微生物发酵中草药及其活性物质的研究进展

谭文中

（中国农业大学，北京 100083）

中草药是现代医疗环境中能够替代抗生素的理想生物制品，也是我国在长期的中医发展过程中，形成的重要医疗资源。其作为传统药物，在我国已经有了数千年的应用历史，效用受到了现代医务人员的广泛认可，并且为中国医药发展作出了极大的贡献。天然环境中的各种中草药含有多种活性物质，例如糖、蛋白质、氨基酸、微量元素以及皂苷类等，这种药物受到了现代医务人员的高度重视，在各个治疗领域都得到了广泛的应用，其展现的免疫调节以及抗病毒、抗感染和抗过敏作用受到了医务人员的高度关注[1]。

中药活性成分在一般情况下的分子结构较为复杂，大多包含不对称碳原子。在现代化的药理研究过程中，为了使药物的应用效果得到提升，往往会采用化学方法对药物的有效成分作出相应的处理，以提高用药质量。但这种方式的专一性总体较差，并且在处理过程中会出现较多的副产物。在进行处理时，将益生菌应用于中草药的发酵，有助于使中草药中有效成分的活性得到提升，还能够将其转变为活性更高的成分，具有良好的应用价值。在近年来的临床研究中发现，发酵中草药只需要煎熬水提取物量的1/28就可以发挥与之等同的疗效，所以对发酵中草药进行处理并将其应用于临床，是目前临床研究的一个主要方向。

1 发酵中草药概述

应用发酵技术对中草药进行处理在我国有较长的历史。发酵中草药其实在我国古代民间得到了极为广泛的应用，并且大多数人对于中草药的使用也有大致的了解。我国在进行传统的中草药发酵处理时，所选择的菌种主要为空气中的普通细菌，这种自然发酵的方式需要根据操作者的主观经验来进行控制，所以最终获得的产品稳定性难以得到保障。传统中草药发酵所制成的产品包含红曲和六神曲等，这种处理方式所得到的结果难以量产，不利于现代中草药的市场化发展。随着近年来微生物研究的进一步深入，中草药发酵已经不再局限于传统的中草药炮制发酵，而是将现代化的生物技术应用于中草药的发酵中。应用生物技术能够对发酵过程的各项参数进行全方位的监控，有助于提升现代发酵中草药的质量[2]。

微生物的转化主要是因为微生物在生长过程中会产生大量的生物酶，而这些生物酶能够对中草药的活性起到一定的修饰作用，总的来说，具有良好的区域性和选择性，并且微生物发酵处理的反应为生物反应，整体较为温和，不会对药物本身的结构造成极大的破坏，能够保障药效，无需高压、高温，只需要进行简单的接种操作即可，成本较低，并且不会产生各种污染或者公害。近年来的微生物发酵研究表明，微生物在发酵过程中所产生的酶类能够有效消化植物细胞壁，并且大幅度地释放活性物质，有助于降解中草药中的有毒物质并且产生新的生物活性，从而对中草药的有效成分进行生物学转化。

总而言之，微生物在发酵后不仅能够有效增加中草药的有效成分，还能够使临床药效得到提升。通过发酵，还能够降低药物的副作用，使中草药中的活性成分得到修饰，产生新的药效物质。

2 应用于中草药发酵中的微生物菌种

微生物发酵中草药，在我国医疗环境中的应用历史悠久，可以追溯到汉朝以前。古文献中就记载了中草药较为简单的炮制方法，随着现代医疗技术和药理技术的不断发展，自20世纪80年代，中草药的发酵研究就有相关记载，并且成为近年来中草药现代化研究的一个热点。目前，临床上应用的中草药发酵菌种包含乳酸菌、酵母菌、双歧杆菌和各种不同的药用真菌等。常用的菌种类型较多，一般会根据具体的发酵需求作出相应的用药调整[3]。

2.1 单一菌种发酵中草药

在进行中草药发酵时，一般情况下会采用单一菌种，其中包含益生菌、食用以及药用真菌和其他菌种。目前，首先选择益生菌，其次为食用和药用真菌，霉菌以及链球菌虽然也有所应用，但总的来说数量较少。益生菌是一种对宿主能够产生良好效果的活性细菌，广泛存在于人体肠道和生殖系统内，能够有效改善宿主的生态平衡，发挥良好的发酵作用。食用真菌能够产生有效分解纤维素和蛋白质等营养物质的酶类，对中草药具有较强的分解利用能力[4]。除此之外，真菌种类较多，并且在整个处理过程中的代谢产物较为丰富，具有培养条件简单和易于处理的特点，所以在我国古代得到了较为广泛的应用。常见的药用真菌包含冬虫夏草和灵芝等，这类中草药真菌的自我发酵研究是目前我国中医药研究的一个主要方向[5]。

2.2 混合菌种发酵中草药

相较于单一发酵，混合菌种发酵是现代医药研究的一个主要方向，这种发酵形式能够更大程度地发挥多菌和酶类的复合作用。不同的细菌在对药物进行处理时产生的效果也有所不同，而混合菌种的合理应用能够最大限度地提升药用价值。相较于单菌种发酵，这种混合菌种的发酵具有更大的潜力，将药用真菌和益生菌混合应用于药物的发酵中，能够使发酵产物的整体含量得到提升[6]。

3 微生物发酵对中草药活性物质产生的影响

3.1 生物碱类

生物碱在大多数动植物药物中都较为常见，大多数生物碱都具有十分复杂的环状结构，是中草药中一种十分有效的生物活性物质。大多数生物碱应用于治疗中能够诱发DNA损伤，使细胞凋亡；还能调节关键信号通路，起到抑制细菌生长的效果。在对生物碱进行处理时，可以采用酿酒酵母进行发酵，发现生物碱提高量在20%～30%。部分中草药中的生物碱含量过高，通过生物发酵也可降低其含量，从而减轻毒性。例如草乌具有散寒、通络、止痛的功效，但在应用过程中的毒性较大，使用不当很容易威胁患者生命，而采用药用真菌对其进行发酵，能够有效降低草乌中的剧毒成分乌头碱、中乌头碱以及次乌头碱的含量，使患者用药时更为安全[7]。

3.2 皂苷类

皂苷是一类较为常见的药用化合物，这种物质主要分布于陆地高等植物中，也存在于海星和海参等少数海洋生物中。很多中草药都包含较为丰富的皂苷成分，例如人参、远志和桔梗等。这种物质具有抗菌、解热以及镇静的生物活性，将其应用于患者的治疗中有助于改善患者的病情[8]。例如在对三七根进行发酵时，将枯草芽孢杆菌应用于发酵中则能分离人参皂苷，对患者产生良好的治疗效果。

3.3 其他

现代临床研究表明，中草药中的有效成分不仅包含不同的活性物质，还包含矿物元素、维生素、蛋白质和多糖。对其进行处理时，需要针对中草药的特点和药用需求作出相应的调整，通过这种方式能够使药物的药用价值得到提升。

4 中草药发酵在养殖业中的应用

中草药中含有较多的活性物质，而不同的中草药物质不仅能够使人体的免疫力得到提升，还能在一定程度上改善人的消化功能和呼吸功能，可应用于临床医学的治疗中。中草药经过微生物发酵后，不仅能够大幅增加有效成分，还可作为动物饲料添加剂进行应用。发酵中草药需要从药理学和微生物学等多个方面进行深入研究，为中草药以及益生菌的筛选提供更为科学的评价，使现代养殖行业形成完整的理论体系。