中药发酵的特点及研究现状

江青东，聂芙蓉

(1.河南牧业经济学院 畜产品质量安全技术研究院，河南 郑州 450046；2.河南牧业经济学院 动物科技学院，河南 郑州 450046)

当今，人们对美好生活的日益向往，居住环境、健康饮食成为社会关注的焦点，健康养殖、绿色养殖已是大势所趋，畜禽养殖形式向规模化、多样化和集团化方向发展。然而畜禽废弃物处理不当导致各种病原菌的滋生，致使动物疫病层出不穷，严重影响了畜禽养殖业的健康发展[1]。为了减少各种畜禽疫病的发生，养殖户(企业)在畜禽养殖过程中大量使用化学合成药物类或抗生素，致使畜产品中的药物残留问题日益严重，直接影响人们的饮食安全和身体健康。寻求和开发新的增强动物机体免疫力和抗病毒的药物已成为当务之急，随着先进的物理、化学和生物学分析技术在药物研究中的广泛应用，人们对中药在抗肿瘤、抗病毒、抗感染、抗氧化、改善畜禽肉品质、增强机体免疫力等方面的认识逐渐深入，加之中药在畜禽疫病预防和治疗过程中的无残留性，日益受到畜禽养殖业的青睐。据统计，中药在畜禽养殖业的应用占居到兽药市场比例的40%[2]。

1 中药发酵现状

中药发酵已成为当今研究的热点，它可以较大幅度地改变药性、提高疗效、降低毒副作用，这也为中药的发展提供了广阔空间。目前，中药发酵大都依靠微生物强大的分解转化能力，并在生物转化过程中产生多种代谢产物，如淀粉酶、木质素酶、蛋白酶、纤维素酶等，进而提高中药疗效降低毒副作用，增强抗疫病能力[3]。益生菌对中药的发酵已成为中药发酵的主流。中药通过微生物转化发酵后可达到增效解毒、生成新的活性成分、抑菌范围扩大、抑菌效果增强、免疫效果显著等效果。吴志勇等[4]实验结果表明发酵后的黄芪所含的黄芪多糖为原来的5倍，通过常规提取方式提取的中药有效成份只相当于通过微生物生物转化产生药物有效成份的4%。研究发现，正常情况下胃肠道难以吸收苷类成分，在胃肠道细菌酶的作用下分解为分子量更小的苷元时被机体吸收。徐萌萌等[5]研究结果发现，将牛蒡子、栀子、黄芩、甘草等中药通过微生物发酵会使苷元的含量增加。张梁等[6]研究表明，微1-苯基-2-甲胺基丙酮在微生物的生物转化下能获得麻黄碱4种不同构型。赵伟等[7]通过微生物发酵将L-苯基乙酰基甲醛合成一种新物质—伪麻黄素。徐启华等[8]实验结果表明中药复方玉屏风散在通过酵母菌发酵后，能够促使T、B 淋巴细胞和巨噬细胞增殖，增强巨噬细胞的吞噬功能。陈丽华等[9]人将中药决明子、银杏加到黑木耳液中进行发酵，结果显示黑木耳降脂功效提高。李国红等[10]通过枯草芽胞杆菌发酵三七根，实验结果表明三七根可通过微生物发酵产生新的物质—人参皂苷。尹建雯等[11]通过微生物对芦荟叶进行微生物发酵转化，从发酵产物中检测到了3种发酵前没有的抗菌作用的芦荟内生真菌物质。

2 中药发酵方法

2.1 传统中药发酵方法

据资料记载，传统中药发酵通常就用两种方法，一种是药料与面粉进行简单混合发酵，如沉香曲、六神曲、半夏曲、建神曲等；另外一种是用药料直接进行发酵，如淡豆豉、百药煎等[12-15]。由于传统中药在发酵过程中没有更先进的技术和工艺，大多凭借日常经验，缺乏监控指标体系，致使药品质量和药效差异比较大。同时传统中药发酵没有先进的检测手段和统一的质量标准，对发酵中药产品的稳定可控性和安全有效性也缺乏参考依据。

2.2 现代中药发酵方法

随着科学技术的发展，先进的中药发酵技术应运而生，其主要是将益生菌运用于传统中药发酵中探索发酵炮制工艺，实现微生物对中药的生物转化。当前，根据中药发酵技术和形式，将中药发酵分为液体发酵和固体发酵两类。液体发酵主要是在一定温度条件下，将中药加入到含有菌丝体的培养基中进行发酵，其优点在于物质生物转化效率高，可机械化自动化操作，利于实现工业化规模化生产。陈晋安等[16]研究表明，通过优化培养基和发酵条件对蛹虫草进行液体发酵，不仅原料来源丰富，而且具有发酵条件简单、发酵周期短、菌体得率高等优点。梅兴国等[17]通过发酵技术对高产紫杉醇的细胞株进行筛选，然后通过液体发酵使紫杉醇含量增加到100 mg·L-1。宋艳秋等[18]实验结果表明，用红曲霉对中药葛根进行固体发酵，可使葛根主要有效成分含量增加。潘扬等[19]研究表明，利用微生物对中药马钱子进行固体发酵，可提高其生物碱含量，中药马钱子发酵后产物可起到减毒增效的效果。庄毅等[20]研究发现，中药在通过微生物槐耳菌发酵后，其产物中的各项免疫指标都明显高于发酵前，其药效效果明显增加，可使慢性乙肝患者治愈率由33%提高到50%。

3 中药发酵特点

中药发酵技术的特点就是中药在育选的微生物的作用下实现生物转化，产生新的物质成份，同时提高其原有的药效[21]，具体如下：①中药在通过微生物发酵后，可使药物中的活性物质和有效成份得到最大限度的提取和利用，充分发挥其疫病预防和治疗的作用；②中药在通过微生物发酵进行生物转后，使得原来发酵前不易被吸收的有效活性成分易被吸收，并且能快速发挥药物效能；③微生物对中药进行发酵实现生物转化，其微生物本身就是在筛选的情况下选出对人体有益的菌种，该菌种具有增强或补充原有药物的作用；④中药在通过微生物发酵进行生物转化后产生的新药中活性物质增加,进而在预防、治疗或保健方面效果更好、功能更全；⑤中药现代化是大势所趋，因为它有高科技水平的生产技术和生产工艺,具有较高的机械化和自动化，同时所得发酵产物精准可控，易操作、制剂方便,易于实现规模化生产。

4 中药发酵后的作用

中药在通过微生物发酵后不仅产生新的活性成份，而且还起到增效、解毒、扩大抑菌范围、节约药用资源等作用，在微生物进行发酵过程中有多种酶产生，增强了对中药成份的催化作用，在常温条件下即可实现复杂的生物化学反应[22]。同时微生物通过自身较强的生物转化能力产生生物活性物质——乙烯类产物，大大增强了药物的有效成份、药物效果和发酵效率。

4.1 产生新药效，开发新药源

现代中药发酵最明显的特点就是由原来的单味药转变到复方药，如：利用嗜酸乳杆菌、肠球菌和双歧杆菌为混合发酵菌种对发芽后的黑大豆提取液进行发酵，研制出了具有保护胃肠道功能健康的保健品——三株口服液[23]；以三七、牛黄、麝香等中药材为基质，在微生物的发酵和生物转化下合成了片仔癀[23]；以麦冬、党参、猪苓等具有抗癌作用的中药为基质，在灵芝发酵菌的发酵作用下合成了具有抗癌抗小鼠180 肉瘤生长作用的复方药康复灵[24]。张玲琪等[25]研究发现，以长春花为基质，在长春花内生真菌的生物发酵转化下合成了具有抗癌作用的新药物长春新碱。中药大多以植物药为主，由于植物细胞壁结构致密，大多由纤维素和半纤维素等构成，位于植物胞浆中的有效成份通过常规方法不易被提取，故在经微生物发酵生物转化后，由微生物代谢产生的果胶酶、纤维素酶和半纤维素酶等多种酶可使植物细胞壁发生破裂，将其胞浆内有效药物成分暴露释放，大大提高了植物细胞浆中药物有效成分的提取率[26,27]。

4.2 增效减毒作用

中药通过微生物发酵后，微生物通过自身能力将中药中的有毒物质进行分解或进行结构上修饰使其毒性降低或者消失，进而实现对中药的增效减毒作用。如喜树碱在无毒黄曲霉菌T-419的生物转化下，可将其毒性降低并产生一种新的毒副作用小的物质-10-羟基喜树碱,该药物对多种癌症具有显著的治疗疗效[28]。马钱子在发酵前碱含量高，发酵后则明显降低；发酵前碱氮氧化物含量低，但发酵后其含量明显增加[29]。苦参在经过灵芝发酵生物转化后，其发酵液具有明显的抗乙型肝炎病毒效果，且发酵后其毒性明显降低[30]。

4.3 产生新成分，扩大用药范围

微生物在生长代谢过程中往往会产生多种生物活性物质，如各种代谢酶、初级代谢产物、次级代谢产物等，微生物中药发酵过程中，这些活性物质将与中药材中的有效成份发生生物化学反应，产生新的活性物质，大大解决了人工难以合成的中药药效成分，为中药的开发提供了新思路、新途径[30]。冯志华等[31]以红花为基质，利用地衣芽胞杆菌C2-13对其进行发酵，结果显示发酵产物中红花酚羟基的含量大幅增加，其抗氧化功能大大增强，红花的生物利用率也呈现上升趋势。

4.4 节约药用资源

中药发酵大多以药渣为原料基质，廉价易得，大大节约中草药资源。中药提取后的药渣，通过微生物发酵进行多次转化、提取，达到节省药源、提高经济效益的效果。秦俊哲等[32]利用微生物对灵芝中药渣代替原料药进行发酵和生物转化，发酵后灵芝中的主要多糖和氨基酸的含量均提高到发酵前的3倍左右。

5 展望

在中药发酵历史过程中，传统发酵技术科技含量低、工艺流程简单，致使发酵效率低，药效效果不明显，存在一定局限性。随着发酵工艺的改进，将现代益生菌充分应用于中药发酵中，可弥补传统技术的不足提高发酵质量和发酵活性物质的产出率，促使中药制药迈上新台阶。为新药物的开发，药物疗效的提高提供科学依据，对我国中药事业的发展起重要推动作用。因此，益生菌在依托当今先进的科技手段、工艺流程的条件下，在中药发酵过程中的推广应用对中兽药在创新领域的发展意义重大。