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研究表明利用发酵技术发酵中药能够提高疗效、减少毒副作用

近年来,随着人们对所使用中药安全性和药效要求的提高,中药炮制受到广泛关注,而作为其基本方法之一的中药发酵炮制法因其原理及技术方法异于其他方法成为研究热点。中药发酵是在广义发酵的基础上,根据菌种特性选择适宜的中药材进行处理,使药材原有性能发生改变,功效得到增强。常见的发酵方式有固体发酵、液体发酵、双向固体发酵。目前,有关中药发酵方法的研究已引起学者的广泛关注。未来,对发酵微生物的选择及菌种在发酵过程的作用机制等还需深入研究,以为传统中药发酵炮制开辟新途径。

发酵的历史沿革及现状

在微生物学中,发酵是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物,同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。但在工业、食品及其他产业生产中,“发酵”是一切以微生物为依托进行各类生产的统称。根据史料记载及推测,早在8000年以前,我国就已经出现了曲蘗酿酒;4000多年前,酿酒已变得十分普遍;2500年前,勤劳的古代人民发明了酿酱、醋,并用曲这一特殊的中药剂型治疗消化道疾病。先秦时期,《庄子·知北游》中记载发酵为“其所美者为神奇,其所恶者为臭腐。臭腐复化为神奇,神奇复化为臭腐”。可见,那时人们已认识到在发酵的过程中发生了物质转化。东汉时期,“医圣”张仲景所著《伤寒论》中载有“栀子豉汤方”“栀子甘草豉汤”“栀子生姜豉汤”等含有豆豉的方剂,可知豆豉在方剂配伍中具有一定的效用;北魏时期,农学家贾思勰所著《齐民要术》里详细记载了制曲、酿酒、制酱和酿醋等工艺;到了宋代,发酵广泛用于中药炮制,出现了“半夏合生姜制曲法”,《太平惠民和剂局方》针对其中记载的相关方剂,描述了具体的操作方法。此外,医之始祖———《黄帝内经》对发酵也有些许记载,其中就有将药酒称为“醪醴”的说法。

在中药炮制中,中药发酵法是指经净制或处理后的药物,在一定的温度和湿度条件下,由于真菌和酶的催化分解作用,使药物发泡、生衣的方法。炮制前后药材性能、治疗作用均大为改变。但是因发酵过程中会产生微生物,且其种类众多、数量巨大,目前的检测方法难以辨清,故2015版《中国药典》收载的经发酵方法炮制的中药材仅有淡豆豉一种。

发酵方式

1、固体发酵

固体发酵是指在没有自由水或自由水含量极低的条件下,以一定湿度农副产品为营养基质,以一种或多种真菌为菌种发酵,该发酵方法是从制曲工艺发展而来,后经改进优化形成。如半夏曲、六神曲、沉香曲等,其发酵过程操作简单,温度、湿度、酸碱度、氧含量等环境条件易于控制,不易感染杂菌,因此药效能得到充分的发挥。迟晓丽等研究发现,中药固体发酵的关键在于优势菌种的选育,产率高、转化率高、毒性低的菌种是理想选择标准。

2、液体发酵

液体发酵是一种现代发酵技术,依托抗生素生产工艺,将生长情况良好的菌丝接种到含有一定比例中药材培养基中,然后将培养基置于适宜环境条件下进行发酵。该种发酵方法相较固体发酵法有所突破,因而应用更为广泛。但由于大多数中药容易在发酵过程中被污染,所以其对工艺设备的要求较为严格。此外,液态深层发酵还广泛用于红曲的生产菌种研究与大规模生产。

3、双向性固体发酵

双向性固体发酵于20世纪80年代由南京中医药大学庄毅教授首次使用,此技术依托固体发酵,与其不同的是将菌种生长的营养基质变为中药材或药渣,使得中药材在为真菌提供营养物质的同时,自身的结构成分也被真菌的代谢产物或细胞因子影响,从而使药材出现与原来不一样的功能性味,由此具有双向性。朱舟等采用固体发酵方式,以中药天南星为底物,在适宜的白僵菌接种量、温度和时间下,以含水量适宜的天南星粗粉-鲜豆渣-米粉作为培养基,发现在一定参数下得到的天南星炮制品与其他方法相比,毒性降低但抗惊厥作用升高。因此,白僵菌在固体发酵技术下对天南星具有减毒增效的作用。

发酵炮制的主要中药品种

采取发酵炮制制成的中药主要分为两大类:(1)中药自身经过一定条件发酵,如淡豆豉、百药煎等。(2)药物通过与一定介质混合产生微生物进行发酵,如六神曲、半夏曲、沉香曲等。

淡豆豉,收载于《本草汇言》,由青蒿、大豆、桑叶三者自然发酵得到。味苦、辛,性凉;归肺、胃经;具有解表、除烦、宣发郁热的功效,主要用于感冒、寒热头痛、烦躁胸闷、虚烦不眠。在中药发酵炮制的基础上,有学者采用单菌种和双菌种发酵淡豆豉,以不同发酵阶段产物的纤溶酶活性为测定指标探究最佳条件,结果发现以单一的枯草芽孢杆菌进行发酵的产物优于其他菌种,这为淡豆豉的大规模制备提供一定的理论支持。

百药煎,出自《本草蒙筌》,是由五倍子与茶叶发酵而成的灰褐色块状物。《本草纲目》载:“其体轻虚,其性浮收,且味带余甘,治上焦心肺,咳嗽痰饮,热渴诸病,含噙尤为相宜”。有学者发现,五倍子的有效成分鞣质在体内易与蛋白质发生沉淀反应,患者使用后会产生不良反应,而经发酵制成百药煎后,其有效成分刺激性减小、收敛性增强,且能在一定程度上减少甚至使不良反应消失。

六神曲,又称神曲,载自《齐民要术》。现在常用的工艺是将切碎的鲜辣蓼、鲜苍耳子、鲜青蒿与研末后的赤小豆、杏仁与麦麸和白面和匀,经自然发酵制成的曲剂,具有健脾和胃、消食和中的功效。传统神曲发酵为自然发酵,即杂菌发酵的方式,可控性较差,发酵产物质量优劣不一。

半夏曲,出自《太平惠民和剂局方》,是将半夏洗后、姜汁碾捣作曲自然发酵而成。其主治风寒咳嗽、喘息气急,消食积,治泄泻。因半夏中含有的草酸钙针晶具有刺激性,故临床常应用其炮制品,但对半夏发酵制曲后的毒性变化研究较少。

沉香曲,收于《饮片新参》。沉香曲是由沉香、木香、檀香、砂仁、蔻仁、神曲等20多种药材研成粉再加面粉,搅和压制而成。其功能为理脾胃气,止痛泻,消胀满。主治肝胃不和,胸闷脘胀,呕吐吞酸。在临床应用方面,沉香曲重气滞诸症,与多用于湿痰的半夏曲,主健脾胃、助消化的神曲有所不同。

发酵在中药炮制中的作用

1、增强药物疗效

中药发酵炮制通过微生物与中药共同发酵,在此过程中微生物经发酵产生的次级代谢产物和药物成分相互协同、增强药效,其原因为次级代谢产物与药物发生作用的同时拓宽了代谢途径,甚至会产生明显不同的有效成分。王贞佐等将焦三仙、黄芪、当归、海马、柴胡制成的提取液作为培养基,探究该中药提取液对冬虫夏草的生长及其菌丝体中有效成分含量影响的研究显示,中药提取液对冬虫夏草菌丝体的生长刺激作用明显,且冬虫夏草中甘露醇成分的含量显著提高,此外提取液中含有的多糖也发生量的变化。

2、提高有效成分提取率

中草药的有效成分大多包裹在其细胞壁内,致密坚硬的细胞壁是阻碍药物有效成分从细胞内溶出、妨碍体内吸收的屏障。因此,微生物对有效成分的提取发挥了一定作用。它能针对不同成分构成的壁结构,分泌各种胞外酶,使构成紧密的结构分解,使细胞与细胞间的空隙变大,不仅为细胞内外的物质扩散提供通道,还能提高有效成分的提取率、吸收利用率。贾艳姝以保加利亚乳杆菌为生产菌种发酵黄芪发现,发酵前后黄芪总皂苷和总黄酮均有不同程度的增加。

3、降低药物毒性

中药不是完全无害的,有些药物因其自身所含化学成分的种类多样,具有一定程度的毒性和刺激性,所以人们在使用时会出现一些副作用。有些药材经发酵处理后,其毒性或刺激性明显减弱,这是由于在微生物的作用下,毒性成分的结构发生改变,变成低毒甚至无毒的物质。吴晓峰通过小鼠口服急性毒性实验、小鼠耳壳肿胀实验、兔红细胞溶血实验发现,发酵后的巴豆不仅毒性降低且效用增强,其中灵芝和白僵菌发酵得到的灵巴菌质和白巴菌质部分减毒作用明显优于传统的发酵产物巴豆霜。

4、改变活性成分

发酵对药材活性成分的影响体现在新成分的产生及原有成分的转化。发酵过程表现为在酶的作用下,微生物代谢过程中的大分子成分被分解、转化,进而在一定条件下合成新化合物,产生效用更强的有效成分。董玫等通过实验发现,将滋阴补肾经典方剂六味地黄丸进行发酵,所得到的发酵液能抑制小鼠肝癌H22生长,而将其进行煎煮后得到的液体不具有该作用。

此外,在人体内不可直接被利用的有效成分,可在体外通过发酵进行转化,转化后的有效成分可直接被机体利用。

小结

中药是我国的宝贵财富,但随着工业化的日益发展及不合理的开发利用,药用植物资源逐渐匮乏,野生中药材濒危,因此提高药用资源利用率是开发利用中药的有效途径之一。而作为中药炮制领域研究热点之一的发酵法,具有改变药物性质、提高疗效、减少毒副作用等优点,为我国丰富药用资源的进一步研究、开发,乃至中医药事业的发展拓宽了研究范围。但由于中药成分复杂,作用机制阐释受限,且不同药物配伍后对有效成分产生微妙影响。同时传统方法发酵过程中易引入有害菌群,结果可控性不强,易出现安全事故。未来,应将现代发酵技术应用于中药制剂的研究开发,以推进中药现代化。

养殖场用99多功能饲料发酵剂进行中草药及中药渣发酵方法

1.固态中草药发酵技术:将100公斤中草药粉碎,越细越好放入80公斤的35℃左右的温水中,加入玉米粉(也可以用750克以上多糖性复合菌种营养基代替)与豆粕各10公斤、99多功能饲料发酵剂1包先放入10公斤温水中激活2小时以上、食盐200克,放入塑料容器内压实密封发酵7天以上后使用,密封可以保存一年以上,按照饲料比例的1%以上添加到饲料或饮水中使用。

2.液态中草药发酵技术(即发酵成为中草药活菌水的方法):1.5-2公斤中草药(如“御瘟汤”) 1包99多功能饲料发酵剂先放入10公斤温水中激活2小时以上 10公斤全价饲料(可以用750克以上多糖性复合菌种营养基或2公斤以上红糖代替) 100公斤清水混合在非金属容器中简单密封发酵72小时以上后使用(在半个月内使用完效果更好,且要持续密封保存,否则时间一长可能变质不能使用)。按照5%-10%的比例添加到动物饲料中饲喂,或2%-5%的比例添加的动物饮水中饲喂。

3.中药渣发酵:中药渣1立方,99多功能饲料发酵剂1包先放入10公斤温水中激活2小时以上、玉米粉100公斤(也可以用3公斤以上多糖性复合菌种营养基代替)、豆粕50公斤(花生粕、菜粕、茶粕等均可),食盐3公斤,混合含水量调节在55%-60%左右,装入大容器或薄膜袋中压实密封发酵,一般一周左右有浓郁的甜酒香味即可使用,密封可以保存一年以上。发酵后的中药渣按5%以上的比例添加到饲料中。

【99多功能饲料发酵剂产品特点】

1.99多功能饲料发酵剂采用以高浓度乳酸菌(300亿/g)为主要原料,结合了复合益生菌、口味改良剂、酸化剂的诸多优点,能够发酵处理各种饲料原料、青绿饲料、秸秆粗饲料、各类食品加工下脚料糟渣等成为营养丰富的饲料,且能够降解饲料中的抗营养因子,提高饲料在动物肠道中的消化吸收利用率,是降低饲料成本、改善动物肉品质、改善养殖场环境(臭味氨气下降非常明显)的好方案,使用后养殖环境形成益生菌环境,对动物健康有较好的保健作用。

2.升级后将原来的大部分辅料去掉,创新地将菌种激活和繁殖所需的专业多糖性复合菌种营养基溶于到99多功能饲料发酵剂中,不仅降低了大量使用红糖或玉米等含淀粉原料的使用降低成本,且明显提高了运用效果。

3.对霉变饲料及饲料原料具有脱霉作用,霉菌在厌氧发酵环境中无法生存,达到脱霉效果;对棉菜粕具有脱毒作用,通过酶制剂对抗营养因子的分解,并在发酵的过程中产生小肽。

4.99多功能饲料发酵剂中另外添加了新型增甜增香菌种,明显改善发酵料的适口性,使得处理后的发酵料增香增甜,动物对发酵料更爱吃。

5. 鉴别99多功能饲料发酵剂真假和一些发酵剂产品比较效果的简单方法:500~600毫升的空塑料瓶装入50克大米,倒入200毫升不超过40℃的干净温水,加入本品粉剂与配套的多糖性复合菌种营养基各2-5克,盖上盖子摇动一下后放在温度30℃左右环境中每天几次小心放气,2~3天大米基本溶解成乳状。假冒发酵剂几乎不能溶解大米(也就是分解效果差),无大气体产生、发酵速度慢和香甜度差等,效果对比一目了然。

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