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历史学科教学app(历史学科教学目标)干货分享

2023-10-19Aix XinLe

发酵是指借助微生物的作用,在一定的环境条件下,改变其原有性能、增强或产生新的功效的过程。发酵最早出现于《神农本草经》。曲类中药是最常见的发酵品,

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发酵是指借助微生物的作用,在一定的环境条件下,改变其原有性能、增强或产生新的功效的过程发酵最早出现于《神农本草经》曲类中药是最常见的发酵品,在临床应用方面具有良好的疗效,沿用至今的曲类中药有神曲、红曲、半夏曲、沉香曲。

随着临床扩大应用品种的需求,更多的中药采用发酵的炮制方法增强药效、改变药性、降低毒性。

中药多以汤剂口服为主,一些生物大分子很难被利用,发酵可以降解生物大分子,提高生物利用度中药中的多糖、苷类、黄酮类为微生物生长提供营养,微生物代谢产生的酶可以破坏植物细胞壁,增大细胞间隙,使有效成分溶出率提高,药理作用增强。

传统的发酵主要是自然发酵,根据经验判断发酵终点,发酵设备落后,稳定性很难保证。

随着炮制化学、现代药理学、微生物基因组学等多学科的应用,中药的发酵工艺、发酵机制和质量控制方法取得了一定成就,在自然发酵的基础上,渐渐形成了现代发酵新技术,不仅提高了生物利用度和转化率,而且可以追踪发酵过程中活性成分的变化,发酵菌种的质量也得到了保证,发酵产物更稳定,更有利于质量控制。

本文从发酵菌种、发酵技术、发酵工艺、发酵产品、发酵对补益类中药药理作用的影响以及应用研究进行综述,以期为后续补益类中药开发利用提供参考。

中药发酵技术的关键环节是优良菌种的选育传统发酵技术选用自然菌,而现代发酵技术多采用人工选育优良菌种,从而产生具有更强生物活性的发酵产物目前,补益类中药的发酵以单菌种为主,主要有细菌、真菌和药食两用菌三大类。

补益类中药经发酵后,主要化学成分含量的变化与发酵菌种有关。甘草经植物乳杆菌NBL-B3003发酵后,甘草酸含量降低,枯草芽孢杆菌NBL-B11027和混合益生菌发酵甘草,甘草酸含量增加。

补益类中药发酵后,大多数有效成分含量增加,补益类中药发酵后不仅主要化学成分含量变化,还可能会产生新的化学成分人参经乳酸菌发酵后,产生了稀有人参皂苷Rg3,多糖、总皂苷含量减少,总酚、总黄酮含量增加,并且新生成了稀有人参皂苷Ck、Rk1、Rh4、Rg5,使得人参具有更强的抗氧化能力。

补益类中药常见发酵菌种及主要化学成分的含量变化名称菌株化合物含量变化人参副干酪乳杆菌、红曲霉人参皂苷Rg3含量增加植物乳杆菌人参皂苷Rb1、Rb2、Rc、Rd、Re、Rg1含量减少,人参皂苷Rg3、Rk3、F2、C-K、Rg6含量增加。

冬虫夏草菌株CICC14017人参皂苷Rg1、Re、Rb1含量减少,人参皂苷Rh1、Rg2、Rd、Rg3、F2含量增加黄芪沼泽红假单胞菌黄芪甲苷含量增加冠突散囊菌总黄酮、黄芪甲苷含量增加九州虫草菌毛蕊异黄酮苷、芒柄花苷、毛蕊异黄酮、芒柄花素、环黄芪醇含量减少,黄芪皂苷Ⅳ异黄芪皂苷Ⅱ、异黄芪皂苷Ⅰ含量增加

党参酵母菌总糖、低聚糖含量减少,黄酮、多糖、三萜、党参炔苷、总氨基酸含量增加,药用氨基酸(Glu、Asp、Arg、Gly、PHe、Tyr、Met、Leu、Lys)含量增加,人体必需氨基酸(Thr、Val、Met、PHe、Lys、Ile、Leu)总含量含量增加

乳酸菌党参炔苷含量增加山药蛹虫草总酚、总黄酮、总皂苷含量增加,总多糖含量减少布拉氏酵母多糖含量增加酵母菌、双歧杆菌、乳酸菌总黄酮含量增加甘草植物乳杆菌NBL-B3003甘草酸含量减少枯草芽孢杆菌NBL-B11027

甘草酸含量增加黑曲霉甘草次酸含量增加

传统的发酵技术主要是固体发酵技术,是借助自然环境的野生菌进行发酵,发酵时间较长,发酵工艺不稳定,易受环境因素影响,发酵终点以人为经验判断为准,发酵产物的安全性、有效性、稳定性难以保证而现代发酵精准,时间短,发酵效果稳定,生产效率和安全性较高。

现代发酵技术根据发酵方式不同分为固体发酵技术、液体发酵技术、双向发酵技术。

固体发酵源于古代曲类中药发酵,发酵体系开放自然,固体培养基基质无需灭菌大量研究表明,补益类中药经固体发酵后,药理作用的增强与有效成分的变化有关人参经乳杆菌发酵后,人参皂苷的含量增加,且抗氧化能力提高王燕萍等优化新鲜党参酵母菌固体发酵工艺,发现酵母菌固体发酵新鲜党参可提高有效成分含量和抗氧化活性。

随着科学技术的发展和多学科交叉融合,补益类中药固体发酵从单一菌种发展到多菌种协同发酵,以益生菌和真菌组合的复合菌种发酵已经成为固体发酵的主要趋势随着研究的深入,发酵部位从药用部位延伸到非药用部位,甚至中药废弃物等,对于中药资源的合理利用和开发保护起到积极作用。

液体发酵(又称深层培养)是一种将菌丝体生长所需营养物质配制成液体培养基,再接入菌种进行培养的技术美国Humfeld等人在1948年首次采用液体发酵技术对双孢蘑菇进行菌丝体培养,随后我国也开始研究蘑菇、侧耳等的液体发酵。

严建刚等研究乳酸菌发酵转化人参皂苷Rg3工艺,结果发现了人参皂苷转化的5个可能途径,证明乳酸菌发酵人参能够有效转化为稀有人参皂苷Rg3,为人参发酵产品的开发和利用提供可用参考。

李保珍等应用沼泽红假单胞菌发酵黄芪,发酵后黄芪甲苷的含量达到22.88μg/mL,比未发酵黄芪中黄芪甲苷含量增加了63.9%,表明沼泽红假单胞菌在一定条件下可以促进黄芪甲苷的释放,为黄芪资源的综合利用具有重要意义。

液体发酵具有精准可控、生产效率和产量高、自动化高等优势,可实现工业化,但仍存在技术能耗大、设备成本高、后期污染较多等缺点。

双向发酵是以具有一定生物活性的中药和药用真菌形成发酵组合,中药基质为药用真菌提供必须的营养物质,药用真菌促进中药活性成分的转化,两者共生共长,形成双向型发酵工程双向发酵技术具有生产效率高、成本低、受环境影响小等优点,但药用基质和真菌是如何双向作用的机制还需要深入研究。

我国药用真菌资源丰富,补益类中药和真菌可以形成多种组合,两者的结合为中药新药的开发提供研究方向。补益类中药双向发酵的中药基质、药用真菌种类以及化合物含量变化。

药性基质药用真菌化合物含量变化人参猴头菌总糖、蛋白质含量增加,还原糖含量减少冬虫夏草人参皂苷(Rg1、Re、Rb1)含量减少,人参皂苷(Rh1、Rg2、Rd、Rg3、F2)含量增加黄芪灵芝粗多糖含量增加

九州虫草黄芪皂苷Ⅳ、异黄芪皂苷Ⅰ、异黄芪皂苷Ⅱ含量增加山药蛹虫草多酚类、皂苷类含量增加

微生物发酵中药是一系列酶促反应,发酵产物受到发酵菌种、发酵成分及发酵条件等因素的影响,稳定的发酵工艺是发酵产物发挥作用的前提菌种选择是中药发酵的核心,微生物不同,产生的酶不同,代谢产物也不同,并非所有微生物都适合中药发酵,因此根据中药种类的不同,选择合适的菌种,才能达到发酵减毒增效、改变药性的目的。

影响发酵过程的因素很多,包括菌种、底物、温度、pH值、发酵时间、基质含水量等,探讨发酵过程中科学的观测指标,优化发酵工艺,提高发酵菌质中目标产物的收率,充分发挥发酵菌种的生物转化能力。

目前,响应面法、正交设计、人工神经网络、均匀设计等实验优化方法已被应用于补益类中药发酵工艺,HPLC、LC-MS、GC-MS等分析手段应用于发酵工艺优化,分析发酵前后化学成分的变化情况以及鉴定新化学成分,为补益类中药发酵的进一步研究提供参考和依据。

Zhao等用红曲发酵人参,用响应面法优化人参发酵工艺,并进一步探索红参发酵产物的降脂活性王燕萍等采用正交试验优化酵母菌固体发酵党参的最佳工艺王先桂等用GC-MS法鉴定得到洛党参萃取物-葡萄复合发酵酒中16种挥发性成分,按种类多少顺序依次是醇类、酯类、醛类、酸类、酮类。

补益类中药以药食两用为主,随着生活水平的提高,与补益类中药相关的新功能食品出现在人们的生活中,补益类中药发酵产品主要是酒、醋、酸奶,其产品风味独特,具有良好的药食价值,开发前景广阔酒的发酵以酵母菌为主,发酵温度25~35℃,发酵时间3~15d;酸奶的发酵菌种是乳酸菌,发酵温度42℃左右,发酵时间4~5h;醋发酵经历酵母菌发酵、醋酸发酵这2个阶段,发酵时间较长。

目前,补益类中药发酵产品研发取得一定的效果,但多数产品还处在实验阶段,产品形式单一,产品创新和投入生产是未来的研究方向。

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