发酵类中草药研究进展

孟 让，杨利博

（河北工程大学园林与生态工程学院，河北 邯郸 056038）

1 发酵中草药的背景及发展现状

中草药主要以植物源为药材，其植物内含有丰富的蛋白质、多糖、维生素、氨基酸等活性物质[1，2]，由于关键活性物质含量较少、转化率较低，并存在对机体有害的毒性物质，出现利用率低、药效不足、毒副作用大等问题[3]。通过对中草药进行发酵，能够提高中草药本身有效活性成分的浓度，促进活性物质的释放，从而提升利用率、增强药效、减少其自身的植物毒性以及毒副作用[4]。随着现代发酵工程技术的长足发展，发酵中草药由以前的自然不可控发酵向精准控制发酵方式转变，实现了对发酵过程中的温度、湿度、有害/有益微生物生长控制及关键活性物质等代谢积累等方向的发酵调控[5]，提升了发酵中草药的产品品质。在发酵微生物选择方面，现代发酵中草药的发酵炮制不仅局限于单一真菌发酵，还可以针对不同需求进行细菌或混合菌种发酵，工艺更加多样，发酵产品种类及功效也更加多元化[6]。

2 发酵中草药的作用

2.1 增强药效，提升利用率

发酵中草药在适宜的温度、湿度等环境下，通过微生物丰富的酶系对中草药或其提取液进行分解转化[7]，将中草药植物细胞中一些大分子物质分解转化为小分子物质，使之更易被机体所吸收利用，这样既增强了中草药的药效，也提升了其利用率。研究表明，中草药通过乳酸菌进行发酵，可以在原有基础上使多糖的含量提升2~3 倍[8]。高承斌等人使用深层发酵技术可以将原有灵芝液体培养的菌液浓度由15%~30%提升至56%左右[9]。综上所述，发酵中草药能够提升其药效以及利用率，易于被机体吸收利用。

2.2 降低毒性，减少毒副作用

中草药自身具有一定的毒性，机体在过量使用或配比不均的情况下，会导致其肝、肾受损，情况严重者甚至会危及生命。中草药发酵炮制可以将中草药成分中一些有毒物质进一步分解转化，使其毒性降低，减少毒副作用。王身艳通过扇菇菌对草乌进行发酵，其总生物碱含量降低0.441%[10]。戚怡婷利用酵母菌和醋酸菌同时对银杏果中的银杏酸进行发酵，结果表明，银杏酸比正常情况下降低0.25 mg/L[11]。由此可见，中草药发酵炮制工艺能够有效降低中草药自身的毒性成分，减少其毒副作用。

2.3 促进转化，分泌活性物质

微生物在发酵过程中会产生丰富的代谢产物，代谢产物以中草药或其提取液中的活性物质为基底，通过微生物产生的酶系催化下，转化并分泌出新的活性物质。在发酵中草药过程中，其活性物质对微生物的生长和代谢过程具有一定的促进或抑制作用，新的代谢过程或代谢产物将随之产生。浦凤玲等在探究人参发酵工艺实验中，利用乳酸菌对人参进行发酵，人参皂苷Rb1、Rb2 等为人参中主要的活性成分，可以分泌出活性较高的稀有人参皂苷Rg1、Rg3 等[12]。Shuo Zhang等将红茶菌作为菌种，对玫瑰花和枣仁进行发酵，在其发酵液中检测出新的活性成分——酸枣仁皂苷B[13]。发酵中草药可以进一步促进活性物质转化并分泌出新的活性物质。

3 中草药的发酵炮制方法

3.1 不同微生物菌种的发酵

3.1.1 单一菌种发酵

单一菌种发酵指只有一种微生物作为发酵菌种进行发酵。在中草药发酵炮制中单一菌种较为常用，包括益生菌、药用和食用真菌以及其他菌种，其中益生菌对宿主有一定的有益性，借助自身发酵优势对宿主微生态平衡起到有效改善的作用。食药用真菌可以溶解纤维素、蛋白质等多种营养物质中的酶系，分解并利用中草药植物中的营养物质。蓝海恩等对断奶仔猪食用益生菌发酵饲料后其日均采食量、体质量分别提高了0.66%（P＜0.05）、1.19%（P＜0.05），腹泻率降低了57.22%（P＜0.05）[14]。辛宇等人利用药用真菌冬虫夏草对人参进行固体发酵，得到了成熟的发酵人参产物[15]。因此，在中草药发酵炮制过程中，由于单一菌种种类较多、培养条件较简单、次生代谢产物较丰富，从而被广泛应用。

3.1.2 混合菌种发酵

混合菌种发酵指以2 种或2 种以上的微生物作为发酵菌种进行发酵。在发酵过程中最大程度提升多菌和酶系的复合效用，其次生代谢产物更为丰富。合理利用混合菌种发酵可以最大限度提升药用价值，其内在潜力要优于单一菌种发酵。崔亚鹏在探究金银花的混合菌种发酵实验中，用酿酒酵母和植物乳杆菌对其提取液进行发酵，结果表明，金银花中多酚含量由59.15 mg/g提升至73.53 mg/g，提升率达24.3%[16]。聂芙蓉等人采用酵母菌和枯草芽孢杆菌对女贞子进行发酵，与未添加任何益生菌的对照组相比，其CP含量提高19.86%，多糖和黄酮含量分别升高至40.72%、43.82%[17]。综上所述，在中草药发酵炮制过程中，混合菌种发酵可以促进活性物质的转化，提高其产物中活性物质的含量，从而提升药用价值。

3.2 不同的发酵方式

3.2.1 固体发酵

固体发酵指在无水或无可流动水的湿润固体营养基质上，培育微生物并使其产生生物反应的过程。提取工艺流程、生产仪器设备、发酵条件要求较简单，发酵工艺相对成熟，生产成本低、节能节水，被广泛应用于我国传统的发酵产业。赵圣振在对黄芪进行固体发酵实验中，第12 d 其多糖含量达到95.5%[18]。孙亮利用乳杆菌、枯草芽孢杆菌、红曲霉、总状毛霉等对人参进行固体发酵，总皂苷分别提高至1.125 8 mg/mL、0.923 5 mg/mL、1.748 4 mg/mL、1.693 9 mg/mL[19]。综上所述，在中草药发酵炮制中使用固体发酵工艺，可以促进其活性物质转化，提高关键活性物质含量。但是，由于固体发酵工艺存在发酵速度慢、缺乏规模性等问题，其工艺有待进一步优化。

3.2.2 液体发酵

液体发酵指在温度、pH 值等适宜的环境下，通过液体培养基与所需菌种进行发酵培养微生物或次生代谢产物的工艺。其发酵过程用时短、成本低，能精准控制所需的温度、湿度及微生物生长状况等因素，降低了细菌污染率，被广泛应用于大规模生产。刘朋肖等对蛹虫草菌株YCC-H 进行液体发酵，其胞外多糖浓度达到247.06 mg/L，提高了9.43 倍[20]。张诗泉等为实现茯苓大规模工业化生产，采用液体发酵工艺对其进行发酵培养，茯苓菌丝体干质量高达8.329 g/L[21]。在中草药发酵炮制中采用液体发酵工艺，可有效降低生产成本和细菌污染率，实现大规模生产要求，具有一定的发展潜力。

3.2.3 双向固体发酵

双向固体发酵以固体发酵为基础，通过一种或多种真菌与中草药基质结合进行发酵衍生而来。中草药中的活性物质为真菌提供营养基质，真菌在不断繁衍过程中产生的酶系可改变中草药自身原有活性物质的结构，分泌出新的活性物质。辛燕花等将灵芝和银杏进行双向固体发酵，发酵后其多糖、三萜、黄酮质含量分别提高至51.60 mg/g、14.42 mg/g、5.76 mg/g[22]。厍守权等以人参作为固体培养基和红曲霉进行双向固体发酵，其发酵后出现了稀有人参皂苷Rg3[23]。由于真菌和中草药组合方式众多，难以进行筛选并缺乏完整的科学理论支撑，故有待进一步探究。

4 发酵中草药的应用

4.1 中草药废弃药渣再利用

中草药药渣中含有丰富的蛋白、多糖、粗纤维等活性物质，这些活性物质具有很大的再开发利用价值。在中草药发酵炮制过程中产生的大量药渣通常会被当作垃圾以焚烧、埋填等方式进行处理，这不仅造成了中草药资源的浪费，还对生态环境产生了污染。陈合等人采用中草药药渣作为培养基对灵芝菌进行栽培，结果显示，灵芝菌中韩芝为3.35%、赤芝为3.11%、甜芝为4.03%，均在安全标准范围内[24]。贾伍员对板蓝根药渣成分进行检测中，发现其包含大量的磷、钾、纤维素等众多营养物质[25]，利用板蓝根药渣作为有机肥料对土地进行施肥，可以有效减少生产成本，实现资源再利用。

4.2 提高动物养殖效益

发酵中草药具有纯天然、药效强、毒副作用小等优势，被作为动物饲料添加剂广泛应用于畜禽生产养殖，对牲畜起到增肥增质量、改善品质、防治疾病等功效。卢永军让肉鸡食用发酵中草药添加剂饲料后，发现其脂肪含量、肉干蛋白含量分别提高至（3.59±0.56）bmg/g、（28.65±0.73)bmg/g，比未发酵前显著提升[26]。王秀文等对微生物发酵棉粕饲料喂养蛋鸡进行实验，通过发酵后的棉粕可以100%杀除蛋鸡体内的大肠杆菌、沙门氏菌等有毒菌体，降低了鸡群的发病率[27]。

5 结语

目前，发酵中草药主要存在于食品加工、动物饲料添加剂、中草药资源的开发利用等方面。在农业领域上，发酵中草药有着绿色环保、提升品质、药效显著等优点，能够更好地促进我国农业现代化的高质量发展，尤其对鱼类、家禽的生长发育、免疫功能、疾病防治等方面有着显著的优势。但是，针对发酵类中药在发酵过程中的菌种筛选、发酵工艺标准、产业规模化和科学理论基础仍存在一定的不足，还有待进一步探究与完善。因此，在现代微生物学、中医药学等学科的结合下，探究更加标准成熟的发酵工艺，能够使发酵中草药的药用价值与应用前景发挥巨大潜力。