医疗用微生物发酵产品之ppt课件

1、醫療用微生物發酵產品之開發與市場潛力台北醫學大學醫學系暨研讨所台北醫學大學微生物及免疫學科 許元勳 博士人類未來所將面臨的全球性危機 人口過剩 資源匱乏 環境惡化現代生物技術對人類未來所將面臨全球性危機能够的因應之道單細胞蛋白Single cell protein, SCP益生菌劑Probiotics 免疫調節功能之菌種胞壁多糖體酵素抑制劑新型中草藥及其衍生性製劑基因工程疫苗基因轉殖動植物特定保健用食品的慣用名詞與分類安康食品Health Foods機能性食品Functional Foods有機食品Organic Foods特殊營養品Nutritional Supplements計畫性食品De

2、signer Foods類藥劑營養品或營養醫療品Pharmafoods or Nutraceuticals類藥劑營養品或營養醫療品Pharmafoods or Nutraceuticals的緣起和定義定義：類藥劑營養品其效果相當於藥品，但卻是 以食品的型態供應給普通大眾运用。緣起：美國的Dr. Stephen L. DeFelic於1989年提出了 類藥劑營養品這個名詞， Neutraceutical=Nutrition營養品 +Pharmaceuticals藥品，並且認為是具有醫學、 生理學等療效成分可預防疾病及維持安康的食品。國內企業在營養醫療用微生物發酵產品的研發動向微生物發酵及中草藥有

3、效成分之分離純化靈芝、牛樟芝、紅麴、冬蟲夏草、姬松茸等菌絲 體發酵培育特定抗生素、酵素、氨基酸等特化品之發酵生產有用微生物之培育及複合型益生製劑之開發食物纖維、寡糖、糖醇、多元不飽和脂肪酸、 peptide類與蛋白等機能性成分之微生物生產國外公司從事營養醫療品研發的企業分類原為在市場上已建立既有受人信賴的產品品牌，且 具有從事大規模產品開發或行銷實力的公司，如 Kellogg、Unilever、Nestle 和 Danone 等。原為經營醫療與營養用品公司，如 Novartis International、Abbott Laboratories、SmithKline、 Beecham、Otsu

4、ka Pharmaceutical 及 Johnson & Johnson等原為專精在某一單項產品，如養樂多、可爾必思等。部分取材自食品工業發展研讨所2000年7月1日 IT IS報告全球機能性食品市場概況 Discovery and Production of Lead Compoundsfor Medicines from Microorganisms微生物來源新醫藥品素材之開發研讨者：大村 智日本北里大學藥學研讨所、早川洋一 東京大學分子細胞生物學研讨所研讨目的：利用微生物資源開發人類次世代疾病的新型預 防及治療藥物研讨內容：針對癌症、愛滋病、過敏、發炎、動脈硬化、 精神官能、肥胖等疾病

5、，探求微生物代謝物中 能够的有用新醫藥素材抗寄生蟲抗生物質Avermectin生產性放線菌Streptomyces avermitilis MA-4680左，以及macrophage油滴构成抑制物質生產性絲狀菌Beauveria FO-6979右之掃描式電子顯微鏡圖新微生物發酵抗癌製劑Telomestatin 生產菌種： 土壤放線菌作用機轉： 端粒脢Telomerase抑制劑， 誘導癌細胞老化死亡研讨者：新家一男東京大學分子細胞生物學研讨所具調降血壓功能之可爾必思酸乳AMYL-S 可爾必思酸乳AMYL-S調降血壓之主效成分與作用機轉VPP：valine, proline, prolineIPP

6、 ：isoleucine, proline, proline日本養樂多公司乳酸菌種對老鼠左上、大白鼠左下和右上、以及人類右下膀胱癌細胞增殖之抑制效果免疫調節功能Probiotics不良飲食習慣改變腸內菌群微生物酵素活性腸道黏膜腸癌發生抑制穩定降低正常預防Probiotics的平安考量傳統probiotic乳製品在平安應用上已有長遠歷史， probiotics的平安性是立足於人類長期消費發酵食品的悠久歷史考量。大多數菌株被認為是沒有致病能够性的人體共生微生物體，然而有一些新的且特異性更強的菌株仍處在探求狀態。运用上需考量平安性的方向： 1. 特殊族群：孕婦、嬰幼兒、免疫不全患者 2. 新菌種或新

7、的运用方式 3. 基因穩定性及功能性In vitro test：Probiotic bacteria最重要的特征為非损害性 ( non-invasive )。在in vitro試驗中，主要為測試 Probiotic能否會损害腸道細胞及能否破壞可保護腸道黏膜的 glycoprotein來評估 probiotic bacteria對於腸道之影響，而普通測量的重點為 1. Probiotic能否會吸附人類腸道上皮細胞：藉由動物組織 培養技術及電子顯微鏡進行觀測 。 2. Probiotic能否或不會會傷害腸道黏膜。 動物試驗：例如以老鼠餵食乳酸菌株進行試驗；檢測結果顯示餵食乳酸菌不會傷害動物安康 臨

8、床試驗：臨床試驗結果也可證明 probiotic的平安性。 傳染檢測：分析病人的菌相，利用糖類醱酵試驗及基因檢測，結果並無法顯示乳酸菌可以呵斥感染 。Probiotics的平安評估方法Probiotics：future direction ( Am J Clin Nutr；73(6):1152S-1155S, 2001 )Clinical studies have shown that certain probiotics may be useful in treating a variety of diarrheal disorders, including rotavirus diarrh

9、ea, antibiotic-associated diarrhea, Clostridium difficile diarrhea, and travelers diarrhea. New data suggest that probiotics might be useful in controlling inflammatory diseases, treating and preventing allergic diseases, preventing cancer, and stimulating the immune system, which may reduce the inc

10、idence of respiratory disease. Different modes of administering probiotics are currently being investigated, which may ultimately lead to the widespread use of probiotics in functional foods. 基礎研讨 1. 基因體研讨：找出probiotics的功能性基因，以發展出更 多有效菌株。 2. 分類及鑑定：改善分類鑑定的可靠性及容易度。 3. 分析檢測方面：利用分子生物學方法及biomarkers評估 prob

11、iotics對腸道菌相的影響。 4. 了解probiotics的作用方式及扮演角色。應用研讨：改良probiotics產品配方。臨床研讨 1. 利用餵食試驗測定probiotics在人體安康所扮演的角色、 作用機制及影響程度。 2. 針對癌症高危險群進行研讨。 3. 利用嚴密及科學化方法確立臨床效果之要素及效應。納豆菌食品 枯草桿菌發酵大豆，来源于中國。 西元754年，唐代鑒真和尚東渡日本傳經，開 始在日本的寺院傳播，其後傳到民間。 1053 年，藤原明衡在新猿樂記 提及 納所 之豆。 大豆煮熟後，用稻草包起來，使其坚持一定 的溫度，並充分發酵製成 每年的7月10日被稱做為納豆日 。 嗜氧性菌

12、群 Bacillus 屬之芽胞构成菌 枯草菌(Bacillus subtilis)的亞種 納豆菌(Bacillus natto)納豆菌的機能：強力血栓溶解劑 溶纖維蛋白plasmin: 1987年日本富崎醫科大 學的須見洋行教授發現納豆激脢 Nattokinase 於胃或腸中都不會失去活性。 人体實驗結果發現，納豆可以 : 縮短血栓溶解時間 添加血栓溶解面積 添加血栓分解產物 。 此外，納豆亦可維持血管疏通促進血液循環。 Nattokinase納豆發酵過程中，枯草桿菌會産生一種絲氨酸蛋白酶。等電點是8.7；分子量是25000。具有很強的纖維蛋白溶解才干。並具有彈性酶和尿激酶活性。在自然狀態下較

13、穩定：在胃或腸中都不會失去活性。命名為納豆激酶 ( Nattokinase )。Lyses fibrin (A) Lyses fibrin directly(B) Changes prourokinase activated to urokinase(C) Increases tissue plasminogen activator (t-PA)Nattokinase group: 4 capsules (250 mg/capsule of nattokinase ) were administrated orally to dogs with induced thrombosis.Contr

14、ol group: 4 placebo capsulesThe dosage of Nattokinase lyses an artificial fibrin (See the left.) and stimulates the flow of blood (See the Right.). H. Sumi, H. Hamada, K. Nakanishi and H. Hiratani: Enhancement of the fibrinolytic activity in plasma by oral administration of nattokinase, Acta Haemato

15、l., 84, (1990) The nattokinase group revealed complete recanalization of blood circulation within 5 hours of administration. In vitro 抑制蝕骨細胞(osteoclast)的溶骨 調節骨母細胞(osteoblast)的成骨 。 In vivo 人類和嚙齒類動物服用納豆菌可添加 骨質密度 & 減少溶骨作用。 東京大學醫學院的折茂肇教授證實： 骨折的人血液中促進骨构成的Vitamin K2 的濃度較低，僅為正常人的二分之一 。 納豆菌的機能：減少骨質疏鬆的發生 骨質疏

16、鬆症的特徵是骨密度降 低最常見於停經後的婦女。 血液凝結蛋白屬於Vitamin K 依賴型蛋白質經由骨母細胞 產生骨基質的成分 ， Osteocalcinbone Gla protein Matrix Gla protein、 protein-S 。 Vitamin K是安康的骨骼中一個 重要的角色。 納豆菌的機能：預防高血壓日本帝國女子大學營養學林教授的研讨小組進 行納豆預防高血壓的實驗發現：遺傳性高血壓的老鼠每天攝入含菌納豆其血壓 平穩正常，反之對照於攝入等量大豆的老鼠則 發現其血壓逐漸升高，而達250mmH預防高血壓Contains inhibitors of angiotensin c

17、onverting enzyme (ACE), which converts angiotensin to active formBasic and Clinical Aspects of Japanese Traditional Food Natto , 1-3, 1998 納豆菌的機能：抗菌作用納豆菌對病原性大腸桿菌和沙門氏菌有顯著抗菌作 用；1983年小澤恭輔將納豆菌和大腸桿菌E. coli O 157同一同培養；納豆菌能顯著地抑制O157的 增殖(第四天就檢測不出大腸桿菌O157) 。 納豆菌亦可抑制大腸桿菌O111，O144的增殖。納豆菌亦有殺滅活葡萄球菌腸毒素、霍亂弧菌、和 傷寒菌

18、的科學文獻報導。 納豆菌的機能：抗癌作用日本金澤大學藥學院的龜田教授將Ehrlich肉瘤移植 到鼠隻的皮下，經過 23天後，比較注入納豆菌的 右足部和沒有注入納豆菌的左足部的癌細胞生長情 況發現：納豆菌對動物的生長是無礙，但卻能有效 抑制癌細胞的生長納豆菌的機能：調整腸功能 當納豆菌在腸中發芽增殖，可分泌各種營養物 質和維生素、促進小腸黏膜細胞的增殖，保证 腸道功能； 納豆菌在腸道中亦可防止便秘、預防大腸癌和 直腸癌、防止甘油三酯的添加 、以及降低血清 膽固醇。 納豆菌的機能：提高蛋白質的消化率促進蛋白質水解，使得蛋白質的消化吸收率可以 從原來的50，添加 到90以上。轉化為peptide 或氨基酸的蛋白質具有獨特的風味物質，此外如 丁酸、丙酸和丁二酸等生理有用物質亦幾乎不含 膽固醇，使得必需氨基酸含量高、營養平衡好醫療用微生物發酵產品之市場發展潛力和基礎根據Euromonitor估計，全世界機能性食品市場規模每年約成長13.5