益生菌发酵中药的技术研究进展

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益生菌发酵中药的技术研究进展

　　摘要：中药发酵技术历史悠久，是中药炮制的一种重要方法。随着全民健康意识的提高，

利用益生菌发酵中药成为科学研究的热点，同时人们将益生菌广泛应用于药食两用中药，通过

中药发酵技术开发出的一系列健康产品颇受消费者的青睐，拥有广阔的市场前景。中药经益生

菌发酵后具有提高药效、更易人体吸收、降低毒副作用等优势，该文从单一菌种发酵中药和多

菌种混合发酵中药两方面对益生菌发酵中药的研究现状进行阐述，并对益生菌发酵药食两用中

药开发的相关产品进行综述，为该领域进一步深入研究探索及相关开发提供参考。

Research Status and Product Development of Probiotic Fermentation of Traditional Chinese Medicine

WANG Jing-han ZHANG Si-tong TENG Li-rong WANG Zhen-hui WANG Gang SUN Yang CHEN

Huan CHEN Guang

College of Life Sciences, Jilin Agricultural University Key Laboratory for Straw Biology and

Utilization of the Ministry of Education Joint R&D Center of Molecular nutrition and Foods for

Special Medical Purpose Jilin University

　 Abstract：Traditional Chinese medicine fermentation technology has a long history and is an

important method for processing traditional Chinese medicine. With the improvement of national

health awareness, the use of probiotics to ferment traditional Chinese medicine has become a hot spot

in scientific research. At the same time, probiotics have been widely used in dual-use traditional

Chinese medicine. A series of healthy products developed by traditional Chinese medicine

fermentation technology are favored by consumers and have broad market prospects. Traditional

Chinese medicine after fermentation with probiotics has the advantages of improving efficacy, easier

absorption by the human body, and reducing toxic and side effects. This article describes the research

status of probiotic fermentation traditional Chinese medicine from two aspects: single strain

fermentation and multi strain mixed fermentation. And probiotic fermented Edible traditional Chinese

medicine development of related products reviewed. It provides a reference for further research and

development in this field.

我国有着丰富的中药资源，种类多且产量大，中药具有毒副作用小、药效作用时间长、不易产

生耐药性、提高免疫力等一系列优点[1]。不同种类的中药需要结合自身的特点进行加工处理才

能入药，传统炮制有煎、煮、熬、炼、炒等手段，由于加工深度不够，往往会造成有效物质难

以得到充分的吸收利用的现象，为了提高提取率和利用率，增强药效，降低毒副作用。人们开

——始探索一种新的炮制方法中药发酵。它是指在适当的温度、水分等条件下，微生物利用自

身生长代谢及生命活动对药物产生发酵作用[2]。益生菌是一种对宿主有益的活性微生物，它存

在于人体肠道和生殖系统内。益生菌和中草药在许多方面有相得益彰的协同作用[3]。利用益生

菌发酵中药不但可以节约中药资源，而且还可以促进中药有效成分溶出、将大分子物质分解、

降低中药的毒副作用。利用益生菌有目的的发酵中药已经成为目前的研究热点。

　　 1　中药发酵技术

1.1 传统中药发酵技术

根据《本草纲目》《本草汇言》《中国药典》等记载，我国发酵中药的产生与发展已有几千年

的历史，最早出现的发酵中药为曲类中药，包括红曲、六神曲、建曲、半夏曲等[4]。传统中药

发酵并不是有针对的对中药进行发酵，而是利用环境中的野生微生物，在环境温度、湿度都无

准确控制的条件下完成发酵过程的，该过程存在许多弊端，例如菌种的纯度不高，发酵条件简

陋，缺乏标准化模式。所以质量的稳定性难以保证，这种技术局限性使得中药发展缓慢[5,6] 。

1.2 现代中药发酵技术

现代中药发酵是一种新工艺，它将发酵工程等现代工艺与传统中药发酵相结合，发酵过程主要

是在中药材中加入一种或多种有益菌群，利用微生物生长代谢过程中产生的酶与中药中复杂的

有效成分发生反应，这样既能提高有效成分含量，又能利用酶的催化作用加速反应的完成[7]。

　　 2　益生菌发酵中药

2.1 益生菌的概念及分类

1965 “ ”年，益生菌这个词最早开始使用，它被用来描述一种微生物分泌对其他微生物产生促进

生长作用的物质[8,9]。益生菌的种类繁多，目前为止，研究学者将已发现的益生菌大致上分成

三类：乳杆菌属、双歧杆菌属和革兰氏阳性球菌属。美国食品药物管理局认为安全的益生菌有

40 种，现今我国常用于人体的益生菌有双歧杆菌、乳杆菌、肠球菌、枯草杆菌、蜡样芽孢杆

菌、地衣芽胞杆菌和酵母等[10] 。

2.2 益生菌发酵中药的作用机理

益生菌发酵中药的作用是相互的。以肠道菌群与中药作用的代谢过程分析，可以发现：一方

面，目前大多数中药采用口服方式服药，药物在消化道内吸收、分布、转化及排泄的过程要经

过脂溶性扩散的方式[11,12]。中药材中存在的大多数苷类物质多以结合型的形式存在，亲脂性

低，不易转运到作用靶部位，而肠道菌群分泌相应的酶可以水解此类物质使其脱去糖基，变为

游离型苷元，增加其脂溶性，从而实现在消化道内的吸收。水解后得到的苷元经小肠吸收进入

血液循环系统，从而对局部或全身发挥药效。另一方面，苷类物质在水解过程中脱去的糖基又

可作为菌群生长所需的碳源。且中药又可为菌群生长代谢提供营养物质。所以说益生菌发酵中

药所产生的效果是相互的[13,14]。20 世纪 90 年代初，小桥恭一[15]就提出，大黄、番泻叶中发

挥泻下作用的芦荟苷和番泻叶苷不能被胃酸、胆汁、消化酶分解，只能在消化道下部经肠道菌

分解酶作用下转化成相应的苷元，才能发挥泻下作用。在此基础上，张圣洁[16]，郭娜[17]等

都做了相应的后续研究，结果都支持该论点，并比较清楚地阐述了该类化合物在体内的药代机

理。

图1 番泻叶 A肠道菌群代谢过程

图2 芦荟苷肠道菌群代谢过程

2.3 益生菌发酵中药的优势

2.3.1 提高药效

中药有效活性物质通常存在于细胞壁内，而植物细胞壁结构致密。这就使得有效成分在向外界

溶出的过程中要抵抗细胞壁的阻碍作用[18,19]。而益生菌在代谢过程中可以分泌几十种胞外

酶，有的可直接水解细胞壁中的纤维素、半纤维素等使细胞壁变得致密的物质，破环其相应结

构，促进有效成分得以溶出。杨彩媚等[20]采用酿酒酵母对风柜斗草进行发酵获得发酵提取

液，研究表明风柜斗草发酵液的总黄酮含量高于同等风柜斗草水提物，总黄酮提取率分别为

5.351%±0.153%、2.050%±0.127%，差异显著。中药经益生菌的酶系作用后，活性成分有效释

放，从而极大提高药效。

2.3.2 更易人体吸收

中药必须经过炮制之后才能入药，然而由于传统工艺加工深度不够，往往会造成有效物质难以

得到充分的吸收利用，但是益生菌在发酵过程中可以通过酶解作用将大分子物质分解，分解而

成的小分子物质能更容易透过血脑屏障与人体蛋白相结合，使得吸收更快速、更完全[21]。管

悦等[22]利用酵母菌和米曲霉发酵黄芪药材，发酵后黄芩苷和汉黄芪苷的转化率分别达到

91.62%和90.02%，黄芩素和汉黄芪素的提取率分别提高了 3.46 倍和3.04 倍。黄芩苷和汉黄芩

苷被分解成黄芩素和汉黄芩素。这些经微生物发酵分解得到的小分子物质在体内可以得到充分

代谢，同时避免了药物残留。

2.3.3 降低毒副作用

有些中药含有有毒成分，例如川乌中的乌头碱类物质、枇杷仁中的氰苷类物质、苍耳子中的毒

蛋白类物质以及朱砂中所含有的重金属类物质等。而益生菌可以发挥其分解转化作用，将有毒

成分进行分解或结构修饰，降低中药的毒副作用[23,24]。苏建树等[25]以黑曲霉直接对川乌、

附子进行发酵，并对主要毒性成分进行提取，发酵后川乌、附子中有毒性的乌头碱、新乌头

碱、次乌头碱的质量分数显著降低。中药经过微生物发酵后，有毒有害物质被分解或进一步转

化，从而使毒性成分减少，毒性作用降低。

2.3.4 节约中药资源

中药材在炮制和中药制品加工阶段会剩余大量中药渣，而企业对于中药渣的处理通常是作为废

弃物进行堆放或者焚烧，不仅造成资源浪费，还污染环境[26,27]。中药渣具有大量不易被消化

酶分解的多糖类物质，而益生菌可以利用丰富的酶系将这种多糖类物质转化为易于利用的小分

子糖类物质，提高中药渣的资源利用率[28]。这样不仅高值化的利用了中药资源，也解决处理

不当带来的环境污染问题。江蓠提取琼脂后剩余了许多江蓠废渣，李泳宁等[29]利用地衣芽孢

杆菌、酿酒酵母和嗜酸乳杆菌对江蓠废渣进行发酵，并且发现在基础日粮中添加1%的发酵江

蓠渣可以降低妊娠母猪便秘率，改善肠道菌群，提高仔猪初生窝重。通过益生菌对药渣的再次

发酵利用，对环境保护和药材节约都起到了积极作用。

　　 3　益生菌发酵中药的研究现状

3.1 单一菌种发酵

由于酶具有专一性的特点，所以当仅接入一种微生物时，特定的酶可以催化特定的一种或一类

中药物质成分，定向的生成纯度较高的单一性产物[30,31]。所以国内外学者常采用单一的菌种

对中药进行定向的催化和改造。目前应用于中药发酵的益生菌主要有酵母菌、芽孢杆菌、乳酸

菌、丁酸梭菌、黑曲霉等[32] 。

3.1.1 酵母菌

酵母菌是一种单细胞真菌，无性繁殖阶段是通过芽殖或裂殖实现的，有性生殖阶段不产生子实

体，酵母菌的应用广泛、历史悠久、且具有重要价值[33,34]。孙玉静[35]研究发现，酵母发酵

能降解熟地黄中的部分糖类成分和 5-HMF，并且动物实验结果表明，发酵和未发酵熟地黄均对

I型糖尿病并发症具有显著改善作用，但发酵熟地黄效果较好。李万从等[36]利用酿酒酵母对人

参进行发酵，结果发现，发酵人参的多糖得率相比未发酵的提高了 6.8%，且中性糖和糖醛酸

含量也有显著提高。刘鑫等[37]采用酵母对何首乌进行发酵，并用发酵液灌胃小鼠，小鼠未出

现肝功能异常的表现，表明发酵后的何首乌无无明显肝毒性。

3.1.2 芽孢杆菌

芽孢杆菌是一类好氧或兼性厌氧并能够产生具有抗逆性的内生孢子的杆状细菌[38]。芽孢杆菌

与其它常见益生菌相比，具有热稳定性强的优点，即产品可以在室温下以干燥的形式储存，不

会对活力产生影响[39]。刘ヌ� �[40]利用枯草芽孢杆菌对中药三七进行发酵，结果发现，三

七中的皂苷溶出明显增加，同时部分皂苷发生了转化。杨婧娟[41]将枯草芽孢杆菌作为发酵菌

种，以中药三七作为原料，发酵提取总皂苷，结果发现，在发酵过程中，部分三醇型皂苷转化

成为了稀有皂苷组分Rh1、F1。吴泊等[42]利用地衣芽抱杆菌中药红花进行发酵并进行小鼠血

栓实验，结果表明，在相同灌胃剂量下，红花与芽孢杆菌共发酵组的小鼠比其他实验组小鼠的

纤溶活性更高，且对内外源性凝血系统的抑制效果更强。邹佳妤[43]利用枯草芽孢菌对灵芝进

行发酵，发酵后灵芝多糖的官能团发生了一定程度上的变化，且免疫调节和抗氧化作用增强。

3.1.3 乳酸菌

乳酸菌是指发酵糖类主要产物为乳酸的无芽孢革兰氏阳性细菌的总称。乳酸菌的基本特性是不

形成芽孢、无运动性或极少运动、不生成色素、分解蛋白质但不产腐败物质，脂肪分解能力较

弱[44,45]。乳酸菌分布广泛，在动植物以及人体内都有存在，在自然环境中广泛存在。Kim 等

[46]利用植物乳杆菌对红参粉进行人参皂苷的微生物转化，经过 4 d 的发酵发现，人参总皂苷

质量分数增加到 176.8 mg/g，人参皂苷的代谢产物质量分数从38.0 mg/g 增加至83.4 mg/g。谷

巍等[47]发现乌梅、五倍子、蒲公英复方中药经过嗜酸乳杆菌发酵后，其发酵物作用于腹泻小

鼠，可以改善 K88 所引起的腹泻现象，且治疗效果好于常规的水提液。陈�D等[48]利用植物

乳杆菌发酵人参，发酵后，发酵产物中人参总皂苷含量增加了 32%，且人参皂苷Rd 含量比未

发酵人参增加 4.864 mg/g 。

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益生菌发酵中药的技术研究进展　　摘要：中药发酵技术历史悠久，是中药炮制的一种重要方法。随着全民健康意识的提高，利用益生菌发酵中药成为科学研究的热点，同时人们将益生菌广泛应用于药食两用中药，通过中药发酵技术开发出的一系列健康产品颇受消费者的青睐，拥有广阔的市场前景。中药经益生菌发酵后具有提高药效、更易人体吸收、降低毒副作用等优势，该文从单一菌种发酵中药和多菌种混合发酵中药两方面对益生菌发酵中药的研究现状进行阐述，并对益生菌发酵药食两用中药开发的相关产品进行综述，为该领域进一步深入研究探索及相关开发提供参考。ResearchStatusandProductDevelopmentofProbioti...

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