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上個(gè)世紀(jì)60年代,科學(xué)家們在人參等五加科植物(包括西洋參、三七等)中提取出了一種活性成分——人參皂苷,并且發(fā)現(xiàn)人參皂苷便是這類植物功效的主要活性物質(zhì)。

值得一提的是,人參皂苷經(jīng)過轉(zhuǎn)化后的次級代謝產(chǎn)物具有更強(qiáng)的生物活性,而這種次級代謝產(chǎn)物稱之為稀有人參皂苷。其中Rh2和Rg3在人參自然狀態(tài)下含量極少,且具有良好的活性和吸收利用率,因此在稀有單體中是最受歡迎的。

人參皂苷的市場規(guī)模和發(fā)展趨勢

中國是世界上最大的基于稀有人參皂苷技術(shù)的功能性食品市場。按零售額統(tǒng)計(jì),中國基于稀有人參皂苷技術(shù)的功能性食品的銷售額從2017年的4.06億元增至2021年的6.45億元,復(fù)合年增長率為12.3%,并預(yù)計(jì)將以更高的復(fù)合年增長率16.1%進(jìn)一步增至2027年的15.61億元。

早在上世紀(jì)60年代到80年代,科學(xué)家們就陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了人參皂苷的抗癌作用,經(jīng)過多年研究,人們發(fā)現(xiàn)人參皂苷還具有改善心肌缺血[1]、抗子宮內(nèi)膜異位癥[2]、抗過敏[3]、調(diào)節(jié)免疫活性[4]、抗輻射[5]、抗哮喘[6]、抗抑郁[7]等多項(xiàng)藥理活性,也正是因?yàn)檫@些效用,人參及其提取物越來越活躍在市場的各個(gè)領(lǐng)域。

而在當(dāng)今社會,隨著Z世代群體逐漸形成社會消費(fèi)主力軍,健康養(yǎng)生已不再是中老年人獨(dú)有的標(biāo)配,新成長起來的Z世代青年,正在用自己的風(fēng)格立起全新的時(shí)尚養(yǎng)生模式,而不是僅僅局限于保健食品領(lǐng)域,這也讓人參皂苷迎來了新的發(fā)展機(jī)遇,在飲料、酒類、零食、日化等多個(gè)領(lǐng)域跨出新的一步。

邦泰生物用合成生物學(xué)技術(shù)合成人參皂苷

當(dāng)人參皂苷應(yīng)用的領(lǐng)域逐漸拓寬的時(shí)候,市場需求也日益增加,而生產(chǎn)效率則成為市場供求相應(yīng)的關(guān)鍵因素,影響生產(chǎn)效率的因素中,生產(chǎn)技術(shù)是非常重要的一部分。

目前市面上人參皂苷的生產(chǎn)技術(shù)主要以傳統(tǒng)的植物提取法為主,這類制備方法依賴于人參皂苷資源的供給。由于人參皂苷在人參和西洋參中含量很低,稀有人參皂苷含量更是僅有萬分之一,有限的天然資源難以滿足日益增長的醫(yī)藥及研發(fā)需求,而且長期依靠采集野生資源作為藥源,必然導(dǎo)致天然資源的枯竭,嚴(yán)重破壞生態(tài)平衡。而人工種植人參、西洋參需要4～15年的生長栽培周期,又面臨農(nóng)藥殘留、重金屬污染及品種退化等問題,這些都是大規(guī)模推廣種植的制約因素。

而在近幾年,利用合成生物學(xué)合成人參皂苷的技術(shù)越來越受到重視。合成生物學(xué)被譽(yù)為改變?nèi)祟愇磥淼年P(guān)鍵性技術(shù)之一。近年來,全球研究人員在植物天然產(chǎn)物的合成生物學(xué)領(lǐng)域取得了多項(xiàng)成果。

屠呦呦從中藥典籍中獲得靈感發(fā)現(xiàn)抗瘧疾藥物青蒿素,挽救了全球數(shù)百萬瘧疾患者。然而在國內(nèi),傳統(tǒng)植物提取卻未能實(shí)現(xiàn)青蒿素的產(chǎn)業(yè)化,由美國Amyris公司通過在釀酒酵母中構(gòu)建青蒿酸合成了青蒿素,實(shí)現(xiàn)了合成生物學(xué)在青蒿素規(guī)模化應(yīng)用的巨大商業(yè)價(jià)值。

人參皂苷也是如此,在面對傳統(tǒng)植提含量低、周期長、效率低、成本高等劣勢的情況下,合成生物生產(chǎn)人參皂苷的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。邦泰生物自2017年至今在人參皂苷的純化方法、酶催化合成方法、制備方法上擁有6項(xiàng)專利,其中授權(quán)專利3項(xiàng),PCT國際專利3項(xiàng),并在2019年實(shí)現(xiàn)了人參皂苷酶法量產(chǎn)。這種技術(shù)相較于傳統(tǒng)植提更便于體外操作、條件溫和、反應(yīng)周期短,極易放大,非常適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

邦泰生物堅(jiān)持自主創(chuàng)新,距今累計(jì)申請國內(nèi)國際發(fā)明專利160余項(xiàng),先后承擔(dān)了多項(xiàng)省級和市級重點(diǎn)科技項(xiàng)目,創(chuàng)立全國首家、廣東省唯一的省級輔酶工程技術(shù)研究中心。

邦泰生物首席科學(xué)家張琦博士表示,未來,邦泰生物將繼續(xù)保持對研發(fā)創(chuàng)新的持續(xù)性投入,利用自身的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)及產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢,助推前沿科學(xué)理論及生物技術(shù)在合成生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,不斷拓展產(chǎn)品邊界,打造系列產(chǎn)品平臺,為人類創(chuàng)造更加健康美好的生活。

相關(guān)文獻(xiàn):

[1]周芹,王晞,王龍.人參皂苷 Rh2 對高脂膳食大鼠心肌缺血再灌注時(shí)內(nèi)皮祖細(xì)胞的影響[J].實(shí)用藥物與臨床,2016,19(1):1-6.

[2]盛磊,郝友芳.人參皂苷 Rh2 抑制實(shí)驗(yàn)性大鼠子宮異位內(nèi)膜增殖及其作用機(jī)制的探討[J].中國藥理學(xué)通報(bào),2013,29(5):718-722.

[3]Park E.人參皂苷 Rh2抗過敏活性[J].國外醫(yī)學(xué)·中藥分冊,2005,27(1):35-36.

[4]Jin ZH, Qiu W, Liu H, Jiang XH, Wang L. Enhancement of oral bioavailability and immune response of Ginsenoside Rh2 by co-administration with piperine. Chin J Nat Med. 2018 Feb;16(2):143-149.

[5]王振華,趙衛(wèi)平.人參皂苷Rh2對小鼠 X射線輻射損傷的防護(hù)作用[J].中華放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)雜志,2010,30(2):143-146.

[6]Li LC, Piao HM, Zheng MY, Lin ZH, Choi YH, Yan GH. Ginsenoside Rh2 attenuates allergic airway inflammation by modulating nuclear factor-κB activation in a murine model of asthma. Mol Med Rep. 2015 Nov;12(5):6946-54.

[7]Shi LS, Ji CH, Liu Y, Gu JH, Tang WQ, Zhang W, Guan W. Ginsenoside Rh2 administration produces crucial antidepressant-like effects in a CUMS-induced mice model of depression. Brain Behav. 2022 Aug;12(8):e2705.

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