李胜 中药内的生物制药固体发酵工程系列及其真菌药物

中药内的生物制药固体发酵工程系列及其真菌药物摘要:概述了我国占今中药内的生物制药工程中唯一的固体发酵生产真菌药物的情况，以神曲、猴头菌及槐耳菌质等为代表说明由“制曲工艺”、“固体培养”到固体发酵的理念与工艺的变化与发展，从“普通型固体发酵”发展到“双向型固体发酵”的范例可推断分析占代制曲工艺在基质中应用中药材的作用，说明其貌似粗糙而可能有潜在深刻的内涵履待整理发掘。

现已存在建立固体发酵系列工程的可能性，更显示了中药宝库的丰富内容和菌物药的价值，对指导研发新真菌药物有一定理论与实际意义。

关键词:固体发酵工程;药用真菌;真菌药物;发酵基质;营养基质;药性基质;全性基质;菌质;药用菌质;药性菌质;双向发酵;制曲工艺;固体培养一定水分的“固体发酵基质”上发酵的供药产物。

固体发酵( Solid Substrate Ferment, SSF)，即固体基质发酵是我国传统并特有的一类制药生产工艺，古代称之为“制曲工艺”，始于北魏时期，至今已有1 500余年历史，国外尚未见有这类生产工艺产品的药用报道。

国内现代研究发现这类貌如粗陋的生产工艺属中药内唯一的一类内涵丰富的生物制药工程，其产品“菌质”有着特殊的作用与意义，研发道路宽广、前途远大。

为中药固有和仅有的属于发酵工程的真菌药用的“固体发酵工程，;[3J。

早期曾用以生产药用的曲、酱、酒(酒酿)等，现代又藉以研发出如槐耳菌质(槐耳颗粒)这类抗癌真菌药物等，其总数约20余种，尚未发现国外有“固体发酵”生产药物的报告或资料与产品等，因此它是中药所特有的生物制药工程，属发酵工程的一类。

它在国内的产生与发展大体上分3个时期或阶段。

，.，古代的“制曲工艺”及其代表神曲古代(约从公元5世纪起到20世纪60年代)用“制曲工艺”生产多种药用曲类(含药用的酱与酒酿等)。

以神曲[4]为代表，它始记于北魏时期《齐民要术》(公元630年X40年)，异名六曲、六神曲，其制作常于春夏之问(温度较适宜)，原料(今称发酵基质)用农副产品麦鼓、面粉等和少量赤小豆、杏仁(去皮)等打粉，再混合由中药材鲜辣寥、青篙、苍耳等捣成多汁碎片，使成糊饼状，平铺切块、覆盖、保温(即白然发酵)待其表面长出白色菌丝体后干燥待用，但对此工艺长期不甚明其理。

神曲性温、味辛，归脾胃经。

功能主治:消食化积、健脾和胃，用于饮食停滞、消化不良、肮腹胀满、食欲不振、呕吐泄痢等。

李时珍曰:“昔人用曲都是造酒之曲，后医乃造‘神曲’力更胜之”。

故历史上长期以来认为它有效但又缺理。

神曲沿用至今已有1 500余年历史，其疗效显著是基本原因，现代研究发现神曲中除酵母菌外另有多种真菌，和多种放线菌、细菌等，其白然发酵的菌种复杂，甚至还曾检出黄曲霉，产品成分除大量酵母外，含淀粉酶、维生素B复合体、麦角+<as醇、脂肪、挥发油等，已证实维生素B复合体有一定药效。

其他机理性研究有待广泛深入进行，历史上以制曲工艺生产的曲类产品还有多种(表1)，三七发酵产物是片仔痛(为国家一级中药保护品种)配方组分之中药固有的一类生物制药工程生物技术是现代医药的一个新领域，内容广泛，涉及生物工程、基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等，其研发潜力强，前途广，因所有其理论、工艺方法等多源白西方，其产品当属西药范畴。

实际上我国中药内早已存在生物工程所制的药物，但长期以来未受到充分注意，致使对它的认识与发展均颇不足，现在看来它是一项历史悠久、由神曲和表1可以看出，“制曲工艺”及其产品有以下特点:所有的原料(发酵基质)的配合组成都是用手工操作，以含有一定水分的固态材料(包括农副产品鼓皮、面粉等)与各种有关中草药混合应用，过去常不明其所以，且其生产方式简陋，既没有固定容器与灭菌措施，也不接种特定菌种，仅略加覆盖保温，经一段时问可长出丝状物，即制作成功。

这实际上是由空气中真菌等白然接种而生长菌丝体发酵的过程。

发酵菌种种类多是另一特点(也有个别品种因基质特殊更适应某一要求来看，显然有颇多不合理处，但所有产品与应种菌种生长，如白梗米较适宜红曲霉菌( Monascus用都有中医药理论经验指导，有性味归经、功能主purpureus Went)生长，在适当条件下会形成“红治等，并有一定疗效，而重要的是要研究阐明它们曲”)。

这些情况从现代生物制药发酵工程的原则的作用机理。

表1古代制曲工艺生产的各种曲类产品Table 1 .Products produced by ancient kojHmaking process 序号一、o.品名IV arna收载本草/ 典籍Hook年代Y aar()thar卿}r ui叭i基质降味归经SnhstrataCharackeristics功能主治I' unction建神曲本草纲目拾遗(清)公元1765白草曲自然发酵麦粉、数皮、紫苏、荆芥等数十种药物降温，味苦归脾胃解表健脾消食、理气化湿、祛寒2半夏曲太平惠民和剂局方(宋)公元1151自然发酵半夏、而粉、姜汁胜平.味苦、辛归肺，脾，人肠二经化痰II:咳，消食积，治泄泻采石曲部标十七朋公元1996自然发酵六神曲加枯梗、自术、紫苏等20余种药材4沉香曲饮片新参六神曲、沉香、木香、檀香等20余种药材胜温.味苦归脾胃降温，味苦归脾胃祛风散寒，健胃消食公元1935自然发酵理脾胃气，I I_痛泻，消胀满淡豆豉本l(i})言公元1624豆豉自然发酵人豆、桑叶、青篙性凉.味苦、辛归肺，胃经解表除烦、宣发郁热6白药煎本草蒙签(明)公元1565自然发酵五信子、茶叶胜平.味酸.涩.微甘润肺化痰.I I_血II:泻.解热归心，肺，胃经生津红曲饮膳正要(元)公元1320赤曲红曲霉粳米性温.味甘.无毒归月T.月卑，胃，人肠经活血化癖，健脾消食片仔痛宫廷秘方(明)公元1522- 1566自然发酵二七‘、牛黄、庸香、熊胆降凉，味甘苦辛宁杏执}I I}:}解毒、凉血化癖、消肿1.2近代的“固体培养”及其代表“猴头菇片”至20世纪60年代，生物制药工程的“液体发酵”，尤其如抗生素行业的研发、生产已发展迅速，规模宏大，而此刻真菌药用的制曲工艺刚发展到进入在瓶(袋)内生产的“固体培养”时期。

当时生命科学尚还仅将真菌视为低等植物(抱了植物)，并将中药内的真菌类中药的“药用真菌”l指由树木上摘下的供药用的由菌丝体构成的真菌白身组织如了实体(灵芝)等、菌核(获菩)等1和真菌在基质上的发酵产物，即“真菌药物”混同起来，以为仅二者的菌丝体与其所构成的各种组织才是所需的药用部分} s}，因此，认为在固体培养基(料)上所生长的菌丝体也就是“药用真菌”。

当时用农副产品如甘蔗渣、玉米芯、麦鼓、米糠、玉米粉等粉碎后加适量水，装入专用玻璃瓶(也曾用聚丙烯袋)经高温灭菌处理，冷却后以无菌操作接种经分离、纯化、复栽鉴定后的一种特定菌种，置于白然适温或恒温室内“培养”，其产品称培养物，如用碎甘蔗渣、麦鼓等培养猴头菌[Heracaum eranaceus ( Bull.二Fr.) Pers. }约40 d产生大量菌丝体，故称为“猴头菌丝体培养物”，掏出瓶干燥后作为药材，再经成分提取，将药渣过滤、去除后被称为去渣型应用，清膏制成猴头菇片或胃乐宁等。

当时新药研制也已有初步的药化、药理与临床试验等。

猴头性平、味甘、归脾胃经，健脾养胃用于消化道有关疾病等。

另有如云芝[Polysticus versacolor ( L. ) Fr.]用类似方式生产云芝多糖胶囊，临床用于慢性乙型肝炎等。

此外，亮菌} Armallaraella tabescens ( Scop.二Fr. ) Sing1 ,蜜环菌} Armallaraa mellea ( Vahl 二Fr.Qu" 1.]等有用白色玉米粉等“培养”后产品不经成分提取，可直接压片，制成亮菌片用于胆囊炎、肝炎，而蜜环片用于眩晕头痛、神经衰弱等，称无渣型应用。

“固体培养”较“制曲工艺”已有明显进步，如分离纯化的菌种必经复栽鉴定与合理保存并分别培养各级种了，所用培养基(料)则仅限于用农副产品，以供真菌生长所需的碳、氮维生素等营养，它又必经高温灭菌等，再采用无菌操作接种特定菌种并进行适温培养，但全程仍多为手工操作，虽对产品已有初步的基础研究与临床试验等，但还有待完善。

当时所研发的新真菌药物约5种，归地方药政审批，材料要求也较宽泛。

此后新药即改归由卫生部统一审批，要求明显严格。

但当时最重要的问题是从理论上来看，未能注意正确阐明“培养”与“发酵”的性质及其差别，又缺乏有关真菌药物的各种专业名词术语等也影响其表达的科学性和通俗性，导致因“培养”不能正确体现制作其产品内在的含义与性质，因此在1985年国家新药审批办法颁布前后，就已不再有用“固体培养”的真菌类新药出现，固体培养的存在仅20余年。

1. 3现代的“固体发酵”及其代表“槐耳菌质”从20世纪80年代起真菌药物的研发、生产进入“固体发酵”时期，从生产工艺与方法步骤等来看它与固体培养并无明显差别，但二者的理念、性质等有根本不同，以药用真菌槐耳为例: 槐耳又名槐蛾等，以了实体入药，始于公元3世纪东晋(肘后方)。

唐《新修本草》云:此槐树上菌也，主治五痔脱肛、下血，明《本草纲目》记:味苦、辛、平、无毒、能治风、破血、益力。

槐耳了实体入药至今已逾1 600年，但实际上由清代起新修各本草，都已不收录槐耳，它已被湮没300余年，以致现代《中华本草》等误认它是槐树上的黑木耳} Auracularaa auracula ( Hook) Underw. }，而正品槐耳多在其产地民问才有应用，这悬案在本项研究进行后才被澄清。

20世纪80年代据上海肿瘤医院一位主任医师介绍，在该院住院的一位山东(青岛四方)藉的白发性肝癌晚期患者鞠**，因长期服用其乡亲所赠槐耳的沸水浸液，竞致所有肝癌症状消失而康复出院(带瘤生存)。

经前往该院检阅其病历又赴四方等地访问已恢复工作的鞠**本人，又对其所用槐耳进行调研后，认为其所用槐耳是一种担了菌(Bisidiomycotina) ,属于多孔菌科(Polypc}rac二州、栓菌属( Tramete习的真菌了实体，其混淆品种较多，又被当地医药公司认定为“难收购品种”，究其原因是现今产区中国老槐树已很少，树上长有槐耳的更少，村民如偶有所获也多璧藏以备有癌症患者需要。

槐耳标本经中国科学院微生物研究所赵继鼎先生鉴定定名为Trametesvobanarophala Murr.，即槐栓菌l }l，多分布于山东、河北等地，主要生长在衰老的中国槐的树干上，经多方寻觅才获得1株生长中新鲜的了实体，用此进行组织分离，对所获菌种经充分纯化又复栽鉴定后，长期保存于液氮缸;其木枝菌种则保存于4 0C冰箱内可存5年，以PDA斜面作为生产菌种。

曾试用瓶栽或袋栽法等均无法生长典型槐耳了实体，用段木法可栽培生长了实体，但其生长周期长(3年)，生物效应低，且工艺繁复、成本较高，仅能用于复栽鉴定与菌种复壮等方面，难以满足药用需要。