中药发酵工艺课件.ppt

中药发酵工艺,主讲人：,前言,?,我国远在四千多年以前就懂得利用微生物发,酵来酿酒，其后又相继用微生物发酵来生产酱、,醋、豆豉和臭豆腐等食品。早在千余年前，我国,已开始将微生物发酵应用于中药炮制，成为世界,上最早利用微生物对天然药物进行生物转化的国,家之一。,?,如半夏曲的制造，本草纲目记载：“半,夏研末，以姜汁、白矾汤和作饼，楮叶包置篮中，,待生黄衣，晒干用。”其性味苦辛、平，能化痰,止咳、消食积、治泄泻。,发酵中药比传统中药具有五大革命,性改变,?,1,、中药成分经过益生菌转化，由大分子变,成小分子，,100%,被人体吸收。,?,2,、真正的疗效提速，,30,分钟吸收到达血液。,?,3,、真正的药效提高，发酵中药比传统中药,提高,4-28,倍。,?,4,、发酵过程分解毒性，真正无毒副作用。,“是药三分毒”成为历史。,?,5,、改善中药口味，使“良药不再苦口”,。,一、传统中药的发酵炮制概述,?,古代医药典籍将中药炮制又称为“炮,炙”、“修治”、“修制”、“修事”。,经净制或处理后的药物，在一定的温度和,湿度条件下，由于霉菌和酶的催化分解作,用，使药物发泡、生衣的方法称为发酵法。,中药通过微生物的发酵达到增强中药药效、,改变药性、降低毒副作用等目的。,1.1,传统中药发酵炮制的作用机理,?,传统中药发酵炮制的作用机理较为复杂，主要是依靠,微生物的生物转化,来实现。,?,酶是一类具有高度催化效率的生物催化剂，它可以使,复杂的生物化学反应在常温常压下迅速完成。微生物在生,长代谢过程中产生纤维素酶、木质素酶、淀粉酶、蛋白酶、,脂酶等多种胞内和胞外酶类。微生物有着非常强大的分解,转化物质的能力，并能产生丰富的次生代谢产物。不同种,类的微生物具有不同的代谢方式，能分解各式各样的有机,物质。通过微生物的新陈代谢和生长繁殖来炮制中药，可,以比一般的物理或化学的炮制手段更大幅度地增强和调整,药性，提高疗效，降低毒副作用，扩大适应症。,1.2,传统中药发酵炮制工艺,传统中药经发酵炮制后其质量的高低与,许多因素都密切相关，如发酵菌种，培养,基成分，培养条件（温度、湿度、氧气、,pH,值等）等因素。,?,1.2.1,在长期传统中药发酵炮制的生产实践活动中，中药炮制人员,对影响中药发酵炮制的质量因素积累了较为丰富的实践经验。一般而,言，发酵最佳温度以,30,37,为宜，相对湿度控制在,70%,80%,为,宜。在此培养条件下，,适合大多数霉菌、酵母菌和细菌等的生长繁殖,。,但限于当时的科学技术发展水平，温度和湿度的控制只能凭经验，例,如，混和发酵时以“握之成团，指间可见水迹，放下轻击则碎”为宜。,因此，,在传统中药的发酵炮制过程存在较大的主观性，影响了其质量,的稳定性。,?,1.2.2,培养基成分对传统中药发酵炮制后其质量的高低也有较大的,影响,，因此对组成培养基的药材质量和相互间的比例都有较严格的要,求。不同的培养基经同样的微生物处理后会产生药性的差异，可利用,此来生产不同适应证的中药。例如，发酵淡豆豉时，以桑叶、青蒿发,酵者，药性偏于寒凉，多用于风热感冒或热病胸中烦闷之证；以麻黄、,紫苏发酵者，药性偏于辛温，多用于风寒感冒头痛之证。,二、现代中药发酵工艺,2.1,现代中药发酵工艺是在继承中药炮制学发酵,法的基础上，吸取了微生态学研究成果，结合现,代生物工程的发酵技术而形成的高科技中药制药,新技术是从中药,(,天然药物,),制药方面寻找药物,的新疗效。,2.2,特点：以优选的有益菌群中的一种或几种、,一株或几株益生菌作为菌种，加入中药提取液中，,再按照现代发酵工艺制成产品，它是一种含有中,药活性成分、菌体及其代谢产物的全组分发酵液,的新型中药发酵加工制剂。,2.3,传统中药发酵炮制工艺和现代中,药发酵炮制工艺的比较,（,1,）,传统中药的发酵炮制,多菌种混合自然发酵，参加发酵的菌种,种类和数量都存在一定的波动；同时传统,中药的发酵炮制采用的是传统的固体发酵，,整个发酵炮制的过程都是凭主观经验来控,制。因此，传统中药发酵炮制后其质量的,稳定性难于保证。,（,2,）,现代中药的发酵炮制,根据微生物生长所用培养基状态的不同可分为,固体发,酵炮制,和,液体发酵炮制,。,现代中药的固体发酵炮制采用了现代生物技术，在整,个发酵炮制过程中可以较好地控制参与发酵的菌种的种类,和数量，同时对温度、湿度、酸碱度、通气等也能较好地,实现动态控制，因而通过现代固体发酵炮制的中药其质量,的稳定性得以较大的提高。,在抗生素工业发展起来后，逐渐将液体发酵应用到中,药的发酵炮制中，开启了对液体发酵炮制中药的研究。由,于液体发酵较固体发酵具有更高的物质传递效率，也易于,实现发酵炮制工艺的自动化控制，从而保证发酵炮制后中,药质量的稳定性，所以此项工艺未来发展空间巨大。,三、发酵型虫草,-,枸杞酒发酵工艺,?,3.1,发酵原理,?,从虫草深层发酵产物中可提取许多有效成分如多糖、多肽、生物碱、萜,类化合物、甾醇、苷类、酚类、酶、核酸、氨基酸、维生素、,M n-,S O D,、,具抗生素作用的化合物等。它们的生理活性极其丰富多彩，可抗菌、抗癌、,抗血小板凝结、抗辐射、改善和提高记忆力、调节机体免疫能力、钙离子拮,抗、对脑和心脏在常压缺氧下有保护作用、镇静和镇痛等。,有关发酵液成分的分析研究报告显示，发酵液中含有丰富的蛋白类物质。,虫草菌发酵液中除含有少量残余的培养源物质外，更多的是含有菌丝的代谢,产物，因此，虫草发酵醪可以作为功能性饮品开发的优良原料。,目前，虫草液体发酵产物的主要用途是利用发酵产物制成药品、保健品或,食品。虫草菌深层发酵的产物直接作为食品虽然还未能为人们接受，但被加,工成口服液、营养液、食品添加剂、软饮料、含酒精饮料等，已逐渐被人们,所接受。,?,?,3.2,虫草酒发酵工艺流程,3.2.1,虫草发酵醪浆的制备,将发酵基础培养基加入枸杞,:,党参,=2:1,提取液的,250ml,三角瓶中，装液量,80ml,，,接种虫草菌种子液,5%,，,24,静置,1d,后振荡,培养,5d,，摇床转速,150r/min,，将所收获的,菌丝体与发酵液打浆成发酵醪浆，作为虫,草酒发酵基料。,3.2.2,酸化麦芽汁的制备,按试验设计的要求将柠檬酸与麦芽汁以,一定比例混合后,98,100,、,8,10min,的,条件下进行杀菌处理，并迅速冷却到,2 0,3,5,备用。,3.2.3,调配、发酵,?,将发酵后的发酵醪转入消毒后的打浆机中打,浆后与杀菌处理的酸化麦芽汁在无菌条件下充分,混合，加入已经活化和驯化的酵母液恒温发酵。,发酵温度及时间的确定见表,1,。经过前发酵阶段,后即可进入缓慢的后发酵成熟阶段。,3.2.4,成熟、分离、沉降与澄清,当发酵液还原糖浓度降至,5.33mg/ml,以下，酒精度达,7%,9%(V/V),、酸度为,pH4.0,4.5,时表明已酿制成冬虫夏草原酒,并可进入成熟阶段。成熟阶段冬虫夏草原,酒温度应控制在,18,以下，成熟时间,13,15d,，当酒醅完全下沉、酒体清亮有光泽、,酒香浓郁并具有冬虫夏草独特风味时即可,进行分离去渣。,3.2.5,发酵液性质的确定,发酵培养后观察发酵液特性，综合感官,评价,(,分,),=2 0%,色泽评分,+2 0%,风,味评分,+4 0%,口感评分,+2 0%,多糖,含量。,四、中药发酵工艺的展望,4.1,微生物发酵中药的机理还需更深入研究,目前微生物发酵中药的机理主要存在于以下几点基础和推断,:,(1),微生物以中药中的有效物质或一些非有效物质为前体，经微生物的,代谢形成新的化合物；,(2),微生物在生长过程中还能产生丰富的初生或次生代谢产物，有些代,谢产物自身就是功能良好的药物；,(3),微生物的初生、次生代谢产物和中药中的有些物质发生反应形成新,的化合物,;,(4),由于中药的某些物质可能对微生物的生长代谢及活性成分的产生有,促进或抑制作用，微生物在中药的特殊环境中也有可能改变自身的代,谢途径，从而形成新的活性成分或改变各活性成分的相互关系；,(5),因为微生物的分解转化作用，故其有可能多中药中的有毒物质进行,分解，降低毒副作用。,4.2,选育优良发酵菌种，使微生物能,够最大限度于作用于中药。,本实验室主要研究白腐菌，在应用白腐,菌发酵降解一些药用植物的木质素变化过,程中，发现不同的菌种具有非常明显的降,解差异性，这就表明菌种的影响很大。因,此应该加大发酵菌种的筛选和评价工作，,从而为微生物发酵中药研究找到比较便于,深入研究的菌种。,4.3,加大中药废弃物的二次开发利用。,目前随着中医药现代化的发展，中药材需求,量也越来越大，因此有些中药资源显得尤为紧缺。,一方面应该加强道地药材的,GAP,种植、药材,基因以及细胞培养等研究；,另一方面还需要强化药材的合理利用,合,理使用药材，组方更科学实用，同时药材首次利,用后药渣的二次开发，微生物在这方面具有很好,优势。,4.4,培养基对发酵中药影响的研究，,中药的植物学基础研究也必须跟上,由于不同中药材的物理结构以及化学结构均,不同，结果导致微生物发酵行为以及结果差异很,大，主要表现在不同中药含有不同量的木质素、,纤维素、半纤维素，这些不同的含量导致降解情,况不一样，引起这些变化不同的原因在哪里，不,同结构和含量与降解以及成分变化的相关性有哪,些，从而让菌种最大限度的利用以中药材为主要,组成部分的培养基获取目标物，也是以后值得研,究的一个方向。,4.5,菌种混合发酵研究,自然界微生物的多样性决定了微生物的,群居性，如何借鉴微生物的自然生长环境，,获取我们需要的材料，更好的将微生物与,中药结合，也是值得研究的一个问题。纵,观历代微生物发酵中药的研究，其中很多,时候是好几种菌种混合产生的作用效果，,因此也值得借鉴。,4.6,发酵产物综合研究,分离、纯化,等条件的优化,首先，应该对微生物的发酵和培养等进,行系统的研究，并进行成分的分离、鉴定,和相关药理实验的证明，更加明确微生物,的性质以及变化过程。,其次，对中药也应该进行成分与药理作,用的全面研究，深入研究中药多靶点作用,的机理，并用相应模型进行科学的阐述，,进而建立中药多靶点作用的模式。,4.7,设计新型发酵罐。,对于微生物发酵中药的研究而言，自古,至今，应用较多的还是固体发酵。对于固,体发酵来说，其中生物量的测定、发酵过,程中湿度、通气、营养、均匀性以及发酵,的工业化都值得深入探讨。新型发酵罐，,需要综合考虑众多因素，从而方便发酵控,制、量化指标。,4.8,发酵产物与天然产物的对比研究。,通过对发酵产物与天然产物的成分、药,理药效及毒理对比，寻找目前比较紧缺天,然产物的替代品。,4.9,相关测试设备的研究,?,中药由于自身成份的复杂性，需要分析,能力更加强大的测试设备，只有这样，才,能更好去阐述微生物发酵中药体系的作用,特点与机理。,谢谢,