益生菌發(fā)酵中藥方法概述及其應(yīng)用研究進(jìn)展△

劉波，張鵬翼，孟祥璟*，張祥奎，李敏，段崇剛，張?zhí)m英，張岱州，凌沛學(xué)，3

1.山東省藥學(xué)科學(xué)院 山東省生物藥物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250101；2.山東體育學(xué)院，山東 濟(jì)南 250102；3.山東福瑞達(dá)醫(yī)藥集團(tuán)有限公司 山東省黏膜與皮膚給藥技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250101

中藥發(fā)酵前后化學(xué)成分會(huì)發(fā)生變化，一些具有重要藥效的前體物質(zhì)只有經(jīng)過(guò)腸道益生菌的作用才能被人體有效吸收。益生菌是指對(duì)機(jī)體健康有益的微生物，截至2019年，我國(guó)先后在《可用于保健食品的益生菌菌種名單》(衛(wèi)法監(jiān)發(fā)〔2001〕84號(hào))、《可用于保健食品的真菌菌種名單》(衛(wèi)法監(jiān)發(fā)〔2001〕84號(hào))、《可用于食品的菌種名單》(衛(wèi)辦監(jiān)督發(fā)〔2010〕65號(hào))以及《可用于嬰幼兒食品的菌種名單》(衛(wèi)生部公告〔2011〕25號(hào))上發(fā)布了食品領(lǐng)域可用的益生菌種類，包括了35個(gè)種或亞種(見(jiàn)表1)。每個(gè)人的腸道菌群平衡度和藥物吸收能力不同，體外益生菌發(fā)酵可以很好地彌補(bǔ)這一缺陷，在治療疾病方面具有更多的優(yōu)勢(shì)，且益生菌代謝所產(chǎn)生的有益物質(zhì)也豐富了產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。現(xiàn)代中藥發(fā)酵技術(shù)既繼承了傳統(tǒng)中藥的炮制方法，又與現(xiàn)代生物工程技術(shù)相結(jié)合。為了提高生產(chǎn)率，多級(jí)聯(lián)合發(fā)酵工藝前景廣泛；但此類技術(shù)報(bào)道較少，需要進(jìn)一步探究在多級(jí)聯(lián)合發(fā)酵條件下不同菌種和中藥之間的發(fā)酵組合方式，提高產(chǎn)率的同時(shí)擴(kuò)大中藥的應(yīng)用領(lǐng)域。本文綜述了傳統(tǒng)和現(xiàn)代益生菌發(fā)酵中藥技術(shù)以及中藥與現(xiàn)代生物技術(shù)融合之后在各個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出來(lái)的應(yīng)用前景。

表1 益生菌種類

續(xù)表1

1 中藥發(fā)酵類型

1.1 固體發(fā)酵

固體發(fā)酵歷史悠久，是在傳統(tǒng)的制曲工藝基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，以中藥材作為營(yíng)養(yǎng)發(fā)酵基質(zhì)，通常是1種或幾種益生菌作為發(fā)酵菌株，在一定條件下進(jìn)行發(fā)酵[1-2]。研究表明,將中藥(如王不留行、苦參、益母草、當(dāng)歸等)、菌株、營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)和水按照比例配制成濕態(tài)的固體培養(yǎng)基，發(fā)酵后檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，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(fā)酵的優(yōu)勢(shì)在于不需要對(duì)單純的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)進(jìn)行滅菌，屬于開(kāi)放體系，溫度、濕度、酸堿度、通氣等發(fā)酵條件易操作。盡管從治療效果來(lái)看，由固體發(fā)酵獲得的制劑不亞于液體發(fā)酵，但固體發(fā)酵也存在諸多局限性。比如所用發(fā)酵菌株局限于低濕狀態(tài)下生長(zhǎng)的菌株，發(fā)酵速度慢導(dǎo)致產(chǎn)量較低，發(fā)酵體系開(kāi)放易染雜菌且影響產(chǎn)品質(zhì)量，發(fā)酵終點(diǎn)和質(zhì)量控制沒(méi)有科學(xué)的指標(biāo)作為依據(jù)，通常是根據(jù)人為經(jīng)驗(yàn)操作，涉及去渣工作，需要很高的技術(shù)和設(shè)備支持，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)比較困難，這些缺點(diǎn)限制了固體發(fā)酵的推廣應(yīng)用[1-2，5]。

1.2 液體發(fā)酵

液體發(fā)酵是由抗生素生產(chǎn)工藝發(fā)展而來(lái)的，又稱為深層發(fā)酵，主要技術(shù)是將菌株活化培養(yǎng)至良好的生長(zhǎng)狀態(tài)，然后接種至培養(yǎng)液內(nèi)，培養(yǎng)液由培養(yǎng)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(yǎng)發(fā)酵，產(chǎn)物由菌體和發(fā)酵液兩部分組成[1-2，6]。中藥材發(fā)酵后，有效成分增加，生物轉(zhuǎn)化效果提高。研究發(fā)現(xiàn)，選用多葉奇果菌Grifolafrondosa液體發(fā)酵天麻，可以使天麻內(nèi)的天麻素轉(zhuǎn)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(chǎn)β-葡萄糖苷酶的菌株接種到人參莖葉提取液中進(jìn)行發(fā)酵，總皂苷被轉(zhuǎn)化成了人參皂苷Rg3，而人參皂苷Rg3已被證實(shí)對(duì)抑制腫瘤生長(zhǎng)起關(guān)鍵作用[8]。

相較于固體發(fā)酵，液體發(fā)酵的優(yōu)勢(shì)在于發(fā)酵自動(dòng)化、生產(chǎn)費(fèi)用低、產(chǎn)物穩(wěn)定性高、物質(zhì)傳遞率高、生產(chǎn)條件量化，可以應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。但是與抗生素相比，大多數(shù)中藥無(wú)法高效殺菌抑菌，且易污染，需要對(duì)發(fā)酵工藝和相關(guān)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)[9]。

1.3 藥用真菌雙向發(fā)酵

藥用真菌雙向發(fā)酵同樣包括液固發(fā)酵，其中液體發(fā)酵是基礎(chǔ)培養(yǎng)液、中藥提取液和真菌在封閉狀態(tài)下的組合，固體發(fā)酵是藥材或藥渣和真菌的開(kāi)放狀態(tài)的組合。藥用真菌雙向固體發(fā)酵是在20世紀(jì)90年代由莊毅[10]提出，把中藥或藥渣代替基礎(chǔ)培養(yǎng)液作為營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)，中藥既可以作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)提供給真菌，又與真菌生長(zhǎng)代謝的產(chǎn)物和細(xì)胞因子相互作用，影響中藥的自身結(jié)構(gòu)和成分，產(chǎn)生新的藥效、性味功能。蟬擬青霉是一種蟲(chóng)生真菌，與甘草渣混合經(jīng)雙向發(fā)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(zhì)分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變[11]。雙向發(fā)酵同樣可以降低中藥毒性，在青木香和靈芝菌的合理發(fā)酵時(shí)間內(nèi)(28～35 d)，發(fā)酵產(chǎn)物馬兜鈴酸Ⅰ和總馬兜鈴酸的含量呈降低趨勢(shì)，有效地減弱了青木香的毒性。雙向發(fā)酵的優(yōu)勢(shì)在于中藥和真菌可產(chǎn)生大量的發(fā)酵組合，具有良好的應(yīng)用前景。但是科學(xué)的理論支撐尚缺乏，需要進(jìn)一步探究[12]。

2 益生菌多級(jí)聯(lián)合發(fā)酵

目前大量研究涉及使用益生菌發(fā)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(jiàn)益生菌，在疾病治療、化妝品、保健品和畜牧業(yè)等領(lǐng)域均有報(bào)道。益生菌發(fā)酵中藥的方法在固體發(fā)酵和液體發(fā)酵中均有涉及，例如利用乳酸菌和屎腸球菌的協(xié)同作用固體發(fā)酵黃芪作為仔豬飼料添加劑，添加劑的量與仔豬進(jìn)食量、進(jìn)食量與增質(zhì)量的關(guān)系和血清免疫球蛋白含量等呈正相關(guān)性[13]。

根據(jù)菌株生長(zhǎng)條件可分為好氧發(fā)酵、兼性厭氧發(fā)酵和厭氧發(fā)酵，發(fā)酵涉及不同類型的益生菌時(shí)，其最適pH可能不同，且發(fā)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(zhǎng)，所以可采用多級(jí)聯(lián)合發(fā)酵，即2種或者2種以上的發(fā)酵方式組合，菌株之間實(shí)現(xiàn)了互惠互利，提高了生產(chǎn)效率和活性成分含量。目前該方法已應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)，在一項(xiàng)益生菌發(fā)酵六味地黃液的研究中，在初始pH 7.0的發(fā)酵液內(nèi)接種腸膜明串珠菌，37 ℃恒溫發(fā)酵。當(dāng)發(fā)酵液pH降低至5.5時(shí)，接種雙歧桿菌持續(xù)發(fā)酵30 h，再接種乳桿菌持續(xù)發(fā)酵至發(fā)酵液pH為4.0，此時(shí)降低發(fā)酵溫度至25 ℃，然后發(fā)酵液pH降至3.8時(shí)發(fā)酵結(jié)束，得到的六味地黃發(fā)酵液用于治療腎陰虛，與傳統(tǒng)藥物相比，具有增效和減毒的優(yōu)勢(shì)[14]。研究發(fā)現(xiàn)，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(fā)酵中藥制取保健液，該保健液中木醋桿菌在氧氣充足時(shí)可大量生長(zhǎng)，但對(duì)蔗糖的利用率很低，可把酵母菌和木醋桿菌同時(shí)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(shí)也分泌乙醇，可以上調(diào)木醋桿菌產(chǎn)纖維素膜和乙酸的能力，反過(guò)來(lái)木醋桿菌產(chǎn)酸增加不僅會(huì)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(zhuǎn)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(jìn)行無(wú)菌有氧發(fā)酵，待發(fā)酵12～48 h后，再接種乳桿菌、雙歧桿菌和納豆芽孢桿菌發(fā)酵，pH降低至2.9～3.2時(shí)停止發(fā)酵。該保健液具有抗腫瘤，提高免疫力，預(yù)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(hù)腸道菌群平衡、助消化、防衰老、排毒養(yǎng)顏等[15]。在治療疾病中抗生素效果顯著，但是長(zhǎng)時(shí)間的使用會(huì)使人體對(duì)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(fā)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(yíng)養(yǎng)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?lè)邸⒁蜣?組成的發(fā)酵液中接種產(chǎn)果膠酶和纖維素酶的黑曲霉，無(wú)菌空氣條件下有氧發(fā)酵36 h，再接種乳桿菌和腸球菌，厭氧發(fā)酵同時(shí)酶解16 h，發(fā)酵完成后再恒溫酶解1.5 h，臨床驗(yàn)證該中藥制劑具有良好的效果[16]。

3 益生菌發(fā)酵中藥的優(yōu)勢(shì)

微生物發(fā)酵中藥不僅改變了煎、煮、熬、煉、蒸、浸的傳統(tǒng)操作工藝，其優(yōu)點(diǎn)還在于以下幾個(gè)方面(見(jiàn)圖1)：1)益生菌在新陳代謝中會(huì)產(chǎn)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(xì)胞壁，降低多糖等對(duì)有效成分的包裹作用，析出更多的生物堿、黃酮、糖苷、有機(jī)酸和萜類等有效成分，提高藥效[17]。對(duì)中藥王不留行、益母草、黃芪的研究中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)益生菌發(fā)酵后，其中有效成分總黃酮、皂苷、生物堿、粗多糖和總多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別提高了55.14%、49.21%、127.28%、55.42%、57.31%，并且黃芪發(fā)酵液在非特異性免疫、環(huán)磷酰胺損傷器官和抗氧化方面的對(duì)抗性有明顯的提高[3，18]。另有研究表明，紅參經(jīng)微生物發(fā)酵后，高效液相色譜法檢測(cè)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(guān)竅，利用急性毒性實(shí)驗(yàn)檢測(cè)巴豆毒性后，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵的巴豆毒性降低[20]。大黃經(jīng)酵母菌作用后，總蒽醌中游離型占比增多，結(jié)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(qián)子本身具有鎮(zhèn)痛和消炎的功效，利用真菌對(duì)馬錢(qián)子進(jìn)行發(fā)酵后，既保持了原有的中藥作用，又使得其毒性降低[22]。3)產(chǎn)生新的活性物質(zhì)，擴(kuò)大適應(yīng)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(jīng)腸道菌群代謝轉(zhuǎn)化為番瀉苷元A 、番瀉苷元B和大黃酸蒽酮發(fā)揮藥理作用[23-24]。同樣利用益生菌枯草芽孢桿菌對(duì)三七根須進(jìn)行發(fā)酵，經(jīng)分離鑒定發(fā)現(xiàn)，益生菌發(fā)酵后產(chǎn)生了新成分人參皂苷Rh4[25]。4)節(jié)約中藥資源，降低成本。中藥發(fā)酵之后有效成分的獲取率升高，藥效加強(qiáng)，相對(duì)減少了中藥材的用量。此外，中藥殘?jiān)梢栽俅芜M(jìn)行發(fā)酵，轉(zhuǎn)化為可用的有價(jià)值的資源物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)利用益生菌發(fā)酵健胃消食片的中藥殘?jiān)?，產(chǎn)品在治療幽門(mén)螺桿菌感染方面表現(xiàn)出很強(qiáng)的潛力[26]。5)產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的豐富和良藥苦口感官的改進(jìn)。益生菌發(fā)酵中藥過(guò)程中產(chǎn)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(chǎn)物可保留在產(chǎn)品中，為患者提供更豐富的營(yíng)養(yǎng)支持；而產(chǎn)生的乳酸、乙酸等酸味物質(zhì)，乙酸乙酯、乙酸苯乙酯等酯香物質(zhì)，另外還會(huì)摻雜一些高級(jí)醇，改善傳統(tǒng)中藥的口感。

圖1 益生菌發(fā)酵中藥特點(diǎn)

4 益生菌發(fā)酵中藥應(yīng)用領(lǐng)域

4.1 抗腫瘤

目前腫瘤疾病大多采用手術(shù)、化療、放療、免疫治療等，這些方法嚴(yán)重的不良反應(yīng)會(huì)影響人體的免疫功能，而輔以中醫(yī)治療，可以減少化學(xué)療法的不良反應(yīng)，并且提高療效，增強(qiáng)免疫力。黃芪作為一種傳統(tǒng)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(fā)酵黃芪獲得黃芪多糖后，對(duì)構(gòu)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(fā)現(xiàn)注射劑量為200 mg·kg-1時(shí)脾淋巴細(xì)胞增殖能力加強(qiáng)，胸腺和脾臟指數(shù)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(guān)研究表明，經(jīng)益生菌發(fā)酵后，黃芪多糖含量升高，提高了藥效[28]。

4.2 降血糖

益生菌產(chǎn)生的纖維素酶、果膠酶等胞外酶可破壞植物細(xì)胞壁，使得中藥有效成分苷類、酮類、糖類和酚類等物質(zhì)更易析出，其中酮類、酚類和多元醇類物質(zhì)含量的增加，可以使脂類化合物獲得更多的自由基，可轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定性更高的酮類、酚類和多元醇類自由基，進(jìn)而增強(qiáng)機(jī)體抗氧化能力，改善了糖類、蛋白質(zhì)和脂肪的代謝，最終達(dá)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(zhuǎn)化成苷元，發(fā)酵基質(zhì)內(nèi)的苷元含量明顯升高[30]。Jang等[31]報(bào)道口服益生菌發(fā)酵紅參粉用于治療糖尿病，將發(fā)酵產(chǎn)物用于由鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病小鼠模型。與對(duì)照組、益生菌組和紅參組相比，益生菌發(fā)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(diào)，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。

4.3 肝臟疾病

長(zhǎng)期攝入酒精飲料的人群通?；加芯凭灾靖?，嚴(yán)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(jī)體對(duì)酒精的耐受性提高，醒酒時(shí)間變短[32]。而微生物可以通過(guò)去糖基化作用使得人參皂苷向稀有人參皂苷轉(zhuǎn)化，提高人參的藥理活性，有研究表明人參經(jīng)發(fā)酵乳桿菌KP-3發(fā)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(zhuǎn)移酶的活性，并且在食用經(jīng)益生菌發(fā)酵的人參后，酒精模型小鼠體質(zhì)量無(wú)明顯差異；肝臟的脂肪積累程度下降；肝臟與體質(zhì)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(zhuǎn)移酶和低密度脂蛋白的含量顯著下調(diào)；腸道中益生菌群與有害菌群數(shù)量比值增加，對(duì)肝臟損傷達(dá)到很好的緩解效果[33]。在畜牧養(yǎng)殖業(yè)中，可用芽孢桿菌發(fā)酵五味子治療肉雞肝損傷，肉雞體內(nèi)的谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶和丙二醛含量顯著下調(diào)，谷胱甘肽還原酶和超氧化物岐化酶(SOD)含量顯著上調(diào)，抗氧化能力提高，肝臟損傷情況減輕[34]。

4.4 腸道疾病

中藥有效成分通常是經(jīng)腸道菌群轉(zhuǎn)化之后發(fā)揮腸道消炎的藥理作用，但考慮到個(gè)體之間腸道菌群的差異，體外發(fā)酵后服用發(fā)酵產(chǎn)品效果更好。Jang等[35]采用硫酸右旋糖酐誘導(dǎo)小鼠結(jié)腸炎模型，口服乳酸菌發(fā)酵紅參粉，與灌胃蒸餾水的空白組和對(duì)照組相比，給予益生菌發(fā)酵紅參組小鼠的血清白細(xì)胞介素-6、TNF-α和炎性生物標(biāo)志物在結(jié)腸炎開(kāi)始階段升高的水平明顯下降，而且炎性細(xì)胞分裂和炎癥因子mRNA的表達(dá)同樣降低?？诜嫔l(fā)酵紅參可以減輕病情，表明其可以用于開(kāi)發(fā)具有防治結(jié)腸炎功效的紅參制品。而在硫酸葡聚糖鈉誘導(dǎo)構(gòu)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(dāng)歸，經(jīng)鼠李糖桿菌發(fā)酵后，可降低急性結(jié)腸炎小鼠的體質(zhì)量下降和DAI，抑制了結(jié)腸損傷和促炎細(xì)胞因子的表達(dá)，維持了緊密連接的完整性[36]。

4.5 皮炎

特應(yīng)性皮炎(AD)是一種全身的慢性疾病，病因復(fù)雜，通常會(huì)刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)和炎癥通路，可能會(huì)引起哮喘、過(guò)敏性鼻炎和食物過(guò)敏，這些情況均表現(xiàn)為血清IgE水平升高和外周嗜酸性粒細(xì)胞增多[37]。不同研究表明,益生菌可能對(duì)AD治療產(chǎn)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(shí)間(起效時(shí)間)、持續(xù)暴露時(shí)間和劑量[38]。Chung等[39]研究乳酸桿菌發(fā)酵新型草藥KIOM-MA(甘草、虎杖、槐花、蛇床子、牛蒡子等)的嗜酸發(fā)酵產(chǎn)物KIOM-MA128對(duì)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。

4.6 骨質(zhì)疏松

骨質(zhì)疏松癥的特征是骨骼強(qiáng)度受損，骨量減少，導(dǎo)致骨骼脆弱，增加骨折風(fēng)險(xiǎn)。雌激素缺乏是絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥病因的基礎(chǔ)，與成骨細(xì)胞骨形成相比，隨著破骨細(xì)胞骨吸收的相對(duì)增加，骨轉(zhuǎn)換增加，導(dǎo)致骨重塑的不平衡、骨密度(BMD)的凈損失以及骨骼微結(jié)構(gòu)的破壞。雌激素替代療法(ERT)廣泛應(yīng)用于預(yù)防和治療絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)健康角度，傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)可更好地作為骨質(zhì)疏松癥的替代療法。韓國(guó)相關(guān)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(fā)酵得到發(fā)酵產(chǎn)物FHRT。然后采用卵巢切除術(shù)(OVX)制備絕經(jīng)大鼠模型，利用酒石酸抗酸性磷酸酶(TRAP)染色法評(píng)價(jià)FHRT對(duì)破骨細(xì)胞的影響。結(jié)果表明，F(xiàn)HRT治療能顯著降低大鼠TRAP活性和TRAP陽(yáng)性多核細(xì)胞的數(shù)量，HRT抑制破骨細(xì)胞生成和骨丟失作用增強(qiáng)，在治療絕經(jīng)引起的骨質(zhì)疏松方面具有良好的應(yīng)用前景[40]。

4.7 保健品

保健品通常用作疾病的輔助治療手段，功效包括調(diào)節(jié)血脂、血糖和血壓，抗氧化，增強(qiáng)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(yíng)養(yǎng)價(jià)值，可以被用于保健食品的開(kāi)發(fā)，且與益生菌結(jié)合發(fā)酵之后不僅改善口感，而且增強(qiáng)保健效果。王曦等[41]用7株益生菌分別發(fā)酵黃芪得到發(fā)酵液，然后小鼠給藥30 d，發(fā)現(xiàn)其中編號(hào)為5的益生菌-黃芪發(fā)酵液使小鼠糖原和肝臟SOD的含量顯著上調(diào)，血清尿素氮和肌肉丙二醛含量顯著下調(diào)，推測(cè)小鼠抗疲勞能力的增加與能源含量、抗氧化能力升高相關(guān)。此外，保健食品良好的口感同樣重要，益生菌發(fā)酵山藥和地黃得到的復(fù)合飲品的風(fēng)味得到改善，同時(shí)又兼具中藥和益生菌的養(yǎng)生、滋補(bǔ)和保健功效[42]。

4.8 化妝品

中藥提取液在經(jīng)益生菌發(fā)酵后藥物的安全性、有效性、毒副作用等方面具有優(yōu)勢(shì)[17，21-22]，有效成分變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)，更易在皮膚表面或進(jìn)入表皮或真皮發(fā)揮作用，在化妝品領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。相關(guān)研究通過(guò)選用14種中藥分別與2株菌混合，進(jìn)行中藥總還原力和酪氨酸酶抑制能力的篩選，結(jié)果顯示，活性最強(qiáng)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(yīng)面法得到最佳發(fā)酵條件，發(fā)酵后其酪氨酸酶抑制率提高為73.21%[43]。而且當(dāng)歸經(jīng)粉碎、酶解和益生菌(乳桿菌、雙歧桿菌、乳球菌、鏈球菌)發(fā)酵，得到的發(fā)酵液提取物可作為添加成分用于制備化妝品，通過(guò)對(duì)D-半乳糖衰老模型小鼠皮膚SOD和羥脯氨酸含量檢測(cè)，與對(duì)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(fā)酵組合物組明顯升高，同時(shí)益生菌的代謝物能很好的促進(jìn)皮膚新陳代謝，維持人體皮膚的微生態(tài)[44]。

4.9 畜牧養(yǎng)殖業(yè)

在畜牧養(yǎng)殖業(yè)中，治療動(dòng)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(zhǎng)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(nèi)藥物殘留量也逐漸累積，這些藥物殘留隨著食物鏈最終進(jìn)入人體，影響人類健康[45]。畜牧養(yǎng)殖業(yè)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(chǎn)朊假絲酵母、枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌等。而益生菌發(fā)酵中藥具有毒性低和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高等優(yōu)勢(shì)，與現(xiàn)代畜牧養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展方向更符合，應(yīng)用前景廣泛[46-52]。

4.9.1促進(jìn)機(jī)體生長(zhǎng) 益生菌發(fā)酵中藥有利于家畜吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提高飼料利用率，促進(jìn)機(jī)體生長(zhǎng)。為了增加泌乳量，可在王不留、益母草和農(nóng)產(chǎn)品發(fā)酵基質(zhì)中接種糞腸球菌、產(chǎn)朊假絲酵母和干酪乳桿菌，進(jìn)行呼吸袋厭氧發(fā)酵獲得發(fā)酵產(chǎn)品作為飼料添加劑，喂養(yǎng)泌乳母豬后使得乳汁內(nèi)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(yǎng)肉鴨過(guò)程中，則是用枯草芽孢桿菌和檸檬酸桿菌發(fā)酵黃芪、大青葉等中藥發(fā)酵產(chǎn)物作為飼料添加劑，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組肉鴨的平均日增體質(zhì)量、終體質(zhì)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(fā)酵制劑可使家畜的免疫系統(tǒng)受激，提高機(jī)體的免疫能力，這與家畜體內(nèi)的SOD活力、血清免疫球蛋白G含量以及雌二醇含量相關(guān)，利用糞腸球菌、產(chǎn)朊假絲酵母和干酪乳桿菌呼吸袋厭氧發(fā)酵王不留、益母草和農(nóng)產(chǎn)品作為飼料添加劑，有效增加了免疫增強(qiáng)相關(guān)物質(zhì)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(fā)酵姜黃、魚(yú)腥草、插田泡和烏梅的組合物，發(fā)酵制劑喂養(yǎng)肉仔雞，增強(qiáng)了肉仔雞的的免疫活性，提高了感染沙門(mén)氏菌后的生存能力。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，可用酵母菌、芽孢桿菌和乳桿菌發(fā)酵黃芪、甘草、板藍(lán)根、枸杞子等中藥作為添加劑，鯉魚(yú)的腎臟、脾臟和肝臟指數(shù)，存活率，多糖含量的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)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(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)水質(zhì)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(fù)合益生菌發(fā)酵包括金銀花、杜仲、板藍(lán)根、五味子、黃芪、甘草等在內(nèi)的復(fù)合中藥，獲得中藥復(fù)合益生菌制劑，通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，中藥復(fù)合益生菌制劑在喂養(yǎng)凡納濱對(duì)蝦一段時(shí)間后，取出對(duì)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(qiáng)，而且該益生菌制劑可以穩(wěn)定水體的pH、亞硝酸鹽和氨態(tài)氮含量，改善了水體環(huán)境[50]。

4.9.3抗菌、抗病毒 機(jī)體在感染病原體之后，腸道菌群原先的平衡被打破，導(dǎo)致腸道功能發(fā)生紊亂和機(jī)體免疫力降低，癥狀通常表現(xiàn)為腹瀉。而益生菌-中藥發(fā)酵制劑可有效地調(diào)整腸道微生態(tài)系統(tǒng)，抑制病原體生長(zhǎng)，預(yù)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(chǎn)朊假絲酵母發(fā)酵后用于治療仔豬的TGEV病毒性腸胃炎，相關(guān)研究進(jìn)行了體外抑菌、抗病毒實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)中藥制劑為5 g·kg-1時(shí)具有與常規(guī)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(yán)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(fā)酵，發(fā)酵液可有效地抑制產(chǎn)毒素大腸桿菌K88生長(zhǎng)[52]。

益生菌發(fā)酵中藥在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究匯總見(jiàn)表2。

表2 益生菌發(fā)酵中藥應(yīng)用領(lǐng)域

續(xù)表2

5 展望

利用益生菌發(fā)酵中藥也是目前研究的熱點(diǎn)，這種發(fā)酵方式的特點(diǎn)是可以獲得更多的有效目標(biāo)成分來(lái)提高藥效、產(chǎn)生次級(jí)代謝產(chǎn)物，擴(kuò)大了適應(yīng)證，提高了中藥利用率，節(jié)約成本，豐富了中藥產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，降低了中藥的毒性和改善了中藥產(chǎn)品的口味，符合新產(chǎn)品新趨勢(shì)。中藥在世界也引起了極大的關(guān)注，國(guó)外眾多研究同樣表明，益生菌及其發(fā)酵產(chǎn)品對(duì)健康有重要貢獻(xiàn)。但是益生菌發(fā)酵中藥仍面臨一些挑戰(zhàn)，如發(fā)酵體系作用機(jī)制的深入探索、優(yōu)良菌種的選擇、發(fā)酵篩選模型及多維評(píng)價(jià)體系的建立等。在工業(yè)化生產(chǎn)中，固體發(fā)酵受限較多，通常是根據(jù)人為經(jīng)驗(yàn)操作，需要很高的技術(shù)和設(shè)備支持。而液體發(fā)酵可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化發(fā)酵、生產(chǎn)條件量化，應(yīng)用前景廣泛，但是仍需要對(duì)發(fā)酵工藝和相關(guān)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。中藥發(fā)酵具有很好的可持續(xù)發(fā)展前景，可以深入創(chuàng)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(diào)血脂等方面以及畜牧、化妝品、保健品等領(lǐng)域的應(yīng)用思路。