化率可達99%以上，轉化產物京尼平純度可達98%以上，該研究具有一定的工業(yè)化應用潛力。

趙東等[54]從土壤中篩選出一株產β-葡萄糖苷酶黑曲霉，直接以梔子粉為發(fā)酵轉化底物，梔子粉含量10%條件下發(fā)酵96 h，京尼平的微生物轉化率達到22%。這種直接用微生物轉化中藥原粉的方法簡化了京尼平的生產工藝，可大大降低生產成本。

3.6 薯蕷皂苷

薯蕷皂苷是兩分子鼠李糖基通過一分子吡喃葡萄糖基與薯蕷皂苷元連接形成的，薯蕷皂苷口服后經(jīng)腸道菌群轉化成為薯蕷皂苷元發(fā)揮藥理作用[55]。薯蕷皂苷元也是合成甾體激素類藥物的重要原料，應用前景廣闊。但薯預皂苷元的平均含量很低，用微生物轉化薯蕷皂苷為苷元是近年來開發(fā)薯蕷皂苷元的新途徑。

張佳佳等[56]首次報道了赤霉菌Gibberellainterme?dia WX12（層出鐮孢菌Fusarium proliferatum的有性階段）轉化黃姜中的皂苷為薯蕷皂苷元，該菌篩選自作者實驗室保藏的菌種，經(jīng)過條件優(yōu)化后赤霉菌WX12轉化薯蕷皂苷元的得率提高到（31±0.3）mg·g-1干黃姜。雷晶等[57]從自來水中篩選得到能水解黃姜皂苷產生薯蕷皂苷元的煙曲霉，該報道中的煙曲霉粗酶熱穩(wěn)定性高于其他耐熱性β-糖苷酶，具有明顯優(yōu)勢。

巧克力火鍋的食用方法與奶酪火鍋類似。傳統(tǒng)做法是將巧克力掰成小塊，再加入一些甜酒（如櫻桃酒、橘子酒等）、淡奶油，用小火慢慢加熱，直至巧克力融化，然后就可用叉子插著切成塊的水果蘸著巧克力醬食用了。這樣的吃法十分有趣，巧克力醬在水果表面凝固后變得清脆可口，有些像中國的糖葫蘆，既甜蜜又爽口。對于愛吃甜食的女孩子來說，這道巧克力火鍋簡直是大愛。

李長田等[58]從穿龍薯蕷D.hippohica中分離獲得少根根霉原變種R.arrhizus var.arrhizus發(fā)酵穿龍薯蕷生產薯蕷皂苷元，工藝簡單，總薯蕷皂苷元得率較高。陳宇[59]從盾葉薯蕷干燥根莖中篩選出3株菌，均能夠發(fā)酵轉化甾體總皂苷生成薯蕷皂苷元，混合菌發(fā)酵實驗結果顯示以泡盛曲霉和No.2.20140425為混合發(fā)酵菌種轉化甾體總皂苷的轉化率效率最高，在實驗優(yōu)化條件下，甾體總皂苷的轉化率達到71.57%。

3.7 其他苷類

陳良華等[60,61]先后研究了黑曲霉、構巢曲霉和灰綠曲霉對福建絞股藍皂苷的發(fā)酵轉化，轉化后產物抗癌效果增強，對蘑菇酪氨酸酶抑制作用和DNA氧化損傷保護作用減弱，該研究為利用微生物轉化法篩選抗癌絞股藍皂苷奠定了基礎。

葛根素是葛根的主要有效成分，但其水溶性差，很難注射給藥。首爾國立大學Li等[62]利用能夠產生麥芽糖淀粉酶的嗜熱脂肪芽孢桿菌（Bacillusstearo ther?mophilus）對葛根素進行微生物轉化，得到α-D-葡萄糖基-(l→6)-葛根素和α-D-麥芽糖基-(l→6)-葛根素兩種主要產物，溶解度分別是葛根素的14倍和168倍，大大提高了水溶性。宋艷秋等[63]從紅曲米中選育出一株能夠轉化葛根的絲狀真菌YM3207并鑒定為紫色紅曲霉Monascus purpureus，轉化產物中染料木素和葛根素含量提高，抑菌活性增強。后期研究[64]將產物鑒定為染料木素，β-胡蘿卜苷和葛根素。

龍膽苦苷是條葉龍膽、龍膽、秦蕪等龍膽科植物的主要活性成分，具有促進胃排空和腸蠕動、保肝、抗氧化、抗炎等藥理活性作用。龍膽苦苷在植物內生真菌和人體腸內菌作用下可以轉化成龍膽堿，龍膽堿的某些藥理作用強于龍膽苦苷[65]。目前對龍膽堿的生物轉化主要目的是發(fā)現(xiàn)新的藥效成分。黃元元等[66]采用非恒定溫度的培養(yǎng)方法，研究5種真菌對底物龍膽苦苷的生物轉化。結果證明，黑曲霉、米根霉、少根根霉、釀酒酵母YS58和畢赤酵母GS115均能轉化龍膽苦苷。通過GC-MS定性分析，黑曲霉、米根霉、少根根霉以及畢赤酵母GS115的轉化產物之一確定為龍膽酸。與龍膽苦苷相比，轉化產物龍膽酸同樣具有抗炎藥理作用，并且無毒副作用。許丹[67]從北極高緯地區(qū)土壤及海洋沉積物中篩選到一株產β-葡萄糖苷酶的青霉屬真菌Penicillium sp.C-5，利用該菌對龍膽苦苷進行發(fā)酵轉化，通過LC-MS和NMR等對分離得到的轉化產物進行分析，得到一種天然產物并獲得了一種新化合物。

近年來研究發(fā)現(xiàn)，牛蒡甘元具有抗炎、抗病毒、抗腫瘤、調節(jié)免疫等多種功效[68-70]。牛蒡苷是中藥牛蒡子主要藥效成分，研究發(fā)現(xiàn)牛蒡子苷經(jīng)腸道微生物代謝為苷元后被人體吸收，發(fā)揮藥效[71]。歐志敏等[72]采用黑曲霉CGMCC No.2594發(fā)酵產生的β-葡萄糖苷酶酶液水解牛蒡子苷制備牛蒡子苷元，牛蒡子苷元的最高產率可以達到94.7%。陸征[73]以篩選得到的兩株霉菌（泡盛曲霉變種和里氏木霉）聯(lián)合對牛蒡子粉進行發(fā)酵炮制，將牛蒡子粉中的牛蒡苷成功轉化為牛蒡苷元，在實驗最佳發(fā)酵工藝條件下，轉化率達97.8%，純化得到牛蒡苷元晶體純度高于99%。他們還對牛蒡甘元的抗腫瘤機制進行了研究，發(fā)現(xiàn)其主要通過誘導腫瘤細胞凋亡來抑制腫瘤細胞的增殖，該研究認為牛蒡苷元是一種極具開發(fā)潛力的抗腫瘤化合物。

4 總結與展望

近年來，微生物轉化中藥成為了一個較熱的研究領域，苷類中藥的微生物轉化主要集中在將苷轉化為低糖苷或苷元，以更利于人體吸收并發(fā)揮藥效，也有部分研究將苷類代謝為其他物質，目的在于發(fā)現(xiàn)新的藥效化合物。雖然研究者們更多地將目光投向這一領域，但是由于交叉學科需要在兩個研究領域都有較深造詣，深入研究取得成果還有很遠的路要走?，F(xiàn)階段的研究主要停留在實驗室階段，以菌種的選育最為常見，但多數(shù)研究者選育出菌種，在實驗室做了一定的轉化條件優(yōu)化后，都沒有進一步的研究報道。微生物發(fā)酵的小試、中試、放大培養(yǎng)，產物的分離純化等向工業(yè)化邁進的實質性研究進展鮮見報道。關于微生物發(fā)酵轉化在苷類中藥活性成分轉化中的應用需要著力解決的問題主要在以下幾方面：

菌種的選育是目前主要的研究報道內容，也是苷類中藥轉化的基礎所在。選育出優(yōu)良的菌種才能夠在后期的研究中事半功倍。苷類轉化的菌種目前主要有3個來源：①從已知產糖苷酶的菌種中針對特定苷類選育優(yōu)良轉化菌種；②從藥用植物生長環(huán)境或藥材粉末霉變物中選育轉化菌種；③近年來研究報道較多的從植株有機體內篩選分離內生菌，內生菌作為植株的一個不可分離的部分，與植株共同進化生長，在藥用植物有效成分的轉化上具有其他微生物無法比擬的優(yōu)勢。此外，隨著生物技術的發(fā)展，轉基因菌株的構建、誘導突變菌株等都將助推高效轉化菌株的選育。

苷類中藥發(fā)酵轉化的轉化體系穩(wěn)定性是擴大生產的關鍵一步，只有穩(wěn)定的轉化體系才有利于放大培養(yǎng)，保持較高轉化率。當前實驗條件下轉化的體系多在游離狀態(tài)下進行，缺乏穩(wěn)定性，開發(fā)固定化的培養(yǎng)轉化體系，將有利于解決這一難題。

轉化產物的高效、快速、廉價分離是整個發(fā)酵轉化技術的又一關鍵，有了高效的菌種，穩(wěn)定的轉化體系，產物的分離手段是降低生產成本的主要技術所在，針對特定產物結構開發(fā)合理的低成本分離手段，將會推進微生物發(fā)酵轉化中藥走向工業(yè)化進程。

1吳立軍.天然藥物化學(第6版).北京:人民衛(wèi)生出版社,2011.

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Microbial Transformation of Glycosides in Chinese Herbal Medicine

Ma Zongmin1,Duan Xuhong1,Qin Meng1,Huang Luqi2,Pei Lin1
(1.Key Laboratory of Zhuo-Du Syndrome,Hebei Provincial Academy of Traditional Chinese Medicine,Shijiazhuang 050031,China; 2.Institute of Chinese Materia Medica,China Academy of Chinese Medical Sciences,Beijing 100700,China)

Glycosides are the active ingredients(AIs)of many Chinese herbs and have become hot spots along with the findings of their new functions,such as anti-inflammatory,antivirus,enhanced immunity and anti-cancer.It has been found that glycosides exert their effects by converting to aglycons or other AIs in vivo.Therefore,the transformation of glycosides to the corresponding AIs in vitro becomes very important to enhance their bioavailabilities.The microbial transformation has an unparalleled advantage in the transformation of Chinese herbs in vitro for its reaction specificity, less by-products,mild reaction conditions and environmental protection.This paper summarized and prospected researches of glycosides'microbial transformation.

Glycoside,aglycon,Chinese herbal medicine,microbial transformation

10.11842/wst.2017.05.025

R932

A

（責任編輯：馬雅靜，責任譯審：王晶）

2017-03-10

修回日期：2017-04-28

＊中央本級重大增減支項目（2060302）：名貴中藥資源可持續(xù)利用能力建設，負責人：黃璐琦、裴林；河北省中醫(yī)藥管理局科研計劃項目（2015087）：黃芩內生菌的分離及其對黃芩生物轉化研究，負責人：馬宗敏。

＊＊通訊作者：黃璐琦，本刊編委，中國工程院院士，研究員，博士生導師，主要研究方向：分子生藥學，中藥資源學；裴林，教授，博士生導師，主要研究方向：中醫(yī)內科學，中藥學。