生物发酵在中药研究中的应用

赵红艳

（吉林省人民医院，吉林 长春 130021）

生物发酵在中药研究中的应用

赵红艳

（吉林省人民医院，吉林 长春 130021）

生物发酵；中药研究；应用

1 前 言

医药工业在国际上被誉为“朝阳工业”，这是由于人类防病、治疗保健的用药需求，基本上依靠国内药物科技人员研制和制药生产厂家生产的药物来满足。特别是最近多年来，我国药物研究人员采用物理、化学方法和生物学、药理学等技术，研究开发中草药新药，并研究阐明了不少中草药中多种不同活性成分及其结构。大量事实证明，可以利用中草药中已知的活性成分作为先导物，通过对其书籍的药物构效关系进行结构改造或修饰、筛选，能从中发现一些药效更好、毒性更低的新型药物。青蒿素类衍生物是化学类型全新的抗疟药，治疗脑型疟病有明显效果。它就是我国药物研制者通过改造化学结构，改变其理化性质，克服其溶解度偏低的缺点，增加了其稳定性，从而提高了其疗效。近年来，我国科研单位在新药研究开发中，分离得到的天然药物有效活性成分数量可观。如人参皂甙、黄芪皂甙等，在临床上获得了成功的应用。我国在制药业发展的也很快，特别是在天然药物研究已达到了分子水平，如人参皂甙、黄芪皂甙等，在临床上获得了成功的应用。

我国是中医药的发源地，是世界上植物药资源大国。中草药从几千年以前应用到现在，一直保持着其相对稳定性。不少传统中药久用不衰，传统的密方和制剂为后人所用。中医药为国人乃至世人做出了辉煌的业绩。这也是我们的骄傲。例如我们要发展我们的传统文化，用现代的高科技手段去解释中药的药理、结构的同时，更要利用现代手段来完善开发中草药的应用深度和价值。使之和国际WHO的药典接轨。龙其是目前我国面临着加入世贸组织的大好机遇，给中药发展和研究带来了更大的空间。“古为今用，洋为中用”我们要利用现代高科技手段来发展我们传统的中药开发和新品种。迄今为止，大约有200多种新药是中草药直接或间接提取开发的。其中半数是单个中药，或中药有效成人发，有效成分衍生物或中药有效部位，或中药全提取物，而超过半数是从中药复方中开发出的新药，如山莨菪碱、复方丹参片、天麻素等。

在我们大力开发新药的同时，也要把注意力放在我们现在的中成药上，是否通过改进传统的中药水煎或醇提法，使工艺更现代化，并结合现代生物工程技术，使药物有效成分中的大份子变成小分子，更易被人体吸收，更易到达靶器官发挥作用，这也是我们改进工艺流程，提高药效和生物利用度的办法。我们知道，近年来，基因工程和细胞融合技术的发展，使利用细菌发酵和动植物细胞培养表达蛋白成为一项常规技术，从而使大规模生产生物技术药物和其它生物药物成为现实。所以我们可构想利用一种生物菌发酵一组中药提取的合剂。（该合剂必须经过实验对该生物菌没有杀伤或抑制作用），使该合剂的大分子蛋白变成小分子片断，更有利于生物体的吸收。增加原合剂的药效和生物利用度，同时为了达到药医食补的目的，在制药中，我们可利用大豆、玉米中富含的多种氨基酸维生素和麦芽中丰富的酶类来做为提取中药媒介剂，这样既有利于生物菌对中药的分解代谢，使大分子变成小分子，也在中药中加入人体所必需的氨基酸、多种维生素和多种微量元素，即提高了药物的治疗效果，也有利于患者的早日康复。为此我们提出了下列实验构想，来完成一种加工前列腺口服液中药制剂的新模式、新思路。

用现代生物工程技术与传统的中药制剂方法相结合，使生产中药工艺现代化，弥补传统制法的不足。将生物菌发酵技术应用到中药研制中，使药物可吸收有效大分子变成小分子更易被人体吸收，更易到达靶器官发挥作用。从而提高了药物的药效和生物利用度。不仅如此，应用生物菌发酵工艺生产的中药制剂中，不仅含有中药中提取有效作用的生理活性成分，而且还富含有菌种和基质在发酵制备过程中产生的多种维生素、丰富的氨基酸及多种有益的微量元素。这些营养成分组分合理，极易被机体吸收和利用。所以采用本工艺生产的中药制剂，在治疗疾病的同时，又给患者补充了营养。更利于患者的早日康复，从而达到中医药学提出的“药食同源”之目的。本工艺生产药物的优点还在于：乳酸菌在发酵过程中产生一些有效力的有机酸，其酸味柔和，杀菌力强，能抑制霉菌、杂菌生长。因此在成品中不添加任何防腐剂也能长期保存。

3 材料与方法

3.1 材料

①生物菌：用于发酵的生物菌很多。如乳酸菌、酵母菌等。这些菌可从生物制品所购买。有条件的单位也可自己提取。②培养生物力所需的器材：平皿、烧瓶、量筒、酒精灯、培养箱、无菌操作台等。③培养生物菌所需的培养基：选取适合某生物菌生长的培养基，将生物菌培养和扩大培养，例酵母菌可用麦芽汗培养基进行扩大培养。④发酵用的基质：玉米、大豆、麦芽。⑤前列腺口服液所需的各种中芭成分：黄芪、穿山甲、山芋肉、山药、泽泻、上伏苓、去参、丹参、甘草等。⑥发酵中药所用仪器：发酵灌、恒温箱、高效液相色谱仪等。

3.2 方法

①生物菌的地培养（乳酸菌为例）：将配制好的适合乳酸菌生长的固体培养基和平皿在电热蒸汽或消毒器内灭菌，115℃，30min。然后在无菌室内分装到每个平皿中，一般每平皿15mL左右，待培养基凝固后，用接种针先取一环原菌在平皿上画少许线，然后酒精灯将环上菌烧死，再取第二环原菌在平皿上画第一次一倍的线。然后再用酒精灯将环上菌烧死，再取第三环原菌在平皿上画第二次一倍的线，再用酒精灯将环上菌烧死。最后取第四环原，以同样的方法在平皿上画线，这样将一个平皿画完。用同样的方法可多做几个平板。然后将平板放入电热恒温培养箱中培养，在35～37℃，3d左右待乳酸菌长好后挑选优良菌种使用或传种接代。②生物菌的扩大培养（乳酸菌）：在无菌室内，用接种针取一环乳酸菌菌种，接种于灭菌好的麦芽汁培养基中，麦芽汁培养基一般为2mL或5mL，然后放在电热恒温培养箱中培养2～3d后，再在无菌条件下把它转移到扩大十倍的麦芽汁培养基中，进行第一次扩大培养，待培养2～3d后，再转移到扩大100倍的麦芽汁培养基中，进行又一次的扩大培养，待菌长到2～3d后即可使用，如果必要时可在显微镜下检查此菌种。③中药制备及其生物菌发酵：按前列腺口服液处方组份配制中药，经粉碎、煎煮、醇提、过滤、浓缩待发酵。浓缩后的前列腺口服液中加入用大豆和玉米、麦芽制备的基质和3%的乳酸菌，在38～45℃的电热恒温箱中发酵，并不断的搅拌，使反应进行的彻底，6～8h后街中药全部发泡，酸度pH为4.0～5.0。这样就可以灌装在瓶中，压盖，在105℃条件下，用电热蒸汽消毒锅灭菌30min，就得到疗效好、新型的前列腺口服液。麦芽汁培养基：成分：大麦芽、刺五加、枸杞子、蒸馏水。乳酸菌培养基：成分：牛肉浸液（1∶3）1000mL，蛋白胨10g，氯化钠5g，琼脂15～20g。

4 结果与讨论

4.1 结果

通过本工艺制备生产出的中药制剂，应严格遵循并达到国家中药合剂质量标准，该口服液质量标准预期结果：pH值应在4.8～5.0，菌值＜2×104，密度应不低于1.20。合剂中以两种草药为例，主药含量测定应附合标准。如元参以药典九五年版一部附录55而1×K灰测定法测定，总灰分不得超过5.0%，丹参以药典九五年版一部附录37页VID高效液相色谱法测定。理论板数按丹参酮ⅡA峰计算应不低于2000，药剂色显棕色，味酸甜；药剂纯度每100mL药液中，生药材含量计算应不低于30g。以上为药剂质量结果。通过生物菌发酵中药，并加大豆、玉米、麦芽成分估秋基质，该事剂药效应明显提高，并缩短疗程。未发酵前单次口服该药需100mL，发酵后口服该50～20mL，可获得同样疗效。说明经过发酵药效可提高2～5倍，检测合剂发酵后含有多种人体所必需的氨基酸，维生素和微量元素。这更有助于患者体能的恢复，使之早日康复。

4.2 讨论

此构想研制的中药制剂是在祖国中医学的食疗文化和中医药学“药食同源”的理论指导下，采用与人类生理功能有密切关系的闻名于世界的吉林大豆和玉米为主，结合中草药以及有益微生物的参入代谢转化而成的一种新型发酵的中医药制剂。此类产品含有人体主命活动所需的天然蛋白质，多种维生素和多种微量元素，现代科学研究证明：大豆蛋白质具有特殊的营养功能，而且大豆含少量胆固醇，还含有豆固醇，能干扰胆所分泌的胆固醇重新吸收。因而豆固醇具有降低人体血清胆固醇的功能，并且有防止动脉硬化、脑溢血、心脏病等发生的作用。大豆还含有18～20种优质脂肪，富含油酸和不饱和脂肪酸，更重要的是它还含有较多的卵磷脂，这些生质不仅可健脑益智增强记忆力，而且可使神经质应更加灵敏。玉米中丰富的蛋氨酸可补充大豆中蛋酸的不足，近期国外刊物报刊导科学有研究证明，大豆发酵过程中能够产生一种荷尔蒙，具有防止或抑制癌细胞增殖和发生功能作用，所以本工艺生产中培养基质是由大豆粉、玉米粉加酶水解制备的。大豆、玉米二者合用使蛋白质互补。大豆粉经蛋白酶水解。玉米粉经淀粉酶水解，作为生产用培养基质，为产品提供了多种小分子肽或短链肽。这方面在国外研究比较深入，认为小分子肽有多种生理活性。此外还为产品提供了比较丰富有的氨基酸及多种有益的微量元素。所选取育的菌种在发酵过程中过产生多种维生素，特别是B族维生素。这样产品不仅具有药效作用的种种活性有效成分，而且具有全营养结构，即多种氨基酸、多种维生素及多种微量元素[1-3]。

我认为在治疗的同时，要给患者补充营养成才利于尽快恢复健康和清除病灶。制剂中具有丰富营养成分，不是另外添加进去的，而是在制备过程中酶水解产物或所先用菌种的代谢产物，所以这些营养成分组份合理，且极易被人体同化及利用。另外从中药提取有效用作的生理活性成分，在通过生物技术转化后，由于它们被小分子蛋折包采用本工艺生产的市剂会在临床中产生一生系列奇效。

本工艺如采用乳酸菌发酵，在发酵过程中产生一些有益的有机酸添加任何防腐剂也能长期保存。

[1] 李永吉.[京]新登字147号.中药质量检验常规[M].北京:北京医科大学中国协和医科大学联合出版,1993:126.

[2] 伍绍奇.现代中医内科学[M].北京:中国医药科技出版社,1991: 5455.

[3] 熊宗贵.(京)075号发酵要艺原理[M].北京:中国医药科技出版社,1995.

R28

A

1671-8194（2013）15-0296-02