劉波,張鵬翼,孟祥璟*,張祥奎,李敏,段崇剛,張蘭英,張岱州,凌沛學,3
1.山東省藥學科學院 山東省生物藥物重點實驗室,山東 濟南 250101;2.山東體育學院,山東 濟南 250102;3.山東福瑞達醫藥集團有限公司 山東省黏膜與皮膚給藥技術重點實驗室,山東 濟南 250101
中藥發酵前后化學成分會發生變化,一些具有重要藥效的前體物質只有經過腸道益生菌的作用才能被人體有效吸收。益生菌是指對機體健康有益的微生物,截至2019年,我國先后在《可用于保健食品的益生菌菌種名單》(衛法監發〔2001〕84號)、《可用于保健食品的真菌菌種名單》(衛法監發〔2001〕84號)、《可用于食品的菌種名單》(衛辦監督發〔2010〕65號)以及《可用于嬰幼兒食品的菌種名單》(衛生部公告〔2011〕25號)上發布了食品領域可用的益生菌種類,包括了35個種或亞種(見表1)。每個人的腸道菌群平衡度和藥物吸收能力不同,體外益生菌發酵可以很好地彌補這一缺陷,在治療疾病方面具有更多的優勢,且益生菌代謝所產生的有益物質也豐富了產品的營養結構。現代中藥發酵技術既繼承了傳統中藥的炮制方法,又與現代生物工程技術相結合。為了提高生產率,多級聯合發酵工藝前景廣泛;但此類技術報道較少,需要進一步探究在多級聯合發酵條件下不同菌種和中藥之間的發酵組合方式,提高產率的同時擴大中藥的應用領域。本文綜述了傳統和現代益生菌發酵中藥技術以及中藥與現代生物技術融合之后在各個領域展現出來的應用前景。

表1 益生菌種類

續表1
固體發酵歷史悠久,是在傳統的制曲工藝基礎上發展而來的,以中藥材作為營養發酵基質,通常是1種或幾種益生菌作為發酵菌株,在一定條件下進行發酵[1-2]。研究表明,將中藥(如王不留行、苦參、益母草、當歸等)、菌株、營養基質和水按照比例配制成濕態的固體培養基,發酵后檢測發現,總黃酮、阿魏酸、生物堿、干浸膏、皂苷以及粗多糖等有效成分的含量均大幅提高[3-4]。
固體發酵的優勢在于不需要對單純的營養基質進行滅菌,屬于開放體系,溫度、濕度、酸堿度、通氣等發酵條件易操作。盡管從治療效果來看,由固體發酵獲得的制劑不亞于液體發酵,但固體發酵也存在諸多局限性。比如所用發酵菌株局限于低濕狀態下生長的菌株,發酵速度慢導致產量較低,發酵體系開放易染雜菌且影響產品質量,發酵終點和質量控制沒有科學的指標作為依據,通常是根據人為經驗操作,涉及去渣工作,需要很高的技術和設備支持,實現工業化大規模生產比較困難,這些缺點限制了固體發酵的推廣應用[1-2,5]。
液體發酵是由抗生素生產工藝發展而來的,又稱為深層發酵,主要技術是將菌株活化培養至良好的生長狀態,然后接種至培養液內,培養液由培養基和中藥材按一定比例充分混合而成,在適宜的含氧量和溫度下培養發酵,產物由菌體和發酵液兩部分組成[1-2,6]。中藥材發酵后,有效成分增加,生物轉化效果提高。研究發現,選用多葉奇果菌Grifolafrondosa液體發酵天麻,可以使天麻內的天麻素轉化為派立辛(parishin)[7],派立辛具有明顯的抗衰老和改善記憶力的作用。在抑制腫瘤方面,一株高產β-葡萄糖苷酶的菌株接種到人參莖葉提取液中進行發酵,總皂苷被轉化成了人參皂苷Rg3,而人參皂苷Rg3已被證實對抑制腫瘤生長起關鍵作用[8]。
相較于固體發酵,液體發酵的優勢在于發酵自動化、生產費用低、產物穩定性高、物質傳遞率高、生產條件量化,可以應用于工業化生產。但是與抗生素相比,大多數中藥無法高效殺菌抑菌,且易污染,需要對發酵工藝和相關設備進行優化升級[9]。
藥用真菌雙向發酵同樣包括液固發酵,其中液體發酵是基礎培養液、中藥提取液和真菌在封閉狀態下的組合,固體發酵是藥材或藥渣和真菌的開放狀態的組合。藥用真菌雙向固體發酵是在20世紀90年代由莊毅[10]提出,把中藥或藥渣代替基礎培養液作為營養基質,中藥既可以作為營養物質提供給真菌,又與真菌生長代謝的產物和細胞因子相互作用,影響中藥的自身結構和成分,產生新的藥效、性味功能。蟬擬青霉是一種蟲生真菌,與甘草渣混合經雙向發酵,其有效成分甘草苷、多糖、異甘草苷、總黃酮和甘草酸等提取率升高,且黃酮類物質分子結構發生改變[11]。雙向發酵同樣可以降低中藥毒性,在青木香和靈芝菌的合理發酵時間內(28~35 d),發酵產物馬兜鈴酸Ⅰ和總馬兜鈴酸的含量呈降低趨勢,有效地減弱了青木香的毒性。雙向發酵的優勢在于中藥和真菌可產生大量的發酵組合,具有良好的應用前景。但是科學的理論支撐尚缺乏,需要進一步探究[12]。
目前大量研究涉及使用益生菌發酵中藥,乳桿菌、腸球菌、酵母菌、雙歧桿菌、芽孢桿菌屬等是常見益生菌,在疾病治療、化妝品、保健品和畜牧業等領域均有報道。益生菌發酵中藥的方法在固體發酵和液體發酵中均有涉及,例如利用乳酸菌和屎腸球菌的協同作用固體發酵黃芪作為仔豬飼料添加劑,添加劑的量與仔豬進食量、進食量與增質量的關系和血清免疫球蛋白含量等呈正相關性[13]。
根據菌株生長條件可分為好氧發酵、兼性厭氧發酵和厭氧發酵,發酵涉及不同類型的益生菌時,其最適pH可能不同,且發酵液中積累的乳酸在氧氣耗盡后可抑制好氧型菌的正常生長,所以可采用多級聯合發酵,即2種或者2種以上的發酵方式組合,菌株之間實現了互惠互利,提高了生產效率和活性成分含量。目前該方法已應用到實際生產,在一項益生菌發酵六味地黃液的研究中,在初始pH 7.0的發酵液內接種腸膜明串珠菌,37 ℃恒溫發酵。當發酵液pH降低至5.5時,接種雙歧桿菌持續發酵30 h,再接種乳桿菌持續發酵至發酵液pH為4.0,此時降低發酵溫度至25 ℃,然后發酵液pH降至3.8時發酵結束,得到的六味地黃發酵液用于治療腎陰虛,與傳統藥物相比,具有增效和減毒的優勢[14]。研究發現,酵母菌、乳桿菌、木醋桿菌、雙歧桿菌和納豆芽孢桿菌的組合可用于發酵中藥制取保健液,該保健液中木醋桿菌在氧氣充足時可大量生長,但對蔗糖的利用率很低,可把酵母菌和木醋桿菌同時加入,酵母菌把蔗糖分解為葡萄糖和果糖供木醋桿菌使用,并且酵母菌作為益生菌的同時也分泌乙醇,可以上調木醋桿菌產纖維素膜和乙酸的能力,反過來木醋桿菌產酸增加不僅會刺激酵母菌分泌更多的乙醇,而且木醋桿菌還可以把乙醇轉化為乙酸。所以先將酵母菌和木醋桿菌添加到中藥提取液進行無菌有氧發酵,待發酵12~48 h后,再接種乳桿菌、雙歧桿菌和納豆芽孢桿菌發酵,pH降低至2.9~3.2時停止發酵。該保健液具有抗腫瘤,提高免疫力,預防高血壓、高血脂、高血糖,治療冠心病,提高記憶力等功效,又可維護腸道菌群平衡、助消化、防衰老、排毒養顏等[15]。在治療疾病中抗生素效果顯著,但是長時間的使用會使人體對抗生素具有依賴性,病原體抵抗力降低,影響人類健康。而益生菌異步發酵中藥法獲得的制劑可以有效的替代抗生素,該方法首先在由水、營養鹽和超聲粉碎型中藥(黃芩、甘草、山楂、山茶籽餅粉、杜仲葉松針粉、淫羊藿)組成的發酵液中接種產果膠酶和纖維素酶的黑曲霉,無菌空氣條件下有氧發酵36 h,再接種乳桿菌和腸球菌,厭氧發酵同時酶解16 h,發酵完成后再恒溫酶解1.5 h,臨床驗證該中藥制劑具有良好的效果[16]。
微生物發酵中藥不僅改變了煎、煮、熬、煉、蒸、浸的傳統操作工藝,其優點還在于以下幾個方面(見圖1):1)益生菌在新陳代謝中會產生纖維素酶、纖維二糖酶、蛋白酶、半乳糖酶、碳水化合物活性酶等,可以裂解藥用植物的細胞壁,降低多糖等對有效成分的包裹作用,析出更多的生物堿、黃酮、糖苷、有機酸和萜類等有效成分,提高藥效[17]。對中藥王不留行、益母草、黃芪的研究中發現,經益生菌發酵后,其中有效成分總黃酮、皂苷、生物堿、粗多糖和總多糖質量分數分別提高了55.14%、49.21%、127.28%、55.42%、57.31%,并且黃芪發酵液在非特異性免疫、環磷酰胺損傷器官和抗氧化方面的對抗性有明顯的提高[3,18]。另有研究表明,紅參經微生物發酵后,高效液相色譜法檢測皂苷含量增加了近3倍[19]。2)降低毒性。中藥巴豆性熱、有毒、瀉寒、通關竅,利用急性毒性實驗檢測巴豆毒性后,發現發酵的巴豆毒性降低[20]。大黃經酵母菌作用后,總蒽醌中游離型占比增多,結合型蒽醌占比減少,腸道刺激感減輕,瀉下作用減弱[21]。此外,馬錢子本身具有鎮痛和消炎的功效,利用真菌對馬錢子進行發酵后,既保持了原有的中藥作用,又使得其毒性降低[22]。3)產生新的活性物質,擴大適應證。大黃和番瀉葉本身并不具備瀉下作用,但是其中的番瀉苷經腸道菌群代謝轉化為番瀉苷元A 、番瀉苷元B和大黃酸蒽酮發揮藥理作用[23-24]。同樣利用益生菌枯草芽孢桿菌對三七根須進行發酵,經分離鑒定發現,益生菌發酵后產生了新成分人參皂苷Rh4[25]。4)節約中藥資源,降低成本。中藥發酵之后有效成分的獲取率升高,藥效加強,相對減少了中藥材的用量。此外,中藥殘渣可以再次進行發酵,轉化為可用的有價值的資源物質。研究發現利用益生菌發酵健胃消食片的中藥殘渣,產品在治療幽門螺桿菌感染方面表現出很強的潛力[26]。5)產品營養結構的豐富和良藥苦口感官的改進。益生菌發酵中藥過程中產生的氨基酸、核酸、生物素、乳酸、B族維生素、微量元素等成分,這些有益菌的代謝產物可保留在產品中,為患者提供更豐富的營養支持;而產生的乳酸、乙酸等酸味物質,乙酸乙酯、乙酸苯乙酯等酯香物質,另外還會摻雜一些高級醇,改善傳統中藥的口感。

圖1 益生菌發酵中藥特點
目前腫瘤疾病大多采用手術、化療、放療、免疫治療等,這些方法嚴重的不良反應會影響人體的免疫功能,而輔以中醫治療,可以減少化學療法的不良反應,并且提高療效,增強免疫力。黃芪作為一種傳統中藥,含有的微量元素硒可以起到抗癌作用,而且有效成分黃芪多糖可輔助抗腫瘤,研究證明,利用FGM菌株發酵黃芪獲得黃芪多糖后,對構建的腦損傷小鼠模型的前7 d注射劑量分別為200、100、50 mg·kg-1的黃芪多糖,發現注射劑量為200 mg·kg-1時脾淋巴細胞增殖能力加強,胸腺和脾臟指數升高,腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和白介素1β含量顯著下降[27],并且相關研究表明,經益生菌發酵后,黃芪多糖含量升高,提高了藥效[28]。
益生菌產生的纖維素酶、果膠酶等胞外酶可破壞植物細胞壁,使得中藥有效成分苷類、酮類、糖類和酚類等物質更易析出,其中酮類、酚類和多元醇類物質含量的增加,可以使脂類化合物獲得更多的自由基,可轉化為穩定性更高的酮類、酚類和多元醇類自由基,進而增強機體抗氧化能力,改善了糖類、蛋白質和脂肪的代謝,最終達到降血糖目的[29]。腸道中的微生物可以代謝糖苷類中的糖類,將黃芩和甘草中的苷類轉化成苷元,發酵基質內的苷元含量明顯升高[30]。Jang等[31]報道口服益生菌發酵紅參粉用于治療糖尿病,將發酵產物用于由鏈脲佐菌素誘導的糖尿病小鼠模型。與對照組、益生菌組和紅參組相比,益生菌發酵紅參組效果最顯著,可顯著降低空腹血糖水平(約62.5%),使糖尿病小鼠的糖耐量顯著升高(約10.2%),且小鼠糖化血紅蛋白水平顯著下調,而糖耐受性、α-淀粉酶和血清胰島素濃度升高,使得小鼠的糖尿病狀況得到明顯的改善。
長期攝入酒精飲料的人群通常患有酒精性脂肪肝,嚴重影響身體健康。研究表明,人參可有效地緩解酒精性脂肪肝,使得機體對酒精的耐受性提高,醒酒時間變短[32]。而微生物可以通過去糖基化作用使得人參皂苷向稀有人參皂苷轉化,提高人參的藥理活性,有研究表明人參經發酵乳桿菌KP-3發酵后,人參皂苷Rg3、Rh2等稀有皂苷含量提高,其中人參皂苷Rg3能夠抑制肝損傷小鼠氨基轉移酶的活性,并且在食用經益生菌發酵的人參后,酒精模型小鼠體質量無明顯差異;肝臟的脂肪積累程度下降;肝臟與體質量比值顯著降低,表明肝臟的水腫或肥大得到改善;血清和肝臟中的三酰甘油、氨基轉移酶和低密度脂蛋白的含量顯著下調;腸道中益生菌群與有害菌群數量比值增加,對肝臟損傷達到很好的緩解效果[33]。在畜牧養殖業中,可用芽孢桿菌發酵五味子治療肉雞肝損傷,肉雞體內的谷草轉氨酶、谷丙轉氨酶和丙二醛含量顯著下調,谷胱甘肽還原酶和超氧化物岐化酶(SOD)含量顯著上調,抗氧化能力提高,肝臟損傷情況減輕[34]。
中藥有效成分通常是經腸道菌群轉化之后發揮腸道消炎的藥理作用,但考慮到個體之間腸道菌群的差異,體外發酵后服用發酵產品效果更好。Jang等[35]采用硫酸右旋糖酐誘導小鼠結腸炎模型,口服乳酸菌發酵紅參粉,與灌胃蒸餾水的空白組和對照組相比,給予益生菌發酵紅參組小鼠的血清白細胞介素-6、TNF-α和炎性生物標志物在結腸炎開始階段升高的水平明顯下降,而且炎性細胞分裂和炎癥因子mRNA的表達同樣降低。口服益生菌發酵紅參可以減輕病情,表明其可以用于開發具有防治結腸炎功效的紅參制品。而在硫酸葡聚糖鈉誘導構建的小鼠急性腸炎模型中,有效配方Kiom-MA-128包括甘草、虎杖、苦參根、蛇床子、牛蒡子、白參、玄參、紫蘇子和當歸,經鼠李糖桿菌發酵后,可降低急性結腸炎小鼠的體質量下降和DAI,抑制了結腸損傷和促炎細胞因子的表達,維持了緊密連接的完整性[36]。
特應性皮炎(AD)是一種全身的慢性疾病,病因復雜,通常會刺激機體免疫系統和炎癥通路,可能會引起哮喘、過敏性鼻炎和食物過敏,這些情況均表現為血清IgE水平升高和外周嗜酸性粒細胞增多[37]。不同研究表明,益生菌可能對AD治療產生積極影響,可能依賴于多重治療因素,如特定的益生菌菌株、給藥時間(起效時間)、持續暴露時間和劑量[38]。Chung等[39]研究乳酸桿菌發酵新型草藥KIOM-MA(甘草、虎杖、槐花、蛇床子、牛蒡子等)的嗜酸發酵產物KIOM-MA128對AD的治療作用。KIOM-MA128的口服給藥顯著減少了AD的主要臨床癥狀,包括紅斑、丘疹、脫毛、苔蘚化、瘙癢等,且血清IgE水平降低。
骨質疏松癥的特征是骨骼強度受損,骨量減少,導致骨骼脆弱,增加骨折風險。雌激素缺乏是絕經后骨質疏松癥病因的基礎,與成骨細胞骨形成相比,隨著破骨細胞骨吸收的相對增加,骨轉換增加,導致骨重塑的不平衡、骨密度(BMD)的凈損失以及骨骼微結構的破壞。雌激素替代療法(ERT)廣泛應用于預防和治療絕經后骨質疏松癥,但是從長遠健康角度,傳統中醫學可更好地作為骨質疏松癥的替代療法。韓國相關研究提出了一種新配方Hwangryun-haedok-tang(HRT,包括黃芪、黃連、黃柏、梔子、茉莉花等),利用彎曲乳酸桿菌發酵得到發酵產物FHRT。然后采用卵巢切除術(OVX)制備絕經大鼠模型,利用酒石酸抗酸性磷酸酶(TRAP)染色法評價FHRT對破骨細胞的影響。結果表明,FHRT治療能顯著降低大鼠TRAP活性和TRAP陽性多核細胞的數量,HRT抑制破骨細胞生成和骨丟失作用增強,在治療絕經引起的骨質疏松方面具有良好的應用前景[40]。
保健品通常用作疾病的輔助治療手段,功效包括調節血脂、血糖和血壓,抗氧化,增強免疫力,緩解疲勞以及改善記憶力等。而中藥中的“藥食兩用”植物通常含有很高的營養價值,可以被用于保健食品的開發,且與益生菌結合發酵之后不僅改善口感,而且增強保健效果。王曦等[41]用7株益生菌分別發酵黃芪得到發酵液,然后小鼠給藥30 d,發現其中編號為5的益生菌-黃芪發酵液使小鼠糖原和肝臟SOD的含量顯著上調,血清尿素氮和肌肉丙二醛含量顯著下調,推測小鼠抗疲勞能力的增加與能源含量、抗氧化能力升高相關。此外,保健食品良好的口感同樣重要,益生菌發酵山藥和地黃得到的復合飲品的風味得到改善,同時又兼具中藥和益生菌的養生、滋補和保健功效[42]。
中藥提取液在經益生菌發酵后藥物的安全性、有效性、毒副作用等方面具有優勢[17,21-22],有效成分變為小分子物質,更易在皮膚表面或進入表皮或真皮發揮作用,在化妝品領域具有很大的應用潛力。相關研究通過選用14種中藥分別與2株菌混合,進行中藥總還原力和酪氨酸酶抑制能力的篩選,結果顯示,活性最強的為紅景天。再以纖維素酶和果膠酶酶解原料紅景天,利用響應面法得到最佳發酵條件,發酵后其酪氨酸酶抑制率提高為73.21%[43]。而且當歸經粉碎、酶解和益生菌(乳桿菌、雙歧桿菌、乳球菌、鏈球菌)發酵,得到的發酵液提取物可作為添加成分用于制備化妝品,通過對D-半乳糖衰老模型小鼠皮膚SOD和羥脯氨酸含量檢測,與對照組相比,模型組的SOD活力和羥脯氨酸含量均明顯降低,而發酵組合物組明顯升高,同時益生菌的代謝物能很好的促進皮膚新陳代謝,維持人體皮膚的微生態[44]。
在畜牧養殖業中,治療動物疾病的常用辦法是直接使用抗生素,或者添加在食用飼料中,維持家畜健康。但是長期濫用抗生素使得病菌有廣譜耐藥性且耐藥性升高,家畜體內藥物殘留量也逐漸累積,這些藥物殘留隨著食物鏈最終進入人體,影響人類健康[45]。畜牧養殖業中涉及的中藥主要有黃芩、大黃、銀杏葉、王不留行、益母草、烏梅、甘草等,益生菌主要包括干酪乳桿菌、產朊假絲酵母、枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌等。而益生菌發酵中藥具有毒性低和營養價值高等優勢,與現代畜牧養殖業的發展方向更符合,應用前景廣泛[46-52]。
4.9.1促進機體生長 益生菌發酵中藥有利于家畜吸收營養物質,提高飼料利用率,促進機體生長。為了增加泌乳量,可在王不留、益母草和農產品發酵基質中接種糞腸球菌、產朊假絲酵母和干酪乳桿菌,進行呼吸袋厭氧發酵獲得發酵產品作為飼料添加劑,喂養泌乳母豬后使得乳汁內乳蛋白和血清中的催乳素含量顯著升高,且仔豬病死率降低[46]。而在喂養肉鴨過程中,則是用枯草芽孢桿菌和檸檬酸桿菌發酵黃芪、大青葉等中藥發酵產物作為飼料添加劑,發現實驗組肉鴨的平均日增體質量、終體質量、瘦肉量、腿肌量、胸肌量和屠宰率等顯著提高[47]。
4.9.2提高免疫力 益生菌-中藥發酵制劑可使家畜的免疫系統受激,提高機體的免疫能力,這與家畜體內的SOD活力、血清免疫球蛋白G含量以及雌二醇含量相關,利用糞腸球菌、產朊假絲酵母和干酪乳桿菌呼吸袋厭氧發酵王不留、益母草和農產品作為飼料添加劑,有效增加了免疫增強相關物質的含量[47]。 Jung等[48]利用益生菌釀酒酵母、枯草芽孢桿菌和嗜酸乳桿菌發酵姜黃、魚腥草、插田泡和烏梅的組合物,發酵制劑喂養肉仔雞,增強了肉仔雞的的免疫活性,提高了感染沙門氏菌后的生存能力。在水產養殖中,可用酵母菌、芽孢桿菌和乳桿菌發酵黃芪、甘草、板藍根、枸杞子等中藥作為添加劑,鯉魚的腎臟、脾臟和肝臟指數,存活率,多糖含量的綜合評價指數增加,抗感染能力提高,其中效果最好的是枯草芽孢桿菌[49]。水產養殖對水質的要求同樣重要,利用地衣、枯草、納豆芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌、糞腸球菌等比混合的復合益生菌發酵包括金銀花、杜仲、板藍根、五味子、黃芪、甘草等在內的復合中藥,獲得中藥復合益生菌制劑,通過對照實驗發現,中藥復合益生菌制劑在喂養凡納濱對蝦一段時間后,取出對蝦直接用哈維氏弧菌菌液浴浸泡10 d,其病死率最低,抗感染能力增強,而且該益生菌制劑可以穩定水體的pH、亞硝酸鹽和氨態氮含量,改善了水體環境[50]。
4.9.3抗菌、抗病毒 機體在感染病原體之后,腸道菌群原先的平衡被打破,導致腸道功能發生紊亂和機體免疫力降低,癥狀通常表現為腹瀉。而益生菌-中藥發酵制劑可有效地調整腸道微生態系統,抑制病原體生長,預防和治療腹瀉。銀杏葉、黃芩、桑葉、黃芪等中藥通常用于抗病毒,在枯草芽孢桿菌和產朊假絲酵母發酵后用于治療仔豬的TGEV病毒性腸胃炎,相關研究進行了體外抑菌、抗病毒實驗和驗證治療,結果發現中藥制劑為5 g·kg-1時具有與常規藥物相同的治療效果[51]。血清型的大腸桿菌可作為病原菌引起仔豬嚴重腹瀉,而利用嗜酸乳桿菌和中藥蒲公英、烏梅、五倍子按照比例配合發酵,發酵液可有效地抑制產毒素大腸桿菌K88生長[52]。
益生菌發酵中藥在各個領域的應用研究匯總見表2。

表2 益生菌發酵中藥應用領域

續表2
利用益生菌發酵中藥也是目前研究的熱點,這種發酵方式的特點是可以獲得更多的有效目標成分來提高藥效、產生次級代謝產物,擴大了適應證,提高了中藥利用率,節約成本,豐富了中藥產品的營養結構,降低了中藥的毒性和改善了中藥產品的口味,符合新產品新趨勢。中藥在世界也引起了極大的關注,國外眾多研究同樣表明,益生菌及其發酵產品對健康有重要貢獻。但是益生菌發酵中藥仍面臨一些挑戰,如發酵體系作用機制的深入探索、優良菌種的選擇、發酵篩選模型及多維評價體系的建立等。在工業化生產中,固體發酵受限較多,通常是根據人為經驗操作,需要很高的技術和設備支持。而液體發酵可實現自動化發酵、生產條件量化,應用前景廣泛,但是仍需要對發酵工藝和相關設備進行優化升級。中藥發酵具有很好的可持續發展前景,可以深入創新和完善中藥在治療腫瘤等重大疾病、皮膚慢性病、胃腸疾病,降血糖調血脂等方面以及畜牧、化妝品、保健品等領域的應用思路。