Medicina tradicional china fermentada: De las innovaciones de laboratorio a la industrialización: una guía completa

La medicina tradicional china (MTC) fermentada representa una excelente fusión de las técnicas de procesamiento históricas 炮制工艺 y la tecnología más avanzada. Durante milenios, la fermentación ha sido fundamental en la preparación de medicinas tradicionales chinas como 六神曲 (Liushenqu) y 淡豆豉 (Danshichi). Actualmente, las biotecnologías modernas están revolucionando esta práctica ancestral, mejorando la eficacia, la estandarización y la escalabilidad. Este artículo profundiza en las condiciones clave de preparación, las aplicaciones industriales y los desarrollos futuros, revelando la "transformación mágica" de la MTC fermentada, del laboratorio a la producción en masa.

Caso 1: Liushenqu – Aplicación estandarizada de la fermentación sinérgica multipresión

El Liushenqu, una medicina tradicional china fermentada, se ha basado durante mucho tiempo en la fermentación natural, lo que ha provocado comunidades microbianas inestables y fluctuaciones significativas en la calidad. Los avances modernos han abordado estos problemas mediante... cribado microbiano enfocado y curso sistemático de optimización.

Pasos clave de preparación

• Relación optimizada de materias primas:El método está calibrado exactamente como almendra: frijol adzuki: harina: jugo de Artemisia annua: jugo de Polygonum hydropiper = 1:1:8:0.5:0.5 (relación de masa), con fuentes de carbono completas manejadas a 65% para garantizar un progreso microbiano óptimo.
• Gestión de la fermentación en tres etapas:
  • Tradición mayoritaria de semillas: 32°C, 180rpm, 48h (fermentación líquida para activación por presión).
  • Tradición de crecimiento secundario: 28°C, fermentación en estado sólido durante 72 h (aumento de escala para adaptar a una matriz estable).
  • Fermentación industrial terciaria: humedad ambiental 75% con regulación inteligente del pH (garantizando una fabricación segura de metabolitos).
• Análisis progresivo de alta calidad:Se establece un sistema de gestión de alta calidad “tridimensional”, junto con:
  • Índice de ejercicio enzimático (amilasa ≥ 500U/g).
  • Cromatograma de atributos (8 picos frecuentes detectados por HPLC).
  • Seguridad (aflatoxina B1 < 2μg/kg).

Logros industriales

Una importante empresa farmacéutica adoptó esta tecnología, reduciendo el coeficiente de variación entre lotes de 28% a 4,3% y aumentando su eficacia en 19%. Esta tecnología ha obtenido una patente de invención nacional (ZL202010345678.9), estableciendo un referente para la fermentación estandarizada de medicamentos tradicionales de la medicina tradicional china.

Caso 2: Monascus: Preparación de alta eficacia impulsada por ingeniería metabólica

Monascus, valorado por sus compuestos bioactivos como la Monacolina Ok (un agente reductor del colesterol), ha experimentado mejoras transformadoras en términos de ingeniería genética y gestión precisa de la fermentación.

Técnica de modificación de la presión

Utilizando el sistema CRISPR-Cas9, el grupo de genes de síntesis de citrinina (gen cts) en Monascus purpureus Se eliminó la M-7 para eliminar subproductos tóxicos, mientras que las enzimas clave para la síntesis de lovastatina (lovC, lovD) se sobreexpresaron. Esta modificación aumentó la producción de Monacolina Ok a más de 12 g/L, un avance en la producción industrial.

Curso de Optimización de la Fermentación

• Medio de tradición progresiva:Los residuos agrícolas (polvo de cáscara de arroz: salvado de trigo = 3:1) se utilizan como matriz, con 0,21 TP3T de polifenoles de té añadidos para inducir el metabolismo secundario, disminuyendo los costos de fabricación y mejorando la sostenibilidad.
• Gestión exacta de parámetros:
  • Técnica de oxígeno disuelto: 40% en 0-48h; 25% en 49-144h (adaptada a diferentes niveles de progreso).
  • Regulación del pH: se mantiene a 5,5 durante las primeras 48 h, para luego dejarlo bajar de forma natural.
  • Técnica de alimentación: 0,5% glicerol + 0,1% sulfato de magnesio añadido a las 48h para mantener la síntesis de metabolitos.
• Monitoreo en tiempo real:La integración de la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) y la tecnología de fosa nasal digital permite el seguimiento en tiempo real de los cambios en la biomasa y los metabolitos, garantizando la estabilidad del proceso.

Avance en la gestión de alta calidad

Se aplica un mecanismo de “doble estándar, doble detección”:

• Contenido de lovastatina (HPLC, ≥1,5%).
• Restricción de citrinina (LC-MS/MS, <0,2 ppm).
• Detección de toxinas fúngicas (evaluación no dirigida mediante UPLC-Q-TOF/MS), garantizando seguridad y eficacia.

Caso 3: Astrágalo: mejora de la eficacia mediante la transformación dirigida por probióticos

El astrágalo, un alimento básico en la medicina tradicional china para la modulación inmunitaria, ha experimentado una bioactividad mejorada a través de cofermentación probiótica, aprovechando el metabolismo microbiano para desbloquear un potencial terapéutico oculto.

Sistema de detección de presión

Lactobacillus plantarum LP-3 (tolerante al oxígeno y a la medicina tradicional china) y Bacillus subtilis La vitamina B-12 (productora de celulasa) se obtuvo del astrágalo fermentado históricamente. Sus condiciones de cofermentación se optimizaron mediante la metodología de suelo de reacción para maximizar los efectos sinérgicos.

Mejoras tecnológicas

• Conocimientos sobre pretratamiento:La solución mixta de enzimólisis-explosión de vapor (1,5 MPa durante 5 min, seguida de celulasa 0,5% a 50 °C durante 2 h) aumentó la tasa de disolución del polisacárido de astrágalo de 18% a 42%, lo que facilitó la entrada microbiana a las vitaminas.
• Gestión de la fermentación:
  • Momento de inoculación: B-12 primero, adoptado por LP-3 después de 24 h.
  • Regulación de la temperatura: 37°C durante las primeras 48 h, luego disminuida a 30°C para promover los metabolitos secundarios.
  • Administración de humedad: humidificación dinámica para cuidar el contenido de humedad 45%-50%.
• Evaluación de metabolitosSe reconocieron derivados de astragalósido IV de nueva forma (peso molecular disminuido a 789,4 Da), con un contenido de aglicona de isoflavona que aumentó 3,2 veces, mejorando la biodisponibilidad.

Validación de la eficacia

• Inmunomodulación: El astrágalo fermentado elevó el índice de bazo del ratón en 41%, considerablemente mayor que el grupo no fermentado (P < 0,01).
• Capacidad antioxidante: la carga de eliminación de radicales libres DPPH aumentó de 28% a 67%.
• Regulación de la microbiota intestinal: la relación Firmicutes/Bacteroidetes disminuyó de 1,2 a 0,7, mejorando el funcionamiento de la barrera intestinal.

Funciones industriales de la medicina tradicional china fermentada

La medicina tradicional china fermentada se ha expandido más allá de los medicamentos recetados a la agricultura y la ganadería, demostrando un valor versátil:

1. Fermentación sinérgica enzima-microbio en la cría de ganado
   • Sistema: Astragalus, Codonopsis, Atractylodes macrocephala mezclado con celulasa y proteasa.
   • Ventaja tecnológica: Los microorganismos del ácido láctico crean un entorno ácido ideal para las reacciones enzimáticas; las enzimas compuestas actúan sobre las paredes de las células vegetales, aumentando la disolución activa de los ingredientes de 3 a 5 veces.
   • Resultados: La tasa de absorción del polisacárido de astrágalo fermentado mejoró de 4 a 28 veces; la tasa de estreñimiento de las cerdas disminuyó en 60%, la tasa de supervivencia de los lechones aumentó en 15%; el consumo de alimento de los pollos de engorde aumentó en 12%, la tasa de conversión alimenticia disminuyó en 8%.
2. Formulación fermentada para el tratamiento de la hipertensión
   • La tecnología patentada utiliza la fermentación probiótica para organizar la medicina tradicional china antihipertensiva:
     • Elementos: Atalantia buxifolia raíz (30 g/L), fruto del cardo mariano (30 g/L), Erythropalum scandens (10 g/L), fruto seco de wampee (10 g/L), Ficus deltoidea (5g/L).
     • Proceso de: Molienda extremadamente fina para la ruptura de la pared celular; esterilización a 110 °C durante 30 min; inoculación con el microorganismo de ácido láctico 5% (3% Lactobacillus rhamnosus + 2% Lactobacillus plantarum); fermentación anaeróbica a 37°C durante 48h.
     • Tipo de producto: Líquido fermentado (llenado directo) o polvo secado por atomización.
3. Sistema TCM fermentado para la cría de gallos ponedores
   • Método patentado por Shanxi Dayu Bioengineering Co., Ltd.: una mezcla de Acanthopanax senticosus, agripalma, astrágalo y Artemisia annua.
   • Curso de opciones: Bacillus coagulans preparación de caldo de fermentación; fermentación en estado sólido; secado en colchón fluidizado.
   • Resultados: La carga de producción de huevos de ponedoras aumentó en 4,51 TP3T, la relación alimento-huevo disminuyó en 61 TP3T.

Rasgos futuros de la medicina tradicional china fermentada

El análisis de la medicina tradicional china fermentada está avanzando rápidamente, con enfoques clave en:

• Cría a presión:Cultivo direccional de cepas diseñadas con tolerancia especializada a partes de la medicina tradicional china y capacidades metabólicas mejoradas.
• Innovación en herramientas de fermentación:Los dispositivos como el tanque de fermentación con pulverizador rotatorio (desarrollado por Anhui Tiankang Group) permiten una limpieza y esterilización completas, lo que reduce los riesgos de contaminación.
• Sinergia de múltiples presiones:Exploración de la fermentación multicepa en etapas para abordar la complicada transformación de elementos de la medicina tradicional china.
• Funciones multiómicas:Metatranscriptómica para investigar la dinámica de la expresión enzimática durante la fermentación de Liushenqu, identificando 12 genes clave de la glucósido hidrolasa y allanando el camino para una regulación metabólica precisa.

Persisten los desafíos, como la definición de marcadores Q (marcadores de alta calidad) mediante la integración de información farmacodinámica y metabolómica, y la alineación con las directrices ICH Q13 para el registro internacional. Sin embargo, con la quinta Conferencia Tutorial del Comité de Investigación de la Fermentación de la MTC de la Federación Mundial de Sociedades de Medicina Tradicional China (finales de 2024), el sector está preparado para un crecimiento acelerado.

La MTC fermentada, que combina el conocimiento histórico con la ciencia moderna, está redefiniendo su potencial. Mediante procesos estandarizados, ingeniería genética y aplicaciones innovadoras, se convertirá en una piedra angular de la medicina natural mundial, ofreciendo soluciones más seguras, sencillas y escalables para la salud y la agricultura.