紀(jì)雨欣
[摘要]隨著人們健康意識(shí)的提升,醫(yī)藥市場(chǎng)對(duì)中藥的需求量越來越高,中藥成分結(jié)構(gòu)復(fù)雜,有效成分的量低,且人工不易合成,而中藥的人工培植又面臨成本高、周期長(zhǎng)的問題,中藥材本身的復(fù)雜性加上現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)的復(fù)雜性,二者的結(jié)合必然更趨復(fù)雜。本文就發(fā)酵技術(shù)在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。
[關(guān)鍵詞]發(fā)酵技術(shù) 中藥生產(chǎn) 應(yīng)用
在科技水平的發(fā)展下,生物技術(shù)得到了迅速發(fā)展,人們已經(jīng)可以在植物中提取各類化學(xué)成分,植物細(xì)胞工業(yè)化發(fā)展具有顯著的優(yōu)勢(shì)。植物細(xì)胞培養(yǎng)的典型方式包括三類,即愈傷細(xì)胞的組織培養(yǎng)、愈傷細(xì)胞的懸浮培養(yǎng)、愈傷細(xì)胞的發(fā)根培養(yǎng),借助于發(fā)酵技術(shù),可以對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行工業(yè)化擴(kuò)增。經(jīng)歷了多年的發(fā)展,發(fā)酵技術(shù)在植物細(xì)胞的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。
中醫(yī)藥是中華民族的瑰寶,在疾病的預(yù)防和治療上,曾經(jīng)做出了重要貢獻(xiàn),隨著人們健康意識(shí)的提升,醫(yī)藥市場(chǎng)對(duì)中藥的需求量越來越高,我國(guó)中藥資源豐富,但是中藥的結(jié)構(gòu)與成分十分復(fù)雜,人工合成難度高,人工培植周期長(zhǎng)、成本高,很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),將發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用在中藥生產(chǎn)中,有著廣闊的發(fā)展前景。
一、中藥發(fā)酵技術(shù)的常見類型
(一)液體發(fā)酵技術(shù)
液體發(fā)酵技術(shù)是基于抗生素生產(chǎn)工藝上發(fā)展而來,將菌絲體加入到培養(yǎng)基之中,并與藥材進(jìn)行混合,在特定的溫度和濕度下即可發(fā)酵,發(fā)酵產(chǎn)品有菌絲體、發(fā)酵液兩類,該種發(fā)酵方式有著自動(dòng)化程度高、機(jī)械化效率高的優(yōu)勢(shì),可以滿足大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)需求。但是,由于中藥大多沒有抗菌功能,因此,液體發(fā)酵容易受到雜菌的污染,其生產(chǎn)工藝還有待提升。
(二)固體發(fā)酵技術(shù)
關(guān)于固體發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用,最早可以追溯到古代的釀酒術(shù),用真菌作為菌種來發(fā)酵,固體發(fā)酵技術(shù)有去渣型和無渣型兩類,目前,固體發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用還存在局限,如生產(chǎn)速度慢、無法大規(guī)模生產(chǎn)、機(jī)械化程度低、產(chǎn)品有限等,在標(biāo)準(zhǔn)上,也多采用經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估,這些都在一定程度上限制了固體發(fā)酵技術(shù)的推廣。
(三)真菌雙向固體發(fā)酵技術(shù)
在上世紀(jì)90年代,研究人員創(chuàng)設(shè)了藥用真菌固體發(fā)酵工程,采用具備活性的藥渣、中藥材作為基質(zhì),替代傳統(tǒng)的發(fā)酵組合類型,這種基質(zhì)既可以為真菌的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng),在真菌酶的變化下,基質(zhì)的成分、組織也會(huì)發(fā)生變化,因此,也被稱之為真菌雙向固體發(fā)酵技術(shù)。該種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了中藥材與藥用真菌之間的有機(jī)結(jié)合,在目前常見的中藥材中,可用作藥用的真菌約有50多種,進(jìn)行交叉組合,可以形成多種性質(zhì)的發(fā)酵組合類型,產(chǎn)生大量新藥,有著良好的發(fā)展前景。
與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相比而言,真菌雙向固體發(fā)酵技術(shù)具有擴(kuò)用、增效和排毒的特點(diǎn),如雷公藤,被廣泛應(yīng)用在腎病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、癌癥的治療中,療效理想,但是副作用較大。為了降低毒性,研究人員使用雷公藤與多種藥用真菌進(jìn)行發(fā)酵組合,并對(duì)比發(fā)酵前與發(fā)酵后的藥物毒性,結(jié)果顯示,發(fā)酵后,雷公藤中的毒素成分顯著降低。雖然真菌雙向固體發(fā)酵技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì),但是還存在一系列的問題有待解決。
二、發(fā)酵技術(shù)在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
(一)提高藥效
中草藥大多為植物類藥材,植物細(xì)胞細(xì)胞壁由半纖維素、纖維素組成,結(jié)構(gòu)細(xì)密,有效成分的吸收會(huì)遇到較大的阻力,且中藥中,有效成分分子質(zhì)量較大,很難進(jìn)入到人體的血腦屏障中,傳統(tǒng)的口服方式,很難提高中藥的生物利用度。利用微生物進(jìn)行發(fā)酵處理,可以誘導(dǎo)中藥材細(xì)胞的破裂,充分暴露出其中的有效成分,去除大分子雜質(zhì),達(dá)到增強(qiáng)藥效的作用。
(二)降低毒性
很多中草藥都具有毒性,雖然在我國(guó)傳統(tǒng)的醫(yī)藥理論中有“以毒攻毒”的說法,但是如果不進(jìn)行有效的處理,會(huì)嚴(yán)重制約藥物的療效,利用微生物分解,可以減小藥物毒素,擴(kuò)大中藥使用范圍。數(shù)據(jù)顯示,采用發(fā)酵處理技術(shù)后,中草藥的毒性大幅降低。
(三)開發(fā)新藥
在微生物的代謝過程中,會(huì)產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物和酶類,在發(fā)酵時(shí),這些代謝產(chǎn)物和酶會(huì)與藥材中的成分來進(jìn)行生化反應(yīng),對(duì)其中的物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化和分解,產(chǎn)生新物質(zhì),解決了中藥新藥開發(fā)難的問題。
(四)節(jié)約藥源
在提取出中藥中的有效物質(zhì)之后,廢渣常常被直接丟棄,不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,也會(huì)導(dǎo)致中藥資源的浪費(fèi)。研究顯示,在中藥藥渣中,有大量的碳水化合物與蛋白質(zhì),是微生物發(fā)酵的營(yíng)養(yǎng)來源,在發(fā)酵過程中,可以產(chǎn)生大量活性物質(zhì)。因而微生物發(fā)酵對(duì)中藥的綜合利用具有重要意義,不但能使企業(yè)效益更大化,還能實(shí)現(xiàn)企業(yè)與環(huán)境的雙效可持續(xù)發(fā)展。有研究人員利用白腐菌對(duì)中藥渣進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵,發(fā)現(xiàn)中藥渣纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低,并且能顯著提高蛋白質(zhì)和氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
三、結(jié)語
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,各種先進(jìn)技術(shù)特別是現(xiàn)代生物技術(shù)的產(chǎn)生、建立,與中藥研究的深入聯(lián)系和交叉融合,為中藥新藥的研制開發(fā)提供了廣闊的發(fā)展空間。如何利用現(xiàn)代生物以及現(xiàn)代中醫(yī)學(xué)中的相關(guān)基礎(chǔ)理論進(jìn)行指導(dǎo),還需要我們進(jìn)行深層次的研究。