微生物發酵中草藥及其活性物質的研究進展

譚文中

（中國農業大學，北京 100083）

中草藥是現代醫療環境中能夠替代抗生素的理想生物制品，也是我國在長期的中醫發展過程中，形成的重要醫療資源。其作為傳統藥物，在我國已經有了數千年的應用歷史，效用受到了現代醫務人員的廣泛認可，并且為中國醫藥發展作出了極大的貢獻。天然環境中的各種中草藥含有多種活性物質，例如糖、蛋白質、氨基酸、微量元素以及皂苷類等，這種藥物受到了現代醫務人員的高度重視，在各個治療領域都得到了廣泛的應用，其展現的免疫調節以及抗病毒、抗感染和抗過敏作用受到了醫務人員的高度關注[1]。

中藥活性成分在一般情況下的分子結構較為復雜，大多包含不對稱碳原子。在現代化的藥理研究過程中，為了使藥物的應用效果得到提升，往往會采用化學方法對藥物的有效成分作出相應的處理，以提高用藥質量。但這種方式的專一性總體較差，并且在處理過程中會出現較多的副產物。在進行處理時，將益生菌應用于中草藥的發酵，有助于使中草藥中有效成分的活性得到提升，還能夠將其轉變為活性更高的成分，具有良好的應用價值。在近年來的臨床研究中發現，發酵中草藥只需要煎熬水提取物量的1/28就可以發揮與之等同的療效，所以對發酵中草藥進行處理并將其應用于臨床，是目前臨床研究的一個主要方向。

1 發酵中草藥概述

應用發酵技術對中草藥進行處理在我國有較長的歷史。發酵中草藥其實在我國古代民間得到了極為廣泛的應用，并且大多數人對于中草藥的使用也有大致的了解。我國在進行傳統的中草藥發酵處理時，所選擇的菌種主要為空氣中的普通細菌，這種自然發酵的方式需要根據操作者的主觀經驗來進行控制，所以最終獲得的產品穩定性難以得到保障。傳統中草藥發酵所制成的產品包含紅曲和六神曲等，這種處理方式所得到的結果難以量產，不利于現代中草藥的市場化發展。隨著近年來微生物研究的進一步深入，中草藥發酵已經不再局限于傳統的中草藥炮制發酵，而是將現代化的生物技術應用于中草藥的發酵中。應用生物技術能夠對發酵過程的各項參數進行全方位的監控，有助于提升現代發酵中草藥的質量[2]。

微生物的轉化主要是因為微生物在生長過程中會產生大量的生物酶，而這些生物酶能夠對中草藥的活性起到一定的修飾作用，總的來說，具有良好的區域性和選擇性，并且微生物發酵處理的反應為生物反應，整體較為溫和，不會對藥物本身的結構造成極大的破壞，能夠保障藥效，無需高壓、高溫，只需要進行簡單的接種操作即可，成本較低，并且不會產生各種污染或者公害。近年來的微生物發酵研究表明，微生物在發酵過程中所產生的酶類能夠有效消化植物細胞壁，并且大幅度地釋放活性物質，有助于降解中草藥中的有毒物質并且產生新的生物活性，從而對中草藥的有效成分進行生物學轉化。

總而言之，微生物在發酵后不僅能夠有效增加中草藥的有效成分，還能夠使臨床藥效得到提升。通過發酵，還能夠降低藥物的副作用，使中草藥中的活性成分得到修飾，產生新的藥效物質。

2 應用于中草藥發酵中的微生物菌種

微生物發酵中草藥，在我國醫療環境中的應用歷史悠久，可以追溯到漢朝以前。古文獻中就記載了中草藥較為簡單的炮制方法，隨著現代醫療技術和藥理技術的不斷發展，自20世紀80年代，中草藥的發酵研究就有相關記載，并且成為近年來中草藥現代化研究的一個熱點。目前，臨床上應用的中草藥發酵菌種包含乳酸菌、酵母菌、雙歧桿菌和各種不同的藥用真菌等。常用的菌種類型較多，一般會根據具體的發酵需求作出相應的用藥調整[3]。

2.1 單一菌種發酵中草藥

在進行中草藥發酵時，一般情況下會采用單一菌種，其中包含益生菌、食用以及藥用真菌和其他菌種。目前，首先選擇益生菌，其次為食用和藥用真菌，霉菌以及鏈球菌雖然也有所應用，但總的來說數量較少。益生菌是一種對宿主能夠產生良好效果的活性細菌，廣泛存在于人體腸道和生殖系統內，能夠有效改善宿主的生態平衡，發揮良好的發酵作用。食用真菌能夠產生有效分解纖維素和蛋白質等營養物質的酶類，對中草藥具有較強的分解利用能力[4]。除此之外，真菌種類較多，并且在整個處理過程中的代謝產物較為豐富，具有培養條件簡單和易于處理的特點，所以在我國古代得到了較為廣泛的應用。常見的藥用真菌包含冬蟲夏草和靈芝等，這類中草藥真菌的自我發酵研究是目前我國中醫藥研究的一個主要方向[5]。

2.2 混合菌種發酵中草藥

相較于單一發酵，混合菌種發酵是現代醫藥研究的一個主要方向，這種發酵形式能夠更大程度地發揮多菌和酶類的復合作用。不同的細菌在對藥物進行處理時產生的效果也有所不同，而混合菌種的合理應用能夠最大限度地提升藥用價值。相較于單菌種發酵，這種混合菌種的發酵具有更大的潛力，將藥用真菌和益生菌混合應用于藥物的發酵中，能夠使發酵產物的整體含量得到提升[6]。

3 微生物發酵對中草藥活性物質產生的影響

3.1 生物堿類

生物堿在大多數動植物藥物中都較為常見，大多數生物堿都具有十分復雜的環狀結構，是中草藥中一種十分有效的生物活性物質。大多數生物堿應用于治療中能夠誘發DNA損傷，使細胞凋亡；還能調節關鍵信號通路，起到抑制細菌生長的效果。在對生物堿進行處理時，可以采用釀酒酵母進行發酵，發現生物堿提高量在20%～30%。部分中草藥中的生物堿含量過高，通過生物發酵也可降低其含量，從而減輕毒性。例如草烏具有散寒、通絡、止痛的功效，但在應用過程中的毒性較大，使用不當很容易威脅患者生命，而采用藥用真菌對其進行發酵，能夠有效降低草烏中的劇毒成分烏頭堿、中烏頭堿以及次烏頭堿的含量，使患者用藥時更為安全[7]。

3.2 皂苷類

皂苷是一類較為常見的藥用化合物，這種物質主要分布于陸地高等植物中，也存在于海星和海參等少數海洋生物中。很多中草藥都包含較為豐富的皂苷成分，例如人參、遠志和桔梗等。這種物質具有抗菌、解熱以及鎮靜的生物活性，將其應用于患者的治療中有助于改善患者的病情[8]。例如在對三七根進行發酵時，將枯草芽孢桿菌應用于發酵中則能分離人參皂苷，對患者產生良好的治療效果。

3.3 其他

現代臨床研究表明，中草藥中的有效成分不僅包含不同的活性物質，還包含礦物元素、維生素、蛋白質和多糖。對其進行處理時，需要針對中草藥的特點和藥用需求作出相應的調整，通過這種方式能夠使藥物的藥用價值得到提升。

4 中草藥發酵在養殖業中的應用

中草藥中含有較多的活性物質，而不同的中草藥物質不僅能夠使人體的免疫力得到提升，還能在一定程度上改善人的消化功能和呼吸功能，可應用于臨床醫學的治療中。中草藥經過微生物發酵后，不僅能夠大幅增加有效成分，還可作為動物飼料添加劑進行應用。發酵中草藥需要從藥理學和微生物學等多個方面進行深入研究，為中草藥以及益生菌的篩選提供更為科學的評價，使現代養殖行業形成完整的理論體系。