摘要：發(fā)酵是重要的中藥炮制方法之一，現(xiàn)代中藥發(fā)酵技術(shù)是中藥炮制學(xué)與微生態(tài)學(xué)、生物工程學(xué)、發(fā)酵工程技術(shù)等結(jié)合的交叉學(xué)科技術(shù)。近年來，隨著中藥產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，中藥發(fā)酵已然成為拓展中藥藥源和加強(qiáng)中藥功效的重要途徑。
關(guān)鍵詞：中藥發(fā)酵、現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)、中藥產(chǎn)業(yè)
發(fā)酵是最古老的食品加工技術(shù)之一，利用微生物在有氧或無氧條件下，對食物原料進(jìn)行代謝和轉(zhuǎn)化，改變其原有特性，提升營養(yǎng)價(jià)值，賦予食物特殊的風(fēng)味和口感。我國周代《禮記·月令》記載：“仲冬之月，乃命大酋，秫酒必齊，曲蘗必時(shí)，湛積必潔，水泉必香，陶器必良，必齊必得。”這里的“曲蘗”， “曲”即是指發(fā)酵時(shí)所用的曲塊，即發(fā)酵的菌種，糵就是發(fā)芽的谷物，說明周代時(shí)，人們即可熟練應(yīng)用曲與糵釀酒。后來在制作酒曲的基礎(chǔ)上加入藥物，使藥物發(fā)泡、生衣，制成藥曲，發(fā)酵前后藥材性能、治療作用均大為改變，即成為了一種傳統(tǒng)的中藥炮制手段。由于古人受技術(shù)水平和環(huán)境條件等因素的制約，對傳統(tǒng)中藥發(fā)酵技術(shù)的運(yùn)用受到了極大地限制，隨著生物學(xué)、現(xiàn)代微生物學(xué)以及酶工程等新興學(xué)科的研究，為中藥發(fā)酵技術(shù)提供了新的技術(shù)手段和發(fā)展方向。
1
發(fā)酵中藥的歷史
東漢時(shí)期，“醫(yī)圣”張仲景所著《傷寒論》中載有“梔子豉湯方”“梔子甘草豉湯”“梔子生姜豉湯”等含有豆豉的方劑，標(biāo)志著發(fā)酵藥物已應(yīng)用于方劑。北魏時(shí)期《齊民要術(shù)》對釀醋、釀酒、制曲等工藝進(jìn)行了詳細(xì)的描述。此外，《黃帝內(nèi)經(jīng)》中也有關(guān)于藥酒的記載。宋代《太平惠民和劑局方》中首次出現(xiàn)了半夏曲，是以產(chǎn)生消除或緩解半夏毒性的作用，表明人們已可熟練利用發(fā)酵技術(shù)來降低中藥的毒副作用。明代《本草綱目》的半夏曲采用的發(fā)酵工藝為生姜礬湯半夏曲：“半夏研末，以姜汁、白礬湯和作餅，楮葉包置籃中，待生黃衣，曬干用，謂之半夏曲”，與今天的半夏曲制法非常相似。同時(shí)期，《韓氏醫(yī)通》韓懋記錄了半夏曲的功效。明代《本草蒙筌》對百藥煎采用的發(fā)酵工藝進(jìn)行了詳細(xì)介紹：“取新鮮五倍子十斤，舂搗爛細(xì)，磁缸盛，稻草蓋和，七晝夜，取出復(fù)搗……”，后經(jīng)人們證實(shí)，采用此法所制備的“百藥煎”中，主要活性成分是沒食子酸，沒食子酸是人類歷史上最早發(fā)現(xiàn)并提取到的有機(jī)酸，在此之后200多年的瑞典，藥學(xué)家卡爾·威爾海姆·舍勒(Carl Wilhelm Scheele)才提出沒食子酸的制備方法[1]。可見，中藥發(fā)酵技術(shù)在明代時(shí)期即取得了較大的發(fā)展。在清代時(shí)期，制曲工藝得到了進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)皂角曲、麻油曲、開郁曲等數(shù)十種藥曲。
2
發(fā)酵中藥的生物轉(zhuǎn)化機(jī)理
傳統(tǒng)中藥的有效成分含量和生物利用率的差異較大，導(dǎo)致藥效不同。經(jīng)微生物發(fā)酵后，中藥的化學(xué)成分和含量會發(fā)生變化，可使中藥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化，提高中藥的臨床療效，大幅消除個(gè)體差異導(dǎo)致的藥效不同的問題。實(shí)際上，一些發(fā)酵的中藥比未發(fā)酵的中藥具有更好的藥理活性。首先，中藥含有的某些成分，可能會改變微生物的代謝途徑，進(jìn)而在發(fā)酵過程中改變中藥活性成分的化學(xué)特征、分子量等，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，提高藥效成分的生物活性。Zhao 等[2]對發(fā)酵后靈芝孢子粉多糖的結(jié)構(gòu)變化及其抗氧化活性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后增強(qiáng)了靈芝孢子粉的抗氧化活性。其次，在發(fā)酵過程中，多成分之間可能會發(fā)生螯合，微生物在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物會與中藥的活性成分發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生新的豐富多樣的活性物質(zhì)[3]。第三，在發(fā)酵過程中，微生物自身會形成多種代謝產(chǎn)物，包括有機(jī)酸（如乳酸、丙酸）、抗菌肽、酶、維生素等[4]，具有多種生物活性，包括調(diào)節(jié)腸道菌群平衡、增強(qiáng)免疫系統(tǒng)功能、抗菌作用等[5]。 第四，中藥原有的物質(zhì)，通過微生物代謝會形成新的成分。某些中藥本身帶有一定的毒性，傳統(tǒng)去除毒性的方法有蒸煮、曬干等。通過微生物發(fā)酵，既可以有效降低中藥毒性，又可以避免傳統(tǒng)炮制復(fù)雜低效的缺憾。第五，在發(fā)酵過程中，微生物產(chǎn)生的酶類可以破壞植物細(xì)胞壁，從而促進(jìn)活性物質(zhì)的溶出[6]。中藥含有復(fù)雜的活性成分，包括皂苷、多糖、黃酮、生物堿、維生素、有機(jī)酸、礦物元素等[7]，發(fā)酵可對這些復(fù)雜成分進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，促進(jìn)其分解，將不能被腸道直接吸收的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化成小分子物質(zhì)，從而促進(jìn)藥效成分的吸收[8]。
3
現(xiàn)代中藥發(fā)酵技術(shù)
現(xiàn)代中藥發(fā)酵技術(shù)，是在繼承傳統(tǒng)中藥發(fā)酵炮制方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合微生態(tài)學(xué)、生物工程學(xué)、發(fā)酵工程技術(shù)等學(xué)科，形成的中藥現(xiàn)代化制藥新技術(shù)[9]，主要包括固體發(fā)酵、液體發(fā)酵、雙向發(fā)酵等[10]。
固體發(fā)酵源自古代的制曲工藝，以具有一定活性成分的中藥材或藥渣作為發(fā)酵營養(yǎng)基質(zhì)，用一種或多種真菌或細(xì)菌作為發(fā)酵菌種，通過自身產(chǎn)生的果膠酶、纖維素酶等，將中藥植物的細(xì)胞壁分解，使其中有效成分釋放[11]，但固體發(fā)酵存在一定的不確定性，產(chǎn)品質(zhì)量并不穩(wěn)定，且生產(chǎn)過程中的機(jī)械化程度低，難以大規(guī)模地工業(yè)生產(chǎn)。
液體發(fā)酵是將營養(yǎng)物質(zhì)溶解在液體中制備培養(yǎng)基，隨后在其中接入菌種進(jìn)行培養(yǎng)得到目標(biāo)產(chǎn)物的發(fā)酵技術(shù)[12]，在日益受到人們的關(guān)注。中藥液體發(fā)酵主要是以中藥材或其提取物和基礎(chǔ)培養(yǎng)液的混合物作為發(fā)酵基質(zhì)，具有培養(yǎng)周期短、生產(chǎn)效率高、發(fā)酵參數(shù)可控的優(yōu)點(diǎn)，可滿足大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)需求。但對無菌要求較高，需嚴(yán)格控制發(fā)酵設(shè)備及工藝生產(chǎn)條件[13]。
隨著發(fā)酵工程技術(shù)研究的深入，雙向發(fā)酵成為近年研究熱點(diǎn)，中藥雙向發(fā)酵技術(shù)是以含有活性成分的中藥作為發(fā)酵的藥性基質(zhì)，以有益的藥用真菌作為發(fā)酵的菌種，藥用真菌在藥性基質(zhì)上的生長過程中，通過一系列復(fù)雜的代謝反應(yīng)過程產(chǎn)生新的活性成分和生理功能。雙向發(fā)酵是由中藥基質(zhì)為真菌提供生長所需的碳源、氮源等養(yǎng)分，藥用真菌的生長活動(dòng)則促使中藥基質(zhì)中的有效成分轉(zhuǎn)化，相互協(xié)同，共生共長，從而形成了這種“新型（雙向性）發(fā)酵工程”[14]。雙向發(fā)酵效率高，易產(chǎn)生新物質(zhì)、新功效，但因真菌與藥材之間的不同組合，使發(fā)酵產(chǎn)物和化學(xué)成分變得復(fù)雜，但發(fā)酵過程中藥用菌影響藥性基質(zhì)的機(jī)理尚不明確，故有待進(jìn)一步的研究探索。
4
結(jié)語
中藥是我國的寶貴財(cái)富，中藥發(fā)酵與其他炮制方法相比，能夠有效擴(kuò)大中藥用藥范圍，具有較強(qiáng)的優(yōu)越性。因此，發(fā)展中藥發(fā)酵，是提高藥用資源利用率、開發(fā)新中藥的有效途徑之一，為我國豐富藥用資源的進(jìn)一步研究、開發(fā)，以及中醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展拓寬更大的范圍。
參考文獻(xiàn)：
[1]王延年, 董雪, 喬延江, 史新元. 中藥發(fā)酵研究進(jìn)展[J]. 世界科學(xué)技術(shù)(中醫(yī)藥現(xiàn)代化), 2010, 12 (03): 437-441.
[2] Zhao Y, Li Q, Wang M, Wang Y, Piao C, Yu H, Liu J, Li Z. Structural characterization of polysaccharides after fermentation from Ganoderma lucidum and its antioxidant activity in HepG2 cells induced by H2O2. Food Chem X. 2023 Apr 23;18:100682. doi: 10.1016/j.fochx.2023.100682. PMID: 37168720; PMCID: PMC10165195.
[3] 白澤方,汪學(xué)猛.中草藥炮制中微生物的作用機(jī)制研究[J].化工設(shè)計(jì)通訊, 2022(007):048.
[4] 陳文華,李思琦,宋佳,等.鐵皮石斛對抗生素誘導(dǎo)小鼠腸道菌群紊亂的改善作用[J].中草藥, 2023, 54(19):6362-6369.
[5] 王紫菱,勞嘉,鐘燦,等.食療中草藥乳酸菌發(fā)酵與生物轉(zhuǎn)化研究進(jìn)展與展望[J].食品與發(fā)酵工業(yè), 2023, 49(8):318-324.DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034488.
[6] 賈艷姝.黃芪乳酸菌發(fā)酵工藝研究[D].黑龍江中醫(yī)藥大學(xué),2012.
[7] 田秋豐, 張紅, 尹珺伊, 張軍, 白長勝, 王歡, 劉秋瑾, 王巖, 秦平偉, 邱景會, 湯繼龍, 鐘鵬, 史同瑞. 復(fù)方中草藥生物發(fā)酵對其活性成分的影響[J]. 黑龍江畜牧獸醫(yī), 2023, (08): 116-121.
[8] 李秋月. 發(fā)酵中草藥替代抗生素對雛雞感染腸炎沙門氏菌的治療效果研究[D]. 昆明理工大學(xué), 2022.
[9] 劉子菡, 王喻淇, 姜珊, 董凡, 王少平, 代龍, 張加余. 中藥發(fā)酵技術(shù)及其藥理作用研究進(jìn)展[A] 中國藥理學(xué)會藥檢藥理專業(yè)委員會第十六屆（2019年）學(xué)術(shù)年會論文集[C]. 中國藥理學(xué)會藥檢藥理專業(yè)委員會, 中國藥理學(xué)會, 2019: 8.
[10] 董凡, 李浩然, 王少平, 楊愛琳, 代龍, 張加余. 中藥發(fā)酵的現(xiàn)代研究進(jìn)展與展望[J]. 中華中醫(yī)藥雜志, 2021, 36 (02): 628-633.
[11] 王耀新, 陳麗娜, 韓國慶, 王繼明, 杜芳. 中藥發(fā)酵技術(shù)研究概況[J]. 中醫(yī)藥信息, 2018, 35 (06): 120-124.
[12] 梁紅娟, 季新燕, 李津, 常瑞華, 劉亞明. 液體發(fā)酵技術(shù)在中藥研究方面的應(yīng)用[J]. 山西中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào), 2012, 13 (04): 75-78.
[13] 才華加, 拉毛加, 斗格杰布, 完么才讓. 藏醫(yī)藥浴療法的研究概況[J]. 中國民間療法, 2020, 28 (10): 32-34.
[14] 莊毅, 謝小梅. 藥用真菌新型(雙向性)固體發(fā)酵工程對雷公藤解毒持效的初步研究[J]. 中國中藥雜志, 2009, 34 (16): 2083-2087.
北京昕大洋技術(shù)經(jīng)理 陳濤-提供