纪雨欣
[摘要]随着人们健康意识的提升,医药市场对中药的需求量越来越高,中药成分结构复杂,有效成分的量低,且人工不易合成,而中药的人工培植又面临成本高、周期长的问题,中药材本身的复杂性加上现代发酵技术的复杂性,二者的结合必然更趋复杂。本文就发酵技术在中药生产中的应用进行分析。
[关键词]发酵技术 中药生产 应用
在科技水平的发展下,生物技术得到了迅速发展,人们已经可以在植物中提取各类化学成分,植物细胞工业化发展具有显著的优势。植物细胞培养的典型方式包括三类,即愈伤细胞的组织培养、愈伤细胞的悬浮培养、愈伤细胞的发根培养,借助于发酵技术,可以对植物细胞进行工业化扩增。经历了多年的发展,发酵技术在植物细胞的生产中得到了广泛的应用。
中医药是中华民族的瑰宝,在疾病的预防和治疗上,曾经做出了重要贡献,随着人们健康意识的提升,医药市场对中药的需求量越来越高,我国中药资源丰富,但是中药的结构与成分十分复杂,人工合成难度高,人工培植周期长、成本高,很难实现工业化生产,将发酵技术应用在中药生产中,有着广阔的发展前景。
一、中药发酵技术的常见类型
(一)液体发酵技术
液体发酵技术是基于抗生素生产工艺上发展而来,将菌丝体加入到培养基之中,并与药材进行混合,在特定的温度和湿度下即可发酵,发酵产品有菌丝体、发酵液两类,该种发酵方式有着自动化程度高、机械化效率高的优势,可以满足大规模工业生产需求。但是,由于中药大多没有抗菌功能,因此,液体发酵容易受到杂菌的污染,其生产工艺还有待提升。
(二)固体发酵技术
关于固体发酵技术的应用,最早可以追溯到古代的酿酒术,用真菌作为菌种来发酵,固体发酵技术有去渣型和无渣型两类,目前,固体发酵技术的应用还存在局限,如生产速度慢、无法大规模生产、机械化程度低、产品有限等,在标准上,也多采用经验指标进行评估,这些都在一定程度上限制了固体发酵技术的推广。
(三)真菌双向固体发酵技术
在上世纪90年代,研究人员创设了药用真菌固体发酵工程,采用具备活性的药渣、中药材作为基质,替代传统的发酵组合类型,这种基质既可以为真菌的生长提供营养,在真菌酶的变化下,基质的成分、组织也会发生变化,因此,也被称之为真菌双向固体发酵技术。该种技术实现了中药材与药用真菌之间的有机结合,在目前常见的中药材中,可用作药用的真菌约有50多种,进行交叉组合,可以形成多种性质的发酵组合类型,产生大量新药,有着良好的发展前景。
与传统发酵技术相比而言,真菌双向固体发酵技术具有扩用、增效和排毒的特点,如雷公藤,被广泛应用在肾病、类风湿性关节炎、系統性红斑狼疮、癌症的治疗中,疗效理想,但是副作用较大。为了降低毒性,研究人员使用雷公藤与多种药用真菌进行发酵组合,并对比发酵前与发酵后的药物毒性,结果显示,发酵后,雷公藤中的毒素成分显著降低。虽然真菌双向固体发酵技术具有显著的优势,但是还存在一系列的问题有待解决。
二、发酵技术在中药生产中的应用优势
(一)提高药效
中草药大多为植物类药材,植物细胞细胞壁由半纤维素、纤维素组成,结构细密,有效成分的吸收会遇到较大的阻力,且中药中,有效成分分子质量较大,很难进入到人体的血脑屏障中,传统的口服方式,很难提高中药的生物利用度。利用微生物进行发酵处理,可以诱导中药材细胞的破裂,充分暴露出其中的有效成分,去除大分子杂质,达到增强药效的作用。
(二)降低毒性
很多中草药都具有毒性,虽然在我国传统的医药理论中有“以毒攻毒”的说法,但是如果不进行有效的处理,会严重制约药物的疗效,利用微生物分解,可以减小药物毒素,扩大中药使用范围。数据显示,采用发酵处理技术后,中草药的毒性大幅降低。
(三)开发新药
在微生物的代谢过程中,会产生大量代谢产物和酶类,在发酵时,这些代谢产物和酶会与药材中的成分来进行生化反应,对其中的物质进行转化和分解,产生新物质,解决了中药新药开发难的问题。
(四)节约药源
在提取出中药中的有效物质之后,废渣常常被直接丢弃,不仅会对环境造成污染,也会导致中药资源的浪费。研究显示,在中药药渣中,有大量的碳水化合物与蛋白质,是微生物发酵的营养来源,在发酵过程中,可以产生大量活性物质。因而微生物发酵对中药的综合利用具有重要意义,不但能使企业效益更大化,还能实现企业与环境的双效可持续发展。有研究人员利用白腐菌对中药渣进行固态发酵,发现中药渣纤维素质量分数降低,并且能显著提高蛋白质和氨基酸的质量分数。
三、结语
现代科学技术的高速发展,各种先进技术特别是现代生物技术的产生、建立,与中药研究的深入联系和交叉融合,为中药新药的研制开发提供了广阔的发展空间。如何利用现代生物以及现代中医学中的相关基础理论进行指导,还需要我们进行深层次的研究。