Ферментированные средства традиционной китайской медицины: от лабораторных инноваций до индустриализации – подробное руководство

Ферментированные традиционные китайские лекарства (ТКМ) представляют собой превосходное сочетание исторических методов обработки (炮制工艺) и передовых технологий. На протяжении тысячелетий ферментация была неотъемлемой частью приготовления традиционных препаратов ТКМ, таких как 六神曲 (люшэньцюй) и 淡豆豉 (даньшичи). Сегодня современные биотехнологии революционизируют этот древний метод, повышая эффективность, стандартизацию и масштабируемость. В этой книге подробно рассматриваются ключевые этапы производства, промышленные функции и будущие разработки, раскрывая «волшебную трансформацию» ферментированных препаратов ТКМ из лабораторного процесса в массовое производство.

Пример 1: Люшэньцюй – стандартизированное применение многопрессовой синергетической ферментации

«Люшэньцюй», традиционная традиционная традиционная медицина, долгое время полагалась на чистую ферментацию, что приводило к нестабильности микробных сообществ и существенным колебаниям качества. Современные разработки решили эти проблемы. целенаправленный микробный скрининг и систематический курс оптимизации.

Основные этапы подготовки

• Оптимизированное соотношение сырых материалов: Метод точно откалиброван следующим образом: миндаль : фасоль адзуки : мука : сок полыни однолетней : сок горца водяного = 1:1:8:0,5:0,5 (соотношение масс), с полным набором источников углерода, контролируемым при 65%, для обеспечения оптимального микробного развития.
• Трехэтапное управление ферментацией:
  • Основная традиция обработки семян: 32°C, 180 об/мин, 48 ч (жидкая ферментация для активации под давлением).
  • Традиция вторичного роста: 28°C, твердофазная ферментация в течение 72 часов (масштабирование для адаптации к стабильной матрице).
  • Третичная промышленная ферментация: влажность окружающей среды 75% с интеллектуальным регулированием pH (гарантируя безопасное производство метаболитов).
• Прогрессивный высококачественный анализ: Создана «трехмерная» система управления высоким качеством, включающая:
  • Индекс ферментативной активности (амилаза ≥ 500 ЕД/г).
  • Атрибутивная хроматограмма (8 частых пиков, обнаруженных с помощью ВЭЖХ).
  • Безопасность (афлатоксин B1 < 2 мкг/кг).

Промышленные достижения

Ведущее фармацевтическое предприятие внедрило эту технологию, снизив коэффициент вариации между партиями с 28% до 4,3% и повысив эффективность лекарственных средств на 19%. На это ноу-хау был получен общенациональный патент на изобретение (ZL202010345678.9), установив новый стандарт стандартизированной ферментации традиционных лекарственных средств традиционной китайской медицины.

Случай 2: Monascus – препарат с высокой эффективностью, созданный с помощью метаболической инженерии

Monascus, ценимый за свои биоактивные соединения, такие как Monacolin Ok (средство, снижающее уровень холестерина), претерпел значительные изменения благодаря генная инженерия и точное управление ферментацией.

Метод модификации давления

Используя систему CRISPR-Cas9, кластер генов синтеза цитринина (ген cts) в Monascus purpureus Ген M-7 был нокаутирован для удаления токсичных побочных продуктов, в то время как ключевые ферменты синтеза ловастатина (lovC, lovD) были сверхэкспрессированы. Эта модификация увеличила выход монаколина OK до более чем 12 г/л, что стало прорывом в промышленном производстве.

Курс оптимизации ферментации

• Прогрессивная традиция: Сельскохозяйственные отходы (порошок рисовой шелухи : пшеничные отруби = 3:1) используются, поскольку матрица с 0,2% полифенолов чая добавляется для стимуляции вторичного метаболизма, что снижает производственные затраты и повышает устойчивость.
• Точное управление параметрами:
  • Методика растворенного кислорода: 40% в течение 0–48 ч; 25% в течение 49–144 ч (индивидуально подбирается под совершенно разные уровни прогресса).
  • Регулирование pH: поддерживать на уровне 5,5 в течение первых 48 часов, затем дать ему снизиться естественным образом.
  • Методика кормления: 0,5% глицерина + 0,1% сульфата магния, добавленного через 48 часов для поддержания синтеза метаболитов.
• Мониторинг в реальном времени: Интеграция технологий ближней инфракрасной спектроскопии (БИК) и цифровой ноздри позволяет осуществлять мониторинг биомассы и изменений метаболитов в режиме реального времени, гарантируя стабильность процесса.

Прорыв в области высококачественного управления

Применяется механизм «двойного стандарта, двойного обнаружения»:

• Материал, содержащий ловастатин (ВЭЖХ, ≥1,5%).
• Ограничить цитринин (ЖХ-МС/МС, <0,2 ppm).
• Скрининг грибковых токсинов (нецелевая оценка методом UPLC-Q-TOF/MS), гарантирующий безопасность и эффективность.

Случай 3: Астрагал – повышение эффективности за счет пробиотически направленной трансформации

Астрагал, основной продукт традиционной китайской медицины для иммунной модуляции, показал повышенную биологическую активность благодаря пробиотическая коферментация, используя микробный метаболизм для раскрытия скрытого терапевтического потенциала.

Система проверки давления

Lactobacillus plantarum LP-3 (толерантный к кислороду и ТКМ) и Сенная палочка B-12 (продуцирующий целлюлазу) был выделен из традиционно ферментированного астрагала. Условия их коферментации были оптимизированы с использованием методологии минимального уровня реакции для достижения максимального синергетического эффекта.

Технологические усовершенствования

• Ноу-хау предварительной обработки: Смешанное средство парового взрыва-энзимолиза (1,5 МПа в течение 5 мин, принятое 0,5% целлюлазой при 50 °C в течение 2 ч) повысило заряд растворения полисахарида астрагала с 18% до 42%, способствуя проникновению микробов к витаминам.
• Управление ферментацией:
  • Время вакцинации: сначала В-12, через 24 часа принимается LP-3.
  • Регулировка температуры: 37°C в течение первых 48 часов, затем снижение до 30°C для проявления вторичных метаболитов.
  • Управление влажностью: Динамическое увлажнение для поддержания влажности материалов 45%-50%.
• Оценка метаболитов: Были обнаружены новые производные астрагалозида IV (молекулярная масса снижена до 789,4 Да), при этом содержание изофлавонового агликона увеличилось в 3,2 раза, что повысило биодоступность.

Проверка эффективности

• Иммуномодуляция: ферментированный астрагал повысил индекс селезенки у мышей на 41%, что значительно больше, чем в неферментированной группе (P < 0,01).
• Антиоксидантная способность: заряд DPPH, поглощающий свободные радикалы, увеличился с 28% до 67%.
• Регуляция микробиоты кишечника: соотношение Firmicutes/Bacteroidetes снизилось с 1,2 до 0,7, что улучшило барьерную функцию кишечника.

Промышленные функции ферментированных продуктов традиционной китайской медицины

Ферментированные препараты традиционной китайской медицины нашли применение не только в качестве рецептурных препаратов, но и в сельском хозяйстве и животноводстве, продемонстрировав свою многогранную ценность:

1. Синергетическая ферментация микроорганизмов и ферментов в животноводстве
   • Система: Astragalus, Codonopsis, Atractylodes macrocephala, смешанная с целлюлазой и протеазой.
   • Технологическое преимущество: молочнокислые бактерии создают кислую среду, идеально подходящую для ферментативных реакций; сложные ферменты воздействуют на перегородки растительных клеток, увеличивая растворение активных ингредиентов в 3-5 раз.
   • Результаты: Коэффициент усвоения ферментированного полисахарида астрагала улучшился в 4-28 раз; коэффициент запора у свиноматок снизился на 60%, коэффициент выживаемости поросят повысился на 15%; потребление корма бройлерами возросло на 12%, коэффициент конверсии корма снизился на 8%.
2. Ферментированная формула для лечения гипертонии
   • Запатентованное ноу-хау использует пробиотическую ферментацию для организации антигипертензивных лекарственных средств традиционной китайской медицины:
     • Элементы: Аталантия буксифолия корень (30 г/л), плоды расторопши пятнистой (30 г/л), Эритропалум сканденс (10 г/л), сухофрукты вампи (10 г/л), Фикус дельтовидный (5 г/л).
     • Процесс: сверхтонкое измельчение для разрушения клеточной стенки; стерилизация при 110°C в течение 30 мин; инокуляция 5% молочнокислым микроорганизмом (3% Лактобацилла рамнозус + 2% Lactobacillus plantarum); анаэробная ферментация при 37°С в течение 48 часов.
     • Тип продукта: ферментированная жидкость (прямая расфасовка) или высушенный распылением порошок.
3. Ферментированная система традиционной китайской медицины для разведения петухов-несушек
   • Запатентованный метод компании Shanxi Dayu Bioengineering Co., Ltd.: смесь Акантопанакс колючий, пустырник, астрагал и Полынь однолетняя.
   • Варианты хода: Bacillus coagulans приготовление ферментационного бульона; ферментация в твердом состоянии; сушка в псевдоожиженном слое.
   • Результаты: расходы на производство яиц для несушек увеличились на 4,5%, соотношение корма и яиц снизилось на 6%.

Будущие черты ферментированной традиционной китайской медицины

Анализ ферментированных продуктов традиционной китайской медицины быстро развивается, при этом основные направления сосредоточены на:

• Давление размножения: Направленное культивирование модифицированных штаммов с особой толерантностью к компонентам ТКМ и улучшенными метаболическими возможностями.
• Инновации в области инструментов для ферментации: Такие устройства, как вращающийся распылительный бродильный чан (разработанный Anhui Tiankang Group), позволяют осуществлять полную очистку и стерилизацию, снижая опасность заражения.
• Синергия многократных давлений: Изучение поэтапной ферментации нескольких штаммов для решения сложной проблемы трансформации элементов ТКМ.
• Мультиомические функции: Метатранскриптомика для исследования динамики экспрессии ферментов в процессе ферментации Люшэньцюй, выявления 12 ключевых генов гликозидгидролаз, прокладывающих путь для точной регуляции метаболизма.

Проблемы остаются, например, определение Q-маркеров (маркеров высокого качества) путем интеграции данных фармакодинамики и метаболомики, а также приведение их в соответствие с рекомендациями ICH Q13 для международной регистрации. Тем не менее, с проведением Пятого учебного съезда Комитета по анализу ферментации Всемирной федерации обществ традиционной китайской медицины (конец 2024 года) отрасль готова к ускоренному прогрессу.

Ферментированная ТКМ, объединяющая исторические знания и современную науку, переосмысливает её потенциал. Благодаря стандартизированным процессам, генной инженерии и инновационным технологиям, она станет краеугольным камнем мировой экотерапии, предлагая более безопасные, простые и масштабируемые решения для здравоохранения и сельского хозяйства.