黃芪藥材的發(fā)酵研究進(jìn)展

徐榮芳，薛慧清，閆潤紅，李艷彥，郭 羽，劉必旺

（山西中醫(yī)學(xué)院，山西太原030024）

中藥黃芪在國內(nèi)中藥材市場上為常用大宗品種，不僅是治病救人的名貴藥材，也是新興的保健品原料之一。隨著黃芪用量和用途的逐年增加，沿用多年的黃芪使用方法、加工方法以及有效成分提取方法已不能滿足社會的需求。而微生物發(fā)酵不僅可以對中藥的纖維糖類蛋白質(zhì)等成分加以利用和轉(zhuǎn)化，同時中藥中的成分可促進(jìn)或抑制其次生代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生，生產(chǎn)出包含多種活性成分的制劑或新藥，故黃芪的發(fā)酵研究具有理論和現(xiàn)實意義。

1 黃芪發(fā)酵的藥學(xué)研究

利用微生物對黃芪發(fā)酵，黃芪藥材和微生物中的某些成分會在發(fā)酵中被轉(zhuǎn)化，或提高微生物的產(chǎn)率及效用，或改變黃芪有效成分的含量比例。

1.1 發(fā)酵產(chǎn)生新的活性物質(zhì)

有研究報道，將黃芪、玉竹、絞股藍(lán)、苦蕎等九味中藥固體粉末分別加入培養(yǎng)基中接種雞腿蘑進(jìn)行深層發(fā)酵，結(jié)果表明黃芪等中藥可以促進(jìn)雞腿蘑的生長和胞外多糖的分泌［1］。有學(xué)者將中藥黃芪作為添加物對靈芝進(jìn)行深層發(fā)酵，確定在發(fā)酵培養(yǎng)基中添加適量的黃芪能促進(jìn)靈芝生長和靈芝多糖的產(chǎn)生，表明黃芪有利于靈芝發(fā)酵中多糖的產(chǎn)生，其多糖的組分發(fā)生變化，可能產(chǎn)生了新的物質(zhì)［2］。

1.2 發(fā)酵對菌體自身的影響

有學(xué)者以長雙歧桿菌和兩歧雙歧桿菌為研究對象，以黃芪為主要材料，系統(tǒng)研究黃芪及其他中藥對雙歧桿菌生長的影響。結(jié)果表明，黃芪浸提液在體外對長雙歧桿菌Blm和兩歧雙歧桿菌Bbm的生長具有促進(jìn)作用，其效果隨著黃芪浸提液添加量的增加而增加，并且對不同菌種的促生長效果存在差異［3］。還有學(xué)者在含有黃芪的培養(yǎng)基中加入裂褶菌進(jìn)行液體發(fā)酵，結(jié)果表明利用裂褶菌液體發(fā)酵可將黃芪中的多糖和皂苷進(jìn)行有效菌物轉(zhuǎn)化，從而提高了菌絲體的有效生物量［4］。朱新術(shù)等［5］選取能厭氧發(fā)酵黃芪藥液的優(yōu)良乳酸菌，通過在添加黃芪藥液的發(fā)酵培養(yǎng)基中反復(fù)傳代對其進(jìn)行馴化，并測定發(fā)酵前后粗多糖的含量和菌體濃度，用單因素法研究了最佳黃芪添加量和最佳接種量，結(jié)果經(jīng)過6次傳代馴化后，馴化菌株發(fā)酵黃芪藥液后可使其粗多糖得率提高111.9%，而黃芪藥液能促進(jìn)馴化菌株的增殖，可使菌體濃度提高251%。

1.3 發(fā)酵對黃芪藥材成分的影響

孫豪棟［6］通過對復(fù)旦大學(xué)實驗室保存菌株進(jìn)行研究，篩選能夠轉(zhuǎn)化黃芪總皂苷到黃芪甲苷，并且產(chǎn)物專一，轉(zhuǎn)化率較高的菌種，最終發(fā)現(xiàn)傘枝犁頭霉具有較好的轉(zhuǎn)化能力，并以之作為始發(fā)菌種，通過UV等誘變育種，篩選出能夠高效提高黃芪甲苷在黃芪總皂苷中含量的菌種，使黃芪甲苷的產(chǎn)率從28.3%增加至31.1%，并對培養(yǎng)基組分進(jìn)行優(yōu)化，使黃芪甲苷的產(chǎn)率提高至38.15%。再通過對一系列培養(yǎng)條件優(yōu)化試驗，結(jié)果顯示，在底物投料量為15 mg/mL時，黃芪甲苷最高產(chǎn)率可以達(dá)到42.86%。

郁帥陸等［7］利用藥用真菌靈芝對高溫滅菌后的中藥黃芪進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵處理，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵對高溫滅菌后的中藥黃芪成分變化有較大的影響，測得多糖和黃酮含量增加而皂苷含量明顯減少。王士中［8］采用黃芪藥材為主要培養(yǎng)基，接種糙皮側(cè)耳菌種對黃芪進(jìn)行發(fā)酵，對發(fā)酵液中主要活性成分含量檢測，并與黃芪水煎液相應(yīng)活性成分對比發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵處理使黃芪多糖和游離氨基酸含量降低，而總黃酮、總皂苷和黃芪甲苷含量增加，并確定了黃芪發(fā)酵的最佳時間為7 d。

2 黃芪發(fā)酵的藥理研究

2.1 發(fā)酵產(chǎn)物增強(qiáng)免疫功能的研究

有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，黃芪發(fā)酵型產(chǎn)品可明顯促進(jìn)小鼠脾B細(xì)胞增殖及對SRBC產(chǎn)生抗體，促進(jìn)T細(xì)胞增殖及T細(xì)胞依賴抗體的產(chǎn)生，其機(jī)理可能通過直接作用于巨噬細(xì)胞提高APC細(xì)胞的抗原呈遞功能及促進(jìn)T細(xì)胞的活化、增殖而達(dá)到正向調(diào)節(jié)免疫功能的作用［9］。黃芪發(fā)酵液還能夠提高小鼠吞噬細(xì)胞的吞噬能力，使小鼠淋巴細(xì)胞酸性非特異性酯酶活性升高，但對免疫器官重量影響不大［10］。陳俊榮等［11］用黃芪發(fā)酵產(chǎn)品“芪酵粉”與環(huán)磷酰胺聯(lián)合應(yīng)用進(jìn)行實驗，結(jié)果表明芪酵粉可對抗環(huán)磷酰胺所致的小鼠外周血白細(xì)胞減少、骨髓有核細(xì)胞數(shù)減少和脾重減輕等毒性反應(yīng)，保護(hù)腎功能，對化療藥環(huán)磷酰胺有顯著的減毒作用。

2.2 發(fā)酵產(chǎn)物在抗菌、抗病毒方面的研究

李萬坤等［12］采用體外累積發(fā)酵產(chǎn)氣法和16S rDNA指紋圖譜鑒定技術(shù)研究了來自黃芪的天然免疫活性多糖（AstE）對雞腸道微生物菌群及其發(fā)酵特性的影響，結(jié)果表明來自黃芪的天然免疫活性多糖（AstE）在體外發(fā)酵后，均具有顯著改變雞盲腸微生物發(fā)酵終產(chǎn)物的含量和盲腸微生物活性的作用。有國外專利報道，將酵母提取物和乳糖溶于蒸餾水中作培養(yǎng)基，在培養(yǎng)基中接種各種菌株或酵母株，并在適宜條件下培養(yǎng)24 h，黃芪片煮沸過濾得提取液后加入大豆粉、蔗糖，混勻，此混合物經(jīng)加壓滅菌后加到上述酵母培養(yǎng)基中，并于36℃～42℃培養(yǎng)42 h～60 h，過濾、離心得上清液，濃縮至原液的1/15，所得產(chǎn)品在規(guī)定的溫度下濃縮，最終產(chǎn)品的pH為3.2～3.5，該發(fā)酵物可預(yù)防、改善、抑制和治療微生物感染，促進(jìn)身體健康［13］。

2.3 發(fā)酵產(chǎn)物抗疲勞作用

有學(xué)者用乳酸菌發(fā)酵黃芪并做藥理研究，發(fā)現(xiàn)黃芪發(fā)酵產(chǎn)物有顯著性提高肝臟SOD活力和降低肌肉MDA含量的作用，黃芪發(fā)酵產(chǎn)物能減少部分組織中自由基的堆積，有助于體內(nèi)部分脂質(zhì)過氧化物的清除，從而延緩疲勞的出現(xiàn)或有促進(jìn)機(jī)體運(yùn)動性疲勞恢復(fù)作用［14］。魏巍［15］選擇了七味中藥與靈芝進(jìn)行組合發(fā)酵，研究其液體發(fā)酵產(chǎn)物在緩解體力疲勞方面的功效作用，證實靈芝-黃芪發(fā)酵產(chǎn)物有緩解體力疲勞的作用。

2.4 發(fā)酵產(chǎn)物降血糖作用

賀晨雨［16］用黃芪發(fā)酵粉對造模糖尿病大鼠灌胃給藥，之后對大鼠腹主動脈取血，分離血清，測各組大鼠空腹血糖（FBG）；大鼠眼眶后靜脈叢取血，測各組大鼠膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白（HDL-C）及低密度脂蛋白（LDL-C），發(fā)現(xiàn)黃芪發(fā)酵粉具有調(diào)節(jié)脂代謝，降低血糖的生理作用。

2.5 其他藥理作用

張凱等［17］對肉仔雞分別飼喂正常日糧、含黃芪生藥（RA）日糧、含發(fā)酵型黃芪提取物（FRAE）日糧和含中農(nóng)華信黃芪多糖（AP）日糧結(jié)果表明，在實驗期內(nèi)發(fā)酵型黃芪提取物對肉仔雞的生產(chǎn)性能和健康狀況有明顯促進(jìn)作用。

3 黃芪發(fā)酵產(chǎn)品的開發(fā)研究

黃芪本身藥食同源，除了能作藥用外亦可進(jìn)行食品開發(fā)。重慶市藥物種植研究所和西南農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合研制的一種新型含黃芪藥材發(fā)酵的功能保健茶，該茶按我國傳統(tǒng)醫(yī)藥學(xué)和養(yǎng)生理論，從增強(qiáng)脾胃功能入手，以補(bǔ)氣養(yǎng)血、滋陰生津為本，全面調(diào)整人體陰陽氣血平衡，增強(qiáng)人體機(jī)能［18］。還有一種干鮮黃芪益生菌發(fā)酵涼茶飲料專利，其制作方法為鮮浸泡的黃芪液汁為培養(yǎng)基，加入飲用水進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵完成后在發(fā)酵液中加適量的白砂糖、冰糖、蜂蜜等，常壓下煮沸滅活制成涼茶飲料。還有學(xué)者將嗜熱鏈球菌和保加利亞乳酸桿菌接種至黃芪和鮮牛奶為原料的培養(yǎng)基中，研制出了一種集黃芪和酸奶的保健功能于一體的新型保健飲料—黃芪功能性酸奶，供給糖尿病人、老年人飲用，為開發(fā)我國黃芪資源提供了一條新的途徑［19］。

4 結(jié)語

本文介紹了黃芪藥材發(fā)酵中新活性物質(zhì)、菌體自身、藥材成分等藥學(xué)方面的研究及黃芪發(fā)酵產(chǎn)物在增強(qiáng)免疫力、抗菌、抗病毒、抗疲勞等多方面藥理方面的研究，黃芪的發(fā)酵研究越來越趨向于對原來藥理功能的提高和新型保健食品的開發(fā)，注重實用性方面。但是現(xiàn)代中藥發(fā)酵研究目前還處于前期探索階段，理論基礎(chǔ)和發(fā)酵研究實踐相對較少，一些研究經(jīng)驗還需要摸索積累。由于發(fā)酵菌種、發(fā)酵基質(zhì)中藥的不同，在發(fā)酵條件和發(fā)酵周期的研究方面，每一種菌種與中藥的組合并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，引起發(fā)酵產(chǎn)物的藥性的改變、藥效的提高及治療范圍的變化的基礎(chǔ)研究還不夠扎實，因此還需要做大量的工作，以求充分發(fā)揮出黃芪發(fā)酵的目的，研究結(jié)果更加服務(wù)于社會。

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