在開(kāi)發(fā)利用中草藥資源過(guò)程中,微生物發(fā)酵法成為了一種有效的手段。中草藥經(jīng)微生物的酶系作用后,纖維及木質(zhì)部分變得疏松,活性成分有效釋放,甚至產(chǎn)生新的活性物質(zhì),極大提高和改善藥效。經(jīng)微生物發(fā)酵后,中草藥中的活性大分子物質(zhì)轉化為能夠被動(dòng)物腸道直接吸收的小分子物質(zhì),在動(dòng)物體內充分代謝,避免了藥物殘留。另外,發(fā)酵后由中草藥產(chǎn)生的益生元能夠促進(jìn)微生物繁殖,微生物也可促進(jìn)中草藥的吸收利用,兩者相輔相成、協(xié)同增效。
傳統中草藥發(fā)酵是利用空氣中的微生物自然發(fā)酵,其過(guò)程全憑主觀(guān)經(jīng)驗來(lái)控制,因而產(chǎn)品質(zhì)量的穩定性難以得到保證。傳統中草藥發(fā)酵的產(chǎn)品多為六神曲、紅曲之類(lèi)的曲塊,不利于中草藥的市場(chǎng)化。現代中草藥發(fā)酵不再局限于傳統的中草藥炮制發(fā)酵,而是將中草藥發(fā)酵與生物工程學(xué)和微生物學(xué)相結合,在發(fā)酵的全過(guò)程中利用現代生物技術(shù)對發(fā)酵參數(菌種情況、溫濕度、通氣情況和酸堿度等)進(jìn)行監控,大大提升了現代發(fā)酵中草藥的質(zhì)量。
微生物轉化的本質(zhì)是利用微生物生長(cháng)代謝過(guò)程中產(chǎn)生的酶對特定底物進(jìn)行結構修飾的化學(xué)反應,具有區域和立體選擇性強、反應條件溫和、操作簡(jiǎn)單、成本較低、公害少等優(yōu)點(diǎn)。微生物在發(fā)酵中草藥的過(guò)程中產(chǎn)生的酶類(lèi)可以消化植物細胞壁,大幅度地釋放活性物質(zhì),降解有毒物質(zhì),產(chǎn)生新的生物活性物質(zhì),從而對中草藥有效成分進(jìn)行生物學(xué)轉化,將中草藥中的大分子物質(zhì)轉化為能夠被動(dòng)物腸道直接吸收的小分子物質(zhì),使中草藥成為快速吸收、定量療效的新型藥物。
中草藥發(fā)酵技術(shù)是在繼承傳統中草藥發(fā)酵炮制方法的基礎上,采用現代生物技術(shù)而形成的高科技中草藥制藥新技術(shù),在發(fā)酵類(lèi)型上,中草藥發(fā)酵分為固體發(fā)酵、雙向固體發(fā)酵以及液體發(fā)酵。
固體發(fā)酵源自古代的制曲工藝,它是指使用不容性固體基質(zhì)來(lái)培養微生物的工藝過(guò)程,固體發(fā)酵概念范圍廣泛,包括將不溶性固態(tài)物質(zhì)懸浮在液體中的發(fā)酵方式(也稱(chēng)惰性載體吸附發(fā)酵、載體培養),也包括在幾乎沒(méi)有可流動(dòng)水的濕固體材料上培養微生物的過(guò)程。 固體發(fā)酵提取工藝簡(jiǎn)單,沒(méi)有大量有機廢液產(chǎn)生,同時(shí)具有節水、節能的獨特優(yōu)勢,屬于清潔生產(chǎn)技術(shù),因而得到世界各國的重視。研究發(fā)現,中草藥經(jīng)固體發(fā)酵后,具有增效降毒和增加活性物質(zhì)等功效。但其工藝也存在一定的局限性,如機械化程度低,難以大規模生產(chǎn),發(fā)酵速度慢,產(chǎn)量有限,且生產(chǎn)過(guò)程多依據經(jīng)驗判斷,缺乏科學(xué)的發(fā)酵終點(diǎn)與質(zhì)量控制指標以及合理的產(chǎn)品后處理工藝。
雙向性固體發(fā)酵,也稱(chēng)新型固體發(fā)酵,是一種利用真菌與中草藥有機結合的復合型中草藥生產(chǎn)工藝。藥用真菌雙向固體發(fā)酵技術(shù)是采用具有一定活性成分的中藥材或藥渣作為藥性基質(zhì)來(lái)代替傳統的營(yíng)養型基質(zhì)與發(fā)酵菌種構成發(fā)酵組合,在提供真菌所需營(yíng)養的同時(shí),還受到真菌的酶的影響而改變自身的組織、成分,產(chǎn)生新的性味功能,而產(chǎn)生雙向性,體現了藥用真菌與中藥材之間的有機結合。雙向發(fā)酵的產(chǎn)物,同時(shí)具備藥用真菌和中藥材的成分和功效,還可能產(chǎn)生新的性味和功效,通過(guò)不同真菌與不同中藥材交叉、復合可構成大量的組合, 產(chǎn)生種類(lèi)繁多的發(fā)酵產(chǎn)物。與傳統發(fā)酵技術(shù)相比,真菌雙向固體發(fā)酵技術(shù)具有擴用、增效和排毒的特點(diǎn)。
液體發(fā)酵,又稱(chēng)為液體深層發(fā)酵,是在液體培養基中接入菌種,在適宜溫度及pH條件下通過(guò)攪拌、通氣可控培養獲得微生物及代謝產(chǎn)物的一種發(fā)酵方式。液體發(fā)酵具有規模大,傳質(zhì)效率高,成本低,工程化程度高等優(yōu)點(diǎn),易于實(shí)現大規模工業(yè)化生產(chǎn)。隨著(zhù)微生物發(fā)酵工藝的成熟及各種分離技術(shù)和結構鑒定手段的發(fā)展,中草藥液體發(fā)酵的控制變得準確,發(fā)酵效率及產(chǎn)率大大提高,發(fā)酵活性成分的分析更為便利,現代分析手段的引入及成熟發(fā)酵工藝的應用使中草藥的液體發(fā)酵成為一種可控規模化制取有效中草藥活性成分的生產(chǎn)方式。
中草藥的有效藥用成分十分復雜,主要包括生物堿、皂苷類(lèi)、揮發(fā)油、黃酮類(lèi)、多糖類(lèi)、有機酸、礦物元素以及維生素等,這些活性成分有增強機體免疫、抗應激和抗菌等作用。使用微生物對中草藥進(jìn)行發(fā)酵,能使中草藥活性物質(zhì)更充分的釋放出來(lái)或者被代謝得到活性更好的物質(zhì)。很多中草藥自身結構不能被機體直接吸收利用,而是作為前體物,經(jīng)腸道菌群的作用,才能發(fā)揮藥效,如含苷類(lèi)物質(zhì)的中草藥需要經(jīng)微生物分泌的豐富酶類(lèi)分解,成為具有藥物活性的苷元后,才有藥效。
總之,微生物發(fā)酵后的中草藥具有增加中草藥有效成分的利用率,提高藥效;降低藥物毒副作用;修飾中草藥活性成分,產(chǎn)生新藥效物質(zhì);益生菌與中草藥活性成分協(xié)同作用;節約藥源,保護環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。
參考文獻:
[1] 遲曉麗, 許超, 張瀟, et al. 固態(tài)發(fā)酵在中藥炮制中的研究進(jìn)展[J]. 生物產(chǎn)業(yè)技術(shù), 2018, No.65(03):32-36.
[2] 艾素,湯偉,郭若琳,李紀前,楊梧,何增國.微生物發(fā)酵中草藥及其活性物質(zhì)的研究進(jìn)展[J/OL].中國中藥雜志
作者簡(jiǎn)介:小泥沙,食品科技工作者,畢業(yè)于華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,食品科學(xué)碩士,現就職于國內某大型藥物研發(fā)公司,從事?tīng)I養食品的開(kāi)發(fā)與研究。
點(diǎn)擊下圖,預登記觀(guān)展
合作咨詢(xún)
肖女士
021-33392297
Kelly.Xiao@imsinoexpo.com