生物發酵在中藥研究中的應用

趙紅艷

（吉林省人民醫院，吉林 長春 130021）

生物發酵在中藥研究中的應用

趙紅艷

（吉林省人民醫院，吉林 長春 130021）

生物發酵；中藥研究；應用

1 前 言

醫藥工業在國際上被譽為“朝陽工業”，這是由于人類防病、治療保健的用藥需求，基本上依靠國內藥物科技人員研制和制藥生產廠家生產的藥物來滿足。特別是最近多年來，我國藥物研究人員采用物理、化學方法和生物學、藥理學等技術，研究開發中草藥新藥，并研究闡明了不少中草藥中多種不同活性成分及其結構。大量事實證明，可以利用中草藥中已知的活性成分作為先導物，通過對其書籍的藥物構效關系進行結構改造或修飾、篩選，能從中發現一些藥效更好、毒性更低的新型藥物。青蒿素類衍生物是化學類型全新的抗瘧藥，治療腦型瘧病有明顯效果。它就是我國藥物研制者通過改造化學結構，改變其理化性質，克服其溶解度偏低的缺點，增加了其穩定性，從而提高了其療效。近年來，我國科研單位在新藥研究開發中，分離得到的天然藥物有效活性成分數量可觀。如人參皂甙、黃芪皂甙等，在臨床上獲得了成功的應用。我國在制藥業發展的也很快，特別是在天然藥物研究已達到了分子水平，如人參皂甙、黃芪皂甙等，在臨床上獲得了成功的應用。

我國是中醫藥的發源地，是世界上植物藥資源大國。中草藥從幾千年以前應用到現在，一直保持著其相對穩定性。不少傳統中藥久用不衰，傳統的密方和制劑為后人所用。中醫藥為國人乃至世人做出了輝煌的業績。這也是我們的驕傲。例如我們要發展我們的傳統文化，用現代的高科技手段去解釋中藥的藥理、結構的同時，更要利用現代手段來完善開發中草藥的應用深度和價值。使之和國際WHO的藥典接軌。龍其是目前我國面臨著加入世貿組織的大好機遇，給中藥發展和研究帶來了更大的空間。“古為今用，洋為中用”我們要利用現代高科技手段來發展我們傳統的中藥開發和新品種。迄今為止，大約有200多種新藥是中草藥直接或間接提取開發的。其中半數是單個中藥，或中藥有效成人發，有效成分衍生物或中藥有效部位，或中藥全提取物，而超過半數是從中藥復方中開發出的新藥，如山莨菪堿、復方丹參片、天麻素等。

在我們大力開發新藥的同時，也要把注意力放在我們現在的中成藥上，是否通過改進傳統的中藥水煎或醇提法，使工藝更現代化，并結合現代生物工程技術，使藥物有效成分中的大份子變成小分子，更易被人體吸收，更易到達靶器官發揮作用，這也是我們改進工藝流程，提高藥效和生物利用度的辦法。我們知道，近年來，基因工程和細胞融合技術的發展，使利用細菌發酵和動植物細胞培養表達蛋白成為一項常規技術，從而使大規模生產生物技術藥物和其它生物藥物成為現實。所以我們可構想利用一種生物菌發酵一組中藥提取的合劑。（該合劑必須經過實驗對該生物菌沒有殺傷或抑制作用），使該合劑的大分子蛋白變成小分子片斷，更有利于生物體的吸收。增加原合劑的藥效和生物利用度，同時為了達到藥醫食補的目的，在制藥中，我們可利用大豆、玉米中富含的多種氨基酸維生素和麥芽中豐富的酶類來做為提取中藥媒介劑，這樣既有利于生物菌對中藥的分解代謝，使大分子變成小分子，也在中藥中加入人體所必需的氨基酸、多種維生素和多種微量元素，即提高了藥物的治療效果，也有利于患者的早日康復。為此我們提出了下列實驗構想，來完成一種加工前列腺口服液中藥制劑的新模式、新思路。

用現代生物工程技術與傳統的中藥制劑方法相結合，使生產中藥工藝現代化，彌補傳統制法的不足。將生物菌發酵技術應用到中藥研制中，使藥物可吸收有效大分子變成小分子更易被人體吸收，更易到達靶器官發揮作用。從而提高了藥物的藥效和生物利用度。不僅如此，應用生物菌發酵工藝生產的中藥制劑中，不僅含有中藥中提取有效作用的生理活性成分，而且還富含有菌種和基質在發酵制備過程中產生的多種維生素、豐富的氨基酸及多種有益的微量元素。這些營養成分組分合理，極易被機體吸收和利用。所以采用本工藝生產的中藥制劑，在治療疾病的同時，又給患者補充了營養。更利于患者的早日康復，從而達到中醫藥學提出的“藥食同源”之目的。本工藝生產藥物的優點還在于：乳酸菌在發酵過程中產生一些有效力的有機酸，其酸味柔和，殺菌力強，能抑制霉菌、雜菌生長。因此在成品中不添加任何防腐劑也能長期保存。

3 材料與方法

3.1 材料

①生物菌：用于發酵的生物菌很多。如乳酸菌、酵母菌等。這些菌可從生物制品所購買。有條件的單位也可自己提取。②培養生物力所需的器材：平皿、燒瓶、量筒、酒精燈、培養箱、無菌操作臺等。③培養生物菌所需的培養基：選取適合某生物菌生長的培養基，將生物菌培養和擴大培養，例酵母菌可用麥芽汗培養基進行擴大培養。④發酵用的基質：玉米、大豆、麥芽。⑤前列腺口服液所需的各種中芭成分：黃芪、穿山甲、山芋肉、山藥、澤瀉、上伏苓、去參、丹參、甘草等。⑥發酵中藥所用儀器：發酵灌、恒溫箱、高效液相色譜儀等。

3.2 方法

①生物菌的地培養（乳酸菌為例）：將配制好的適合乳酸菌生長的固體培養基和平皿在電熱蒸汽或消毒器內滅菌，115℃，30min。然后在無菌室內分裝到每個平皿中，一般每平皿15mL左右，待培養基凝固后，用接種針先取一環原菌在平皿上畫少許線，然后酒精燈將環上菌燒死，再取第二環原菌在平皿上畫第一次一倍的線。然后再用酒精燈將環上菌燒死，再取第三環原菌在平皿上畫第二次一倍的線，再用酒精燈將環上菌燒死。最后取第四環原，以同樣的方法在平皿上畫線，這樣將一個平皿畫完。用同樣的方法可多做幾個平板。然后將平板放入電熱恒溫培養箱中培養，在35～37℃，3d左右待乳酸菌長好后挑選優良菌種使用或傳種接代。②生物菌的擴大培養（乳酸菌）：在無菌室內，用接種針取一環乳酸菌菌種，接種于滅菌好的麥芽汁培養基中，麥芽汁培養基一般為2mL或5mL，然后放在電熱恒溫培養箱中培養2～3d后，再在無菌條件下把它轉移到擴大十倍的麥芽汁培養基中，進行第一次擴大培養，待培養2～3d后，再轉移到擴大100倍的麥芽汁培養基中，進行又一次的擴大培養，待菌長到2～3d后即可使用，如果必要時可在顯微鏡下檢查此菌種。③中藥制備及其生物菌發酵：按前列腺口服液處方組份配制中藥，經粉碎、煎煮、醇提、過濾、濃縮待發酵。濃縮后的前列腺口服液中加入用大豆和玉米、麥芽制備的基質和3%的乳酸菌，在38～45℃的電熱恒溫箱中發酵，并不斷的攪拌，使反應進行的徹底，6～8h后街中藥全部發泡，酸度pH為4.0～5.0。這樣就可以灌裝在瓶中，壓蓋，在105℃條件下，用電熱蒸汽消毒鍋滅菌30min，就得到療效好、新型的前列腺口服液。麥芽汁培養基：成分：大麥芽、刺五加、枸杞子、蒸餾水。乳酸菌培養基：成分：牛肉浸液（1∶3）1000mL，蛋白胨10g，氯化鈉5g，瓊脂15～20g。

4 結果與討論

4.1 結果

通過本工藝制備生產出的中藥制劑，應嚴格遵循并達到國家中藥合劑質量標準，該口服液質量標準預期結果：pH值應在4.8～5.0，菌值＜2×104，密度應不低于1.20。合劑中以兩種草藥為例，主藥含量測定應附合標準。如元參以藥典九五年版一部附錄55而1×K灰測定法測定，總灰分不得超過5.0%，丹參以藥典九五年版一部附錄37頁VID高效液相色譜法測定。理論板數按丹參酮ⅡA峰計算應不低于2000，藥劑色顯棕色，味酸甜；藥劑純度每100mL藥液中，生藥材含量計算應不低于30g。以上為藥劑質量結果。通過生物菌發酵中藥，并加大豆、玉米、麥芽成分估秋基質，該事劑藥效應明顯提高，并縮短療程。未發酵前單次口服該藥需100mL，發酵后口服該50～20mL，可獲得同樣療效。說明經過發酵藥效可提高2～5倍，檢測合劑發酵后含有多種人體所必需的氨基酸，維生素和微量元素。這更有助于患者體能的恢復，使之早日康復。

4.2 討論

此構想研制的中藥制劑是在祖國中醫學的食療文化和中醫藥學“藥食同源”的理論指導下，采用與人類生理功能有密切關系的聞名于世界的吉林大豆和玉米為主，結合中草藥以及有益微生物的參入代謝轉化而成的一種新型發酵的中醫藥制劑。此類產品含有人體主命活動所需的天然蛋白質，多種維生素和多種微量元素，現代科學研究證明：大豆蛋白質具有特殊的營養功能，而且大豆含少量膽固醇，還含有豆固醇，能干擾膽所分泌的膽固醇重新吸收。因而豆固醇具有降低人體血清膽固醇的功能，并且有防止動脈硬化、腦溢血、心臟病等發生的作用。大豆還含有18～20種優質脂肪，富含油酸和不飽和脂肪酸，更重要的是它還含有較多的卵磷脂，這些生質不僅可健腦益智增強記憶力，而且可使神經質應更加靈敏。玉米中豐富的蛋氨酸可補充大豆中蛋酸的不足，近期國外刊物報刊導科學有研究證明，大豆發酵過程中能夠產生一種荷爾蒙，具有防止或抑制癌細胞增殖和發生功能作用，所以本工藝生產中培養基質是由大豆粉、玉米粉加酶水解制備的。大豆、玉米二者合用使蛋白質互補。大豆粉經蛋白酶水解。玉米粉經淀粉酶水解，作為生產用培養基質，為產品提供了多種小分子肽或短鏈肽。這方面在國外研究比較深入，認為小分子肽有多種生理活性。此外還為產品提供了比較豐富有的氨基酸及多種有益的微量元素。所選取育的菌種在發酵過程中過產生多種維生素，特別是B族維生素。這樣產品不僅具有藥效作用的種種活性有效成分，而且具有全營養結構，即多種氨基酸、多種維生素及多種微量元素[1-3]。

我認為在治療的同時，要給患者補充營養成才利于盡快恢復健康和清除病灶。制劑中具有豐富營養成分，不是另外添加進去的，而是在制備過程中酶水解產物或所先用菌種的代謝產物，所以這些營養成分組份合理，且極易被人體同化及利用。另外從中藥提取有效用作的生理活性成分，在通過生物技術轉化后，由于它們被小分子蛋折包采用本工藝生產的市劑會在臨床中產生一生系列奇效。

本工藝如采用乳酸菌發酵，在發酵過程中產生一些有益的有機酸添加任何防腐劑也能長期保存。

[1] 李永吉.[京]新登字147號.中藥質量檢驗常規[M].北京:北京醫科大學中國協和醫科大學聯合出版,1993:126.

[2] 伍紹奇.現代中醫內科學[M].北京:中國醫藥科技出版社,1991: 5455.

[3] 熊宗貴.(京)075號發酵要藝原理[M].北京:中國醫藥科技出版社,1995.

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1671-8194（2013）15-0296-02