食微報告 微生物三 許采智 呂紹暘 施博瀚 陳奕閔 張師瑋

目次 ※生質燃料的應用 ※傳統發酵的新生命 ※美容聖品 ※新興保健食品 ※抗癌新希望

玉米也可以當燃料？！ 生質燃料的應用－＜玉米乙醇＞ 生質燃料

玉米也可以當燃料？！ 生質能技術 直接燃燒技術 物理轉換技術 熱轉換技術 化學或生物轉換技術

玉米也可以當燃料？！ 沼氣及乙醇利用技術 沼氣 利用技術 玉米乙醇 纖維素乙醇

玉米也可以當燃料？！ 生質燃料是兩面刃 二氧化碳排放量 種植玉米 製造乙醇

玉米也可以當燃料？！ 乙醇及生質燃料的未來

傳統中藥材 發展中藥材的國家主要集中在美國、歐洲、日本及中國大陸與台灣，其應用以中藥與草本保健品為大宗，佔市場90%。 台灣的中草藥產業

現代生物技術在中藥領域的應用 對中草藥資源本身的改造與改良 利用發酵工程技術生產藥用真菌類的菌絲體材料，並加工成為商品 利用生物技術進行二次代謝物的開發，可產生新的代謝物產品 利用酵素技術、發酵技術、生物反應器等對傳統中草藥進行生物轉化作用，改善中草藥的品質，開發出新的中草藥產品。

現代發酵類形 依基質可分成 液態發酵：液態深層發酵依據是否需氧而分成嗜氧和厭氧兩大類 固態發酵：以固體為基質，再加入適當的水份或營養源，利用微生物發酵產生各種有用的物質。

發酵在中草藥加工上的應用及優點 發酵調控技術運用改變了蒸、煮、熬、煉、煎、浸的傳統方式 。 優點： 保護中草藥的活性 提高中草藥的藥效 轉化原有活性成分 增加營養成分的吸收 產生新的活性物質 較能控制其製程，而確保產品的品質且方便

中草藥保健素材發酵–乳酸菌、山藥 乳酸菌的功效。 山藥為中國古代傳統中藥材及保健養生的主要原料之一 ，具多項生理功能。

中草藥保健素材發酵–乳酸菌、山藥 西元2003年，沈曾利用3株乳酸菌，分別針對四種不同山藥品種進行發酵測試 西元2002年，方曾把山藥作為發酵原料而調製成具保健訴求的酸乳酪，進行山藥發酵之免疫調節活性評估

中草藥保健素材發酵–紅麴菌 紅麴菌產品是一種米類的發酵物，含monacolin K 紅麴製成的產品是台灣第一個通過臨床試驗且核可上市的中藥新藥，將天然發酵的紅麴菌研發成降血脂的膠囊製劑 臨床實驗

中草藥保健素材發酵– 冬蟲夏草與桑黃 西元2004年，劉使用桑黃復方與冬蟲夏草副方及其發酵產物進行測試 對降血糖及其他糖尿病相關併發症之影響 脾臟細胞增生試驗

中草藥保健素材發酵–靈芝 具有免疫調節的保健功效 「異黃酮素」 液態發酵以豆漿作為基質 功效

中草藥保健素材發酵–樟芝 號稱全世界最昂貴的食用菇 西元2004年，謝曾利用樟芝搭配數種中藥進行發酵 2004年張曾利用固態發酵及液態深層培養方式進行樟芝菌絲體之發酵 結果

中草藥保健素材發酵–巴西洋菇 巴西洋菇、黑豆及黃耆之功效 巴西洋菇+黑豆(基質) 巴西洋菇+黃耆(基質) 巴西洋菇發酵產物與α-tocopherol

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玻尿酸 透明質酸(hylauronic acid，簡稱HA)又稱為玻尿酸或透明多醣(hyaluronan)，為一生物高分子，屬於多醣體的一種． 結構 ：葡萄糖醛酸( D-glucuronic acid) 和 N-乙醯氨基葡萄糖 (N-acetylglucosamine) 以 β -1,3與β-1,4醣相互重複連結雙醣。

生產HA的方式 動物組織提煉 微生物發酵法 化學合成法

動物組織提煉 主要原料是動物眼睛玻璃體等。用乙醇將原料脫脂、脫水，用蒸餾水浸泡、過濾，然後以氯化鈉水溶液和氯仿溶液處理，之後加入胰蛋白保溫後得到混合液，最後用離子交換劑進行處理、純化得到精製的透明質酸。

微生物發酵法 以葡萄糖作為碳源發酵液。在培養基中發酵48小時，發酵結束後，過濾除去菌絲體和雜質，然後用醇沈澱法等簡單操作即得到一定純度的產物。 主要的生產菌株有 Streptococcus pyogenes (DeAngelis et al., 1993)、S. zooepidemicus (Armstrong et al., 1997)、S. equi (Kim et al., 1996)、S. faecalis 及S. dysgalactiae等。

化學合成法 採用天然酶聚合反應；首先使用多糖類聚合物合成“透明質酸氧氮雜環戊烯衍生物”，然後添加加水分解酶，製造出衍生物和複合體，最後在９０攝氏度反應液中清除其中的，就合成了透明質酸。

未來展望 HA的來源雖有所差異，但HA的化學組成及結構均相同，不過，分子量卻隨來源及分離方法不同而有所差異 由於HA應用範圍廣泛，市場需求不斷的增加 ．經由發酵來進行HA的工業生產是較可行的．提高HA產品品質與降低HA生產成本之關鍵要素。

紅麴 紅麴是生長在熟米糠上的紅麴菌形成的發酵物。 紅麴發酵後的食品添加物，可增加食物的味道，以及色澤。

紅麴菌生產的二級代謝產物－生理活性物質 膽固醇合成抑制劑(monacolins) 降血壓物質 抗腐敗菌物質(monascidin) 防癌物質 降血糖物質 麥角固醇(ergosterol) 抗氧化物質 長鏈脂肪酸 其他代謝產物

紅麴中的黴菌毒素— Citrinin Citrinin 是一種典型的黴菌毒素 Citrinin 對gram-positive 的細菌Bacillus 、Streptococcus 及Pseudomonas 等食品腐敗菌具有抑制作用。此外， citrinin 也是一種腎肝毒素(nephrotoxin　and　hepatotoxin)，在Monascus ruber中一般citrinin大多伴隨紅色素的生成而產生。

紅麴中的黴菌毒素— Citrinin 因此，一般對於利用紅麴來生產紅色素的研究中，如何減少米麴中的citrinin 含量曾經被廣泛檢討。

紅麴的功效 降低導致動脈硬化的ＬＤＬ 降血壓 抗疲勞 防癌 降血糖

食品加工之運用 醬油 食用醋 肉製品 味噌 製酒上之應用 豆腐乳 椰果

未來展望 紅麴之優異性能，已成為熱門的養生保健食品，創新研發之精神與持續提昇紅麴產品品質之理念及提高農產品附加價值，未來，積極研發紅麴多樣化養生保健產品，以增進國民健康、提昇市場競爭力，增加農民所得。

發酵大豆抗癌新希望 楊振華851大豆發酵液 一種大豆發酵液，由中國大陸楊振華率先發表，所以又稱楊振華851大豆發酵液。 研究者從此大豆發酵製品中，純化出若干具有相同抗癌效力化合物，稱之為「小分子生物合成性抗癌劑」（Small Biosynthetic Anticancer Agents）

小分子生物合成性抗癌劑 化學構造末端帶有側鏈的飽和脂肪酸 13-MTD（13-Methyl-tetradecanoic Acid）化合物含量最多 圖一.13-methyl-tetradecanoic acid 出自http://www.lipidmaps.org/data/get_lm_lipids_dbgif.php?LM_ID=LMFA01020009

13-MTD是一種強力抗癌劑 實驗： 利用13-MTD合成品做各種生物活性之研究，實驗用癌細胞都是人類癌細胞株，DU145（攝護腺癌）、K-562（白血癌）、HCT116（大腸癌）、NCI-H1688（肺小細胞癌）、SNU-423（肝癌）、MCF-7（乳腺癌）、BXPC-3（胰臟腺癌）、NCI-SNU-1（胃癌）等八種。

13-MTD是一種強力抗癌劑 結果： 13-MTD對人類腫瘤細胞株都具有強力的細胞毒性 LD50範圍從10μg/ml（MCF-7cells）到＜25μg/ml（SNU-423cells）。 低劑量的13-MTD就可以殺死腫瘤細胞株。

發酵大豆製品可抑制乳癌細胞 全熟肉類中的致癌劑：異環胺 phIp(2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]pyridine) 最普遍而且含量較高 圖二.phIp 出自http://www.foodfacts.info/blog/archive/2006_10_01_archive.html

發酵大豆製品可抑制乳癌細胞 大豆內的許多成分都曾經用來當作治療癌症時的化學預防劑，尤其是大豆異黃酮中的染料木黃酮，已經證明可以表現出特殊的生物活性，包括抑制酵素protein tyrosine kinase及topoisomeraseⅡ的活性。 其中以游離型的染料木黃酮抑制人類攝護腺癌細胞株（LNcap）的能力最強，因為游離型染料木黃酮可以直接被小腸所吸收，但配糖體的染料木苷要先被小腸內的酵素β-glucosidase分解為染料木黃酮後，才能被小腸吸收

發酵豆漿 學者歐塔（Ohta）利用細菌（Bifidobacterium breve strain Yakult），將大豆豆漿發酵製成發酵豆漿FSM（Fermented Soy Milk），以增加游離型異黃酮的量 經由老鼠實驗，發現發酵豆漿確實能抑制雌性老鼠產生乳癌，也知道異黃酮中的染料木黃酮和大豆苷元可防治致癌物phIp誘導致癌。

參考資料 http://www.hcsh.tp.edu.tw/~nat16/new_page_58.htm生質能源化腐朽為能量 國家地理雜誌2007年10月號 呂鋒洲。 2002 。發酵大豆抗癌新希望

參考資料 1.廖巧敏。食品工業。2006年11月。中藥草之生物轉換。38：3-9 2.農業生技產業資訊網。專題特區－以發酵技術開發菇類保健食品－葡萄王生技股份有限公司專訪 http://agbio.coa.gov.tw/theme/detailinfo.aspx?dno=12975&gno=5 3.葡萄王生技 http://www.oeya.com/promo/grapeking/index.php?member=5885926

參考資料 http://beebt.dyu.edu.tw/modules/tinydo1/index.php?id=2 http://www.microsoft.com/TAIWAN/Msclub/4P/life_0509-1.aspx http://agbio.coa.gov.tw/image_doc/%E6%BD%98%E5%AD%90%E6%98%8E28-36.pdf http://www.havital.com.tw/ha01.htm http://www.hdais.gov.tw/04/bulletin/bull-61/bull-61_7-11.pdf