中藥發(fā)酵是傳統(tǒng)中藥的常用炮制方法之一,通常是將發(fā)酵基質(zhì)凈制,、蒸煮或搗碎處理后置于適宜發(fā)酵環(huán)境下,,借助微生物的生物活性,使藥物“發(fā)泡,、生衣”的過程[1],。隨著發(fā)酵技術(shù)的使用,歷代醫(yī)家已對發(fā)酵類中藥有了系統(tǒng)的認(rèn)識,,曲類中藥是最常用的發(fā)酵類中藥之一,,《本草綱目》對曲類發(fā)酵中藥的“消導(dǎo)”的功效、性味進(jìn)行記載:“曲有麥,、面、米造者不一,,皆酒醋所須,,俱能消導(dǎo),功不甚遠(yuǎn),?!薄侗静萁?jīng)疏》中也有類似記載:“古人用曲,即造酒之曲,,其氣味甘溫,,性專消導(dǎo),行脾胃滯氣,,散臟腑風(fēng)冷,。神曲乃后人專造,,以供藥用,力倍于酒曲,?!北砻鞴湃艘殉醪秸莆瞻l(fā)酵的技術(shù)特點,并能將其靈活應(yīng)用于中藥制備中,。 傳統(tǒng)發(fā)酵中藥在臨床的治療中具有重要的作用,,但由于對發(fā)酵中藥認(rèn)識的不足和制備工藝的落后,使得傳統(tǒng)發(fā)酵中藥的推廣應(yīng)用受到限制,。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,,發(fā)酵中藥的制備工藝得以進(jìn)步,發(fā)酵中藥的種類隨之?dāng)U展,,出現(xiàn)了益生菌發(fā)酵,、雙向發(fā)酵中藥等新型發(fā)酵中藥[2]。隨著研究的深入,,發(fā)酵中藥的發(fā)酵機(jī)制和藥理學(xué)功能也逐漸被揭示,,但相關(guān)研究多集中于發(fā)酵菌種的篩選、發(fā)酵體系優(yōu)化,、化學(xué)成分分析和藥理功能的證明上,,目前尚缺乏系統(tǒng)的發(fā)酵中藥相關(guān)的理論體系,使得新型發(fā)酵中藥的開發(fā)及其在現(xiàn)代中醫(yī)治療體系中的應(yīng)用受到制約,。 針對這一問題,,筆者提出發(fā)酵中藥的“發(fā)酵配伍”理論,構(gòu)建以配伍理論為核心,、以實驗論證為支撐的發(fā)酵中藥評價體系,,以期將發(fā)酵中藥與發(fā)酵工程學(xué)、生物學(xué),、藥理學(xué)等相關(guān)學(xué)科進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,。該理論從發(fā)酵中藥的特性和研究模式中挖掘中醫(yī)藥理論的潛在價值,為中藥發(fā)酵的科學(xué)內(nèi)涵,、理論研究的闡明提供理論基礎(chǔ)和理論范式,,促進(jìn)發(fā)酵中藥的理論發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步,提升發(fā)酵中藥的理論創(chuàng)新性,,為新型發(fā)酵中藥的產(chǎn)品開發(fā)及其應(yīng)用提供理論基礎(chǔ),。不僅有利于弘揚中醫(yī)藥文化,也有助于進(jìn)一步發(fā)揮中醫(yī)藥對人民健康的服務(wù)和保障作用,。 基于文獻(xiàn)調(diào)研,,本文將從傳統(tǒng)發(fā)酵中藥的炮制及功效、現(xiàn)代發(fā)酵中藥的工藝發(fā)展,、減毒和增效的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,,在此基礎(chǔ)對發(fā)酵中藥的“發(fā)酵配伍”理論進(jìn)行論述,,并從理論內(nèi)涵、論證方法和未來發(fā)展方向進(jìn)行討論,。 1 傳統(tǒng)發(fā)酵中藥的炮制及功效傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)已有數(shù)千年的應(yīng)用,,發(fā)酵所制白酒、醬油,、食醋,、豆瓣醬、豆豉等農(nóng)副產(chǎn)品至今仍在使用,,成為人類飲食的重要組成部分[3],。通過發(fā)酵制得的具有一定功能的發(fā)酵中藥,拓寬了中藥類型,,成為獨具特色的中藥類型之一[4],。 根據(jù)發(fā)酵微生物來源,可將傳統(tǒng)發(fā)酵中藥分為曲類發(fā)酵和自然發(fā)酵中藥,;根據(jù)發(fā)酵基質(zhì)(為微生物提供生長環(huán)境和營養(yǎng)支持的成分)組成的不同將其分為單一基質(zhì)發(fā)酵中藥和復(fù)方基質(zhì)發(fā)酵中藥,,見圖1。曲類發(fā)酵中藥通常是將發(fā)酵基質(zhì)蒸煮,、凈制或搗碎處理后接種酒曲或其他曲類,,后置于溫暖濕潤環(huán)境下,借助曲類中的微生物使藥物“發(fā)泡,、生衣”,;自然發(fā)酵中藥則是借助自然環(huán)境中的多種菌株,對發(fā)酵基質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵,。單一基質(zhì)發(fā)酵中藥以某些單一物質(zhì)作為發(fā)酵基質(zhì),,經(jīng)凈制處理后進(jìn)行發(fā)酵,如紅曲等,;復(fù)方基質(zhì)發(fā)酵中藥的發(fā)酵基質(zhì)通常為多種物質(zhì)配伍后經(jīng)處理再進(jìn)行發(fā)酵,,如六神曲、建神曲,、淡豆豉等,,見表1。 在發(fā)酵中藥中,,其性味功效會因為發(fā)酵基質(zhì)的不同而產(chǎn)生差異。曲類中藥通常均具備“消導(dǎo)”的功能,,但不同曲類中藥會因其發(fā)酵基質(zhì)的組成差異從而產(chǎn)生功效的區(qū)分,。如六神曲以辣蓼、青蒿,、杏仁等6味中藥發(fā)酵制得,,其味甘辛,,溫,無毒,,入脾,、胃二經(jīng)[5-6]。主治飲食停滯,、胸痞腹脹,、嘔吐瀉痢、產(chǎn)后瘀血腹痛,、小兒腹大堅積等,。建神曲是在六神曲的基礎(chǔ)上增加防風(fēng)、厚樸,、白術(shù),、枳實等40多種中藥制成,,其具有六神曲不具有的治風(fēng)寒暑濕,、頭眩發(fā)熱、表汗的功效,。發(fā)酵中藥的功能通常還與發(fā)酵過程中的化學(xué)成分變化有關(guān),,如漿水是以米為發(fā)酵基質(zhì)經(jīng)發(fā)酵所得,,其味甘酸而性涼[7],說明發(fā)酵過程中產(chǎn)生的生物有機(jī)酸與其功效的發(fā)揮可能有關(guān),。 傳統(tǒng)發(fā)酵中藥在疾病治療中具有重要作用,,但隨著社會的進(jìn)步和需求的提升,傳統(tǒng)發(fā)酵中藥逐漸暴露出諸多問題,,包括工藝效率低下,、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差等問題。自然發(fā)酵中藥中所參與的微生物會受到外界環(huán)境變化的影響,,導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,;發(fā)酵過程的判斷主要依靠傳統(tǒng)經(jīng)驗,發(fā)酵工藝難以規(guī)范,;發(fā)酵中藥的藥理機(jī)制闡述不明,,發(fā)酵過程帶來的藥效學(xué)價值缺乏科學(xué)的認(rèn)知。因此,,采用科學(xué)的方法對傳統(tǒng)發(fā)酵中藥進(jìn)行研究和改進(jìn)是提升發(fā)酵中藥理論認(rèn)識,、促進(jìn)發(fā)酵中藥廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。 2 現(xiàn)代發(fā)酵中藥的工藝改進(jìn)及功效2.1 現(xiàn)代發(fā)酵中藥的工藝改進(jìn)隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,,傳統(tǒng)發(fā)酵中藥被注入新的動力,,中藥的發(fā)酵工藝得以進(jìn)步,發(fā)酵效率和產(chǎn)品穩(wěn)定性得以提升,,同時發(fā)酵中藥的種類及應(yīng)用得以擴(kuò)展?,F(xiàn)代研究認(rèn)為,,發(fā)酵主要依賴微生物的生命活動,發(fā)酵微生物種類決定了發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)量,,直接添加主要微生物菌種可縮短發(fā)酵時間,,提高發(fā)酵中藥質(zhì)量的穩(wěn)定性[19-20]。因此,,單一菌株發(fā)酵和多菌種協(xié)同發(fā)酵以其發(fā)酵微生物明確,、穩(wěn)定性強(qiáng)、安全性高的優(yōu)勢,,逐漸被應(yīng)用于中藥的發(fā)酵,。 2.1.1 中藥的單一菌株發(fā)酵單一菌株發(fā)酵是目前科研和生產(chǎn)中常用的發(fā)酵形式。該發(fā)酵方式是在無菌條件下向發(fā)酵基質(zhì)中接種單一菌株,,借助其生命活動對中藥進(jìn)行轉(zhuǎn)化,,常用的菌株有乳酸菌、雙歧桿菌,、酵母菌等[21],。Zhang等[22]以醋酸菌發(fā)酵枸杞,經(jīng)過發(fā)酵后抗氧化能力增強(qiáng),,超氧化物歧化酶和纖維素酶活性提高,,氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析發(fā)現(xiàn)發(fā)酵過程香氣化合物的種類增加。Liu等[23]以植物乳桿菌發(fā)酵山楂葛根方,,經(jīng)過發(fā)酵后,,其抗氧化能力升高,總黃酮,、沒食子酸含量升高,。Huang等[24]以枯草芽孢桿菌發(fā)酵中藥組方健雞散,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后中藥可促進(jìn)肉雞的生長,,且具有更好的腸道菌群調(diào)節(jié)能力,。Guo等[25]以植物乳桿菌發(fā)酵中藥復(fù)方(補(bǔ)中益氣湯、四君子湯,、參苓白術(shù)湯),,相比于原始中藥復(fù)方,發(fā)酵復(fù)方可緩解抗生素引起的小鼠腹瀉和菌群失調(diào),,可恢復(fù)腸道屏障損傷,。 菌類中藥(如靈芝、茯苓,、槐耳,、竹黃等)自身具有一定的藥用功能,可作為發(fā)酵菌種用于發(fā)酵中藥的制備[26]。莊毅等[27-28]提出“藥用真菌新型(雙向性)固體發(fā)酵”(簡稱“雙向發(fā)酵”)的技術(shù),,形成一整套理論體系,并提出“三層優(yōu)選法”“基質(zhì),、菌質(zhì)成分,、藥效動態(tài)比較法”等科學(xué)驗證方法;并通過構(gòu)建雷公藤-靈芝發(fā)酵體系,,發(fā)現(xiàn)雷公藤經(jīng)靈芝發(fā)酵后具有減毒特征,。何欒櫻等[29]利用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析發(fā)酵雷公藤減毒的物質(zhì)基礎(chǔ),發(fā)現(xiàn)經(jīng)靈芝菌發(fā)酵后雷公藤甲素,、雷公藤紅素,、雷酚內(nèi)酯的含量增加,雷公藤內(nèi)酯甲的含量減少,。 在靈芝-黃芪發(fā)酵體系中,,經(jīng)靈芝發(fā)酵后的黃芪粗多糖含量升高,且對巨噬細(xì)胞的保護(hù)作用和腫瘤細(xì)胞增殖的抑制作用升高[30],。李慧星等[31]通過分析山藥-蛹蟲草雙向發(fā)酵物的抗氧化活性,,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后山藥中多糖、纖維素等糖類物質(zhì)被轉(zhuǎn)化成多酚類,、皂苷類物質(zhì),,同時抗氧化活性增強(qiáng)。劉自堯等[32]通過分析槐耳-板藍(lán)根雙向發(fā)酵過程的物質(zhì)成分變化及發(fā)酵菌質(zhì)的抗炎活性,,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過發(fā)酵后多糖和肌苷含量升高,,且發(fā)酵菌質(zhì)具備良好的抗炎活性。 單一菌株發(fā)酵具有穩(wěn)定可控的優(yōu)勢,,不僅提升了傳統(tǒng)發(fā)酵中藥產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性,,為發(fā)酵中藥的現(xiàn)代化生產(chǎn)提供了可行性手段,還可根據(jù)需求選擇功能性微生物作為發(fā)酵菌株[33],。此外,,雙向發(fā)酵的出現(xiàn)也為現(xiàn)代發(fā)酵中藥提供了新的研究思路,未來可采用多組學(xué)聯(lián)用技術(shù)對發(fā)酵過程和發(fā)酵前后的藥理學(xué)變化進(jìn)行探究,,以對發(fā)酵中藥的科學(xué)性提供更充分的理論支持,。 2.1.2 中藥多菌種協(xié)同發(fā)酵隨著對微生物發(fā)酵認(rèn)知的提升,多種菌株混合協(xié)同發(fā)酵也逐漸成為中藥發(fā)酵的形式之一,。多菌種協(xié)同發(fā)酵具有發(fā)酵體系穩(wěn)定,,不易引入雜菌等優(yōu)勢,同時還可借助不同微生物的生長代謝豐富發(fā)酵產(chǎn)物的類型[34],。以多菌種進(jìn)行發(fā)酵從而實現(xiàn)中藥改性是值得深入研究的領(lǐng)域[35],。 靳雙星等[36-37]采用枯草芽孢桿菌、產(chǎn)朊假絲酵母菌、嗜酸乳桿菌3種混合菌種對加減四君子湯進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵,,經(jīng)發(fā)酵后可顯著提高其營養(yǎng)價值和粗多糖的得率,。Niu等[38]采用產(chǎn)朊假絲酵母和黑曲霉對銀杏葉進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵后的銀杏葉可提高肉仔雞營養(yǎng)物質(zhì)利用率,、腸道消化功能和抗氧化活性,。Su等[39]以枯草芽孢桿菌、酵母菌,、乳桿菌和雙歧桿菌混合發(fā)酵地黃,、山楂、陳皮,、大麥,、甘草等中藥殘渣,所得發(fā)酵物可改善斷奶仔豬的腸道環(huán)境,,影響腸道屏障功能相關(guān)基因的表達(dá),。Qiao等[40]以屎腸球菌和植物乳桿菌對黃芪進(jìn)行發(fā)酵,并通過PacBio單分子實時測序技術(shù)構(gòu)建了混菌發(fā)酵的質(zhì)控平臺,。 多菌種協(xié)同發(fā)酵符合傳統(tǒng)中藥發(fā)酵模式,,具有發(fā)酵速度快、營養(yǎng)利用充分等優(yōu)點,。目前,,多菌種協(xié)同發(fā)酵模式常被用于中藥藥渣的再利用,其功能性及安全性尚需深入研究,。然而,,由于多菌種協(xié)同發(fā)酵的發(fā)酵體系復(fù)雜,發(fā)酵過程的控制存在難度,,各菌種之間的互作關(guān)系及發(fā)酵機(jī)制仍需深入探討,,未來可應(yīng)用實時監(jiān)測控制技術(shù)對發(fā)酵過程中菌群的生長狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)分析,從而為多菌種協(xié)同發(fā)酵提供更多科學(xué)依據(jù),。 2.1.3 發(fā)酵中藥的工程化發(fā)酵工程是將微生物發(fā)酵有效應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)過程的一種技術(shù),,主要涉及微生物育種、發(fā)酵工藝優(yōu)化,、發(fā)酵過程控制等方面[41],。發(fā)酵工程可提升傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品穩(wěn)定性,促進(jìn)發(fā)酵工業(yè)向規(guī)?;?、標(biāo)準(zhǔn)化、功能化發(fā)展,,發(fā)酵中藥的產(chǎn)業(yè)化離不開發(fā)酵工程相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用[42],。20世紀(jì)90年代,,利用深層發(fā)酵技術(shù)實現(xiàn)了蟲草菌的工業(yè)深層發(fā)酵,主要包括種子液制備,、發(fā)酵罐發(fā)酵,、濾過、烘干等操作,,所得實驗數(shù)據(jù)可用于指導(dǎo)蟲草菌粉的工業(yè)化生產(chǎn)[43],。王坤麗[44]以乳酸菌對清瘟敗毒散提取液進(jìn)行發(fā)酵,并開展了發(fā)酵罐擴(kuò)大培養(yǎng)和優(yōu)化試驗,,構(gòu)建了相關(guān)發(fā)酵工藝。 智能制造是未來制造業(yè)的核心趨勢,,隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的迅速發(fā)展,,發(fā)酵工程技術(shù)的一些核心內(nèi)涵也發(fā)生了變化[42]。如傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)中的發(fā)酵工藝優(yōu)化等操作,,逐漸被發(fā)酵過程優(yōu)化和動態(tài)控制所替代,,通過在線監(jiān)測和實時控制技術(shù)使得發(fā)酵工程實現(xiàn)更為高效、穩(wěn)定的產(chǎn)出,。目前,,中藥發(fā)酵的生產(chǎn)鏈條智能化程度仍然較低,未來可引入現(xiàn)代發(fā)酵工程的管理理念,,進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,,以實現(xiàn)對中藥發(fā)酵過程的統(tǒng)計分析以及科學(xué)決策[42]。 2.2 現(xiàn)代發(fā)酵中藥的“增效,、減毒”正確認(rèn)識中藥發(fā)酵的作用,,對于該領(lǐng)域長期發(fā)展具有重要意義。隨著發(fā)酵中藥的深入研究,,發(fā)酵的作用逐漸被揭示,,研究發(fā)現(xiàn)微生物發(fā)酵可對中藥起到增效和減毒2方面作用,見圖2,。 2.2.1 增效發(fā)酵中藥的增效機(jī)制可分為以下3個方面:發(fā)酵菌株促進(jìn)中藥中有效成分釋放,、發(fā)酵菌株對中藥成分進(jìn)行微生物轉(zhuǎn)化、發(fā)酵菌株與中藥基質(zhì)的體內(nèi)互作,。 (1)發(fā)酵菌株促進(jìn)中藥中有效成分釋放: 植物細(xì)胞壁會阻礙中藥有效成分的溶出,,影響有效成分在體內(nèi)吸收。某些中藥發(fā)酵菌株可產(chǎn)生纖維素酶,,降解植物細(xì)胞壁的纖維素,,提高藥材有效成分溶出率,從而增強(qiáng)藥物療效,。Zhang等[45]以紅茶菌(含醋酸菌,、酵母菌,、乳酸菌等)對玫瑰和棗仁進(jìn)行發(fā)酵,所得發(fā)酵物中具有抗氧化能力的沒食子酸和酸棗仁苷的含量均明顯升高,。劉洋等[46]通過分析益生菌發(fā)酵王不留行和益母草后總黃酮,、總生物堿、粗多糖和總皂苷的含量,,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后其可溶性活性成分含量均有顯著升高,,推測其與發(fā)酵過程中的酶解作用有關(guān)。 Wang等[47]發(fā)現(xiàn)經(jīng)紅曲霉和芽孢桿菌發(fā)酵后,,番石榴葉中總多酚和可溶性多酚含量發(fā)生顯著升高,,同時抗氧化能力增強(qiáng)。趙崇妍等[48]通過分析黃芪藥渣發(fā)酵前后總黃酮,、總皂苷的含量,,發(fā)現(xiàn)蟬擬青霉發(fā)酵可導(dǎo)致黃酮、總皂苷含量增加,。郭舒臣等[49]通過分析植物乳桿菌發(fā)酵柴胡的成分變化,,發(fā)現(xiàn)異槲皮苷、蘆丁,、槲皮素-3-O-β-L-阿拉伯糖苷,、DL-3-苯基-2-羥丙酸的含量增加,并且抗菌活性有所增加,。 (2)發(fā)酵菌株對中藥成分進(jìn)行微生物轉(zhuǎn)化: 發(fā)酵過程中,,中藥中的大分子物質(zhì)會被微生物產(chǎn)生的酶所催化酶解,在一定條件下可發(fā)生成分的轉(zhuǎn)化,,從而生成新的化合物,,使其更易被機(jī)體吸收,藥理功能得到更大程度的發(fā)揮[20],,見表2,。Moon等[50]通過分析米曲霉發(fā)酵后丹參的中酚類和黃酮的變化情況,發(fā)現(xiàn)在發(fā)酵過程中發(fā)生了二氫呋喃-2(3H)-酮的?;?-甲基苯-1,2-二醇的酯化反應(yīng),,發(fā)酵產(chǎn)物表現(xiàn)出一定的抗菌生物活性。許文迪等[51]分析了冬蟲夏草菌對人參皂苷Rb1的轉(zhuǎn)化,,發(fā)現(xiàn)冬蟲夏草菌可以特異性將人參皂苷Rb1轉(zhuǎn)化生成人參皂苷F2,,轉(zhuǎn)化效率高,過程穩(wěn)定,。筆者前期研究了發(fā)酵乳桿菌發(fā)酵人參的成分變化情況,,根據(jù)指紋圖譜分析發(fā)現(xiàn)經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵后人參皂苷可發(fā)生轉(zhuǎn)化[52]。 中藥發(fā)酵過程中成分轉(zhuǎn)化的情況廣泛存在,,表2總結(jié)了幾種常見的成分轉(zhuǎn)化情況,,其中多數(shù)研究聚焦于黃酮類,、皂苷類、生物堿類等中藥大分子成分中的酯基,、糖苷鍵的酶解作用,,通常發(fā)酵微生物可將中藥成分轉(zhuǎn)化為更易吸收、藥效更好的次級物質(zhì)或降解中藥中的毒性成分,,從而起到“減毒”的效果,。在這些研究中其轉(zhuǎn)化機(jī)制的論證多是基于化學(xué)變化的反向推論,發(fā)酵過程中功能酶的分離與發(fā)現(xiàn),,是揭示中藥發(fā)酵科學(xué)性的關(guān)鍵點,,也是未來發(fā)酵中藥研究的關(guān)鍵研究方向。 (3)發(fā)酵菌株與中藥基質(zhì)的體內(nèi)互作: 某些發(fā)酵中藥所用的菌株(如靈芝,、牛樟芝,、乳酸菌等)本身就具有藥用功能,菌株和藥物經(jīng)過發(fā)酵后,,二者可在體內(nèi)共同發(fā)揮藥效作用。在以藥用功能菌和中藥基質(zhì)構(gòu)成的“藥-藥”發(fā)酵體系中,,發(fā)酵菌株與中藥基質(zhì)可在體內(nèi)發(fā)生互作,。在服用發(fā)酵中藥后,發(fā)酵菌株與中藥基質(zhì)可共同影響機(jī)體代謝,,調(diào)整機(jī)體健康狀態(tài),,二者互相促進(jìn)彼此藥效的發(fā)揮,在體內(nèi)發(fā)揮增效的功能,。 Huang等[24]通過分析益生菌發(fā)酵前后的中藥飼料對肉雞腸道菌群組成的影響,,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵中藥中的益生菌可通過調(diào)節(jié)腸道菌群從而促進(jìn)肉雞生長速度。Chen等[61]發(fā)現(xiàn)益生菌發(fā)酵后當(dāng)歸補(bǔ)血湯的腸道菌群調(diào)節(jié)能力升高,,推測發(fā)酵后的中藥可通過調(diào)節(jié)腸道菌提高其藥效,。Zhao等[62]分析了紅曲霉發(fā)酵人參的調(diào)脂功能,比較發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后人參調(diào)脂功能得以升高,,其調(diào)脂功能的發(fā)揮與腸道菌群的調(diào)節(jié)和紅曲霉產(chǎn)生的洛伐他汀的體內(nèi)雙重調(diào)節(jié)有關(guān),。筆者前期通過將乳酸菌和人參進(jìn)行發(fā)酵研究,發(fā)現(xiàn)乳酸菌可調(diào)節(jié)腸道菌群,,人參多糖可發(fā)揮益生元活性,,乳酸菌發(fā)酵人參可共同恢復(fù)腸道菌群紊亂、改善腸道炎癥,,從而恢復(fù)腹瀉對機(jī)體產(chǎn)生的影響[63-64],。 然而,由于體內(nèi)代謝的復(fù)雜性,,發(fā)酵菌株與中藥基質(zhì)的體內(nèi)互作增效目前尚缺乏系統(tǒng)的研究,,后續(xù)研究可結(jié)合代謝組學(xué),、蛋白組學(xué)等對中藥發(fā)酵體內(nèi)增效的科學(xué)性進(jìn)行深入探索。 2.2.2 減毒部分中藥存在毒性和刺激性[65-66],,經(jīng)過微生物發(fā)酵后,,其毒性和刺激性成分可發(fā)生分解或轉(zhuǎn)化,從而降低或消除不良反應(yīng),,改善藥物的口感[1,67],。江南等[68]以靈芝對川烏進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵后總生物堿和酯型生物堿成分減少,,說明發(fā)酵過程可降低川烏的毒性,。彭薇等[69]通過急性毒性試驗分析“栓錢菌質(zhì)”在發(fā)酵過程中毒性的變化情況,發(fā)現(xiàn)在合適的發(fā)酵時間點,,紅栓菌的發(fā)酵可顯著降低馬錢子的毒性,。謝小梅等[70]研究了靈芝雙向發(fā)酵雷公藤的解毒功效,發(fā)現(xiàn)“靈雷菌質(zhì)”可在降低雷公藤毒性的同時保持免疫抑制作用,。 在飼料添加劑中,,適口性的差異會影響藥效的發(fā)揮,中藥類飼料添加劑因單寧和芥子酸等成分的存在而常具有苦澀味道,,從而影響動物的進(jìn)食[66],。在中藥發(fā)酵飼料的應(yīng)用中,相比于未發(fā)酵藥材,,發(fā)酵中藥飼料的適口性更好[71-75],。張治家[76]以發(fā)酵中藥作為飼料添加劑,表明發(fā)酵過程可提高改善原始藥渣的口感,,提高適口性,,提高豬的日采食量和飼料轉(zhuǎn)化率,降低腹瀉率,。 某些發(fā)酵所用的菌株在體內(nèi)也可發(fā)揮減毒功能,,Mohd Redzwan等[77]通過臨床分析攝入益生菌后的黃曲霉毒素代謝差異,發(fā)現(xiàn)持續(xù)服用益生菌對預(yù)防飲食中黃曲霉毒素的暴露有顯著效果,。然而其減毒機(jī)制尚不清楚,,仍需進(jìn)一步研究其內(nèi)在機(jī)制。 3 發(fā)酵中藥的“發(fā)酵配伍”理論近年來,,中藥發(fā)酵的概念常被濫用,,在發(fā)酵中藥推廣和宣傳中存在過度營銷和夸大的現(xiàn)象。對于發(fā)酵中藥的認(rèn)識應(yīng)建立在科學(xué)事實的基礎(chǔ)之上,,有利于發(fā)酵中藥領(lǐng)域的健康發(fā)展,。 目前發(fā)酵中藥研究多聚焦于工藝的改進(jìn)和成分、藥效的分析,,發(fā)酵中藥的理論研究尚屬不足,。20世紀(jì)80年代莊毅提出的“雙向發(fā)酵”技術(shù)[27,78],,推動了發(fā)酵中藥的現(xiàn)代化發(fā)展。然而,,在雙向發(fā)酵的理論中,,所用發(fā)酵菌株為藥用真菌,發(fā)酵形式為固態(tài)發(fā)酵,,難以應(yīng)用于所有發(fā)酵中藥,,具有一定的時代局限性?;诖?,筆者通過總結(jié)現(xiàn)有研究,在配伍理論的指導(dǎo)下,,提出發(fā)酵中藥的“發(fā)酵配伍”理論,。 3.1 中藥的配伍理論傳統(tǒng)中藥配伍理論遵循中醫(yī)“七情和合”“君臣佐使”的原則,將不同性味藥物進(jìn)行組合,,以增強(qiáng)治療效果,,內(nèi)涵上反映了中醫(yī)的辨證論治思維[79]。以配伍理論所形成的中藥復(fù)方具有多組分,、多靶點的整合調(diào)節(jié)優(yōu)勢[80]?,F(xiàn)代中藥配伍研究多是通過中藥復(fù)方的拆方研究,將中藥復(fù)方中的各藥味拆分,,研究復(fù)方配伍中單味中藥對全方的貢獻(xiàn)度,從化學(xué)成分變化,、藥物代謝及效應(yīng)動力學(xué)方面提升對中藥配伍的認(rèn)識[81],。 發(fā)酵中藥的“發(fā)酵配伍”借鑒中藥配伍理論的藥物組合與“藥對”思想,將發(fā)酵菌株和中藥發(fā)酵基質(zhì)看作獨立的一味藥,,通過“拆方”研究,,揭示“發(fā)酵配伍”的潛在內(nèi)涵。 3.2 “發(fā)酵配伍”理論的內(nèi)涵“發(fā)酵配伍”理論是在配伍思想的指導(dǎo)下,,結(jié)合發(fā)酵中藥的研究特色,,所構(gòu)建的發(fā)酵中藥理論。中藥“發(fā)酵配伍”所用的發(fā)酵菌株和發(fā)酵基質(zhì)均具有一定的藥用功能,,二者可單獨看作一味藥,,經(jīng)過合理的組合,二者可形成配伍,;發(fā)酵菌株和發(fā)酵基質(zhì)的組合不是簡單的加和,,在微生物的發(fā)酵過程中存在物質(zhì)成分的轉(zhuǎn)化和微生物代謝的變化,從而產(chǎn)生藥性變化和藥效的增強(qiáng),,這是“發(fā)酵配伍”的物質(zhì)基礎(chǔ),;在機(jī)體內(nèi),,具有藥用功能的發(fā)酵菌株和發(fā)酵基質(zhì)可共同發(fā)揮藥效功能,從而實現(xiàn)多通路,、多靶點的綜合調(diào)節(jié),,見圖3。表3整理了幾種現(xiàn)代發(fā)酵中藥發(fā)酵前后的物質(zhì)成分變化和藥效功能差異,,具有“發(fā)酵配伍”特性,。 在發(fā)酵中藥的“發(fā)酵配伍”理論中,所用發(fā)酵菌株為具有生物功能,、可用于發(fā)酵的微生物,,所用發(fā)酵基質(zhì)為含有中藥成分、可為發(fā)酵菌株提供生長環(huán)境的營養(yǎng)基質(zhì),。發(fā)酵中藥的“發(fā)酵配伍”理論基于科學(xué)實驗的論證,,具有“發(fā)酵配伍”特性的發(fā)酵中藥可在體內(nèi)、外2個層面進(jìn)行科學(xué)論證,?!鞍l(fā)酵配伍”理論可彌補(bǔ)發(fā)酵中藥領(lǐng)域中理論的缺失,為發(fā)酵中藥的實驗研究提供論證思路,,為闡明中藥發(fā)酵的科學(xué)內(nèi)涵提供理論基礎(chǔ),,為發(fā)酵中藥的理論研究提供理論范式。 3.3 發(fā)酵中藥“發(fā)酵配伍”特性的論證方法在具體實驗研究中,,中藥發(fā)酵配伍理論可通過比較發(fā)酵菌株,、發(fā)酵基質(zhì)、菌株/基質(zhì)混合物,、發(fā)酵中藥之間的化學(xué)成分和藥理功能的差異來驗證該發(fā)酵中藥的“發(fā)酵配伍”特性,,見圖4。在發(fā)酵研究方面,,可通過“三元”間的比較,,分析發(fā)酵菌株在發(fā)酵過程中對發(fā)酵基質(zhì)中物質(zhì)成分的微生物轉(zhuǎn)化和中藥基質(zhì)對發(fā)酵菌種生長代謝的影響,從而論證發(fā)酵過程的生物學(xué)變化,。在藥用功能方面,,引入“基質(zhì)-菌種混合物”的比較分析,基質(zhì)-菌種混合物是中藥基質(zhì)和發(fā)酵菌種按照發(fā)酵中藥中二者含量進(jìn)行合理配比的混合物,,通過比較基質(zhì)-菌種混合物與發(fā)酵中藥間的藥學(xué)差異,,可分析發(fā)酵過程對于藥用功能的影響;通過比較中藥基質(zhì),、發(fā)酵菌種,、發(fā)酵中藥之間的藥學(xué)差異,可對其各組分之間的藥性進(jìn)行分析,從而在藥用功能角度分析“發(fā)酵配伍”的潛在內(nèi)涵,。 在未來研究中,,以發(fā)酵菌株、發(fā)酵基質(zhì),、基質(zhì)-菌種混合物,、發(fā)酵中藥之間差異比較為核心的研究模式可為“發(fā)酵配伍”的理論驗證提供研究思路。 4 “發(fā)酵配伍”的未來方向盡管發(fā)酵中藥已有大量研究,,但是其理論探究尚不充分,,未來仍需開展相關(guān)實驗研究對“發(fā)酵配伍”理論進(jìn)行豐富和改進(jìn)。筆者分析當(dāng)前的研究現(xiàn)狀,,總結(jié)了以下4個研究方向,,供發(fā)酵中藥領(lǐng)域研究人員共同討論。 4.1 發(fā)酵中藥數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建盡管通過組間的比較可論證“發(fā)酵配伍”的理論內(nèi)涵,,發(fā)酵中藥的具體藥用功能只能依靠發(fā)酵菌株和發(fā)酵基質(zhì)的功能進(jìn)行推測,,尚缺乏更為系統(tǒng)性的預(yù)測。通過構(gòu)建發(fā)酵中藥數(shù)據(jù)庫,,可將微生物,、中藥、發(fā)酵中藥的功能,、機(jī)制進(jìn)行整合,,通過合理的數(shù)學(xué)模型可總結(jié)發(fā)酵中藥中常用菌株和基質(zhì)的特性,從而分析發(fā)酵體系的合理性,,預(yù)測所構(gòu)建發(fā)酵中藥的藥用功能,,分析發(fā)酵菌株和發(fā)酵基質(zhì)之間的配伍機(jī)制,以大數(shù)據(jù)的研究思路揭示發(fā)酵中藥的內(nèi)在配伍規(guī)律,。通過構(gòu)建相關(guān)數(shù)據(jù)可在多個方面指導(dǎo)發(fā)酵中藥的開發(fā),,為發(fā)酵中藥的應(yīng)用提供更多的可能性。 4.2 發(fā)酵中藥的發(fā)酵機(jī)制研究通過基因,、轉(zhuǎn)錄和代謝組學(xué)等組學(xué)技術(shù)的聯(lián)用,,其微生物的代謝過程可被系統(tǒng)揭示[90],。在發(fā)酵中藥的研究中,,利用組學(xué)技術(shù)可分析發(fā)酵菌株在中藥基質(zhì)和普通營養(yǎng)環(huán)境中的代謝差異,可在環(huán)境微生物角度探究發(fā)酵菌株與中藥基質(zhì)之間的互作機(jī)制,?;诎l(fā)酵機(jī)制研究,結(jié)合酶工程相關(guān)技術(shù),,可構(gòu)建相關(guān)工程菌株,,還可對中藥發(fā)酵過程中產(chǎn)生的新材料、新成分進(jìn)行生物合成,,從而提升發(fā)酵中藥研究的廣度,。 4.3 發(fā)酵中藥的藥理機(jī)制研究目前發(fā)酵中藥相關(guān)研究僅在功能層面對發(fā)酵中藥的合理性進(jìn)行分析,,通過深入的藥理機(jī)制研究,可深入探究發(fā)酵過程對藥性功能的影響,,揭示發(fā)酵中藥“多成分,、多靶點、多通路”作用機(jī)制的科學(xué)內(nèi)涵,。 4.4 復(fù)方中藥基質(zhì)和混合發(fā)酵菌株的發(fā)酵配伍有研究以復(fù)方中藥作為發(fā)酵基質(zhì),,以混合菌株為發(fā)酵菌株構(gòu)建發(fā)酵中藥體系,然而由于發(fā)酵過程是復(fù)雜的微生物代謝活動,,且中藥復(fù)方中的化學(xué)成分來源復(fù)雜多樣,,難以對其內(nèi)在科學(xué)規(guī)律進(jìn)行深入分析。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來,,未來可借鑒系統(tǒng)生物學(xué),、多向藥理學(xué)、生物信息學(xué)等多學(xué)科的研究思路,,從宏觀,、微觀多角度系統(tǒng)性地探討發(fā)酵中藥背后的普適性規(guī)律。 5 結(jié)語與展望通過對發(fā)酵中藥的相關(guān)研究進(jìn)行綜述,,提出了發(fā)酵中藥的“發(fā)酵配伍”理論,。筆者認(rèn)為,依托于發(fā)酵中藥的“發(fā)酵配伍”理論范式,,可對發(fā)酵中藥的內(nèi)在科學(xué)價值進(jìn)行更為合理的證明,,有利于推動發(fā)酵中藥研究的現(xiàn)代化。此外,,在“發(fā)酵配伍”理論范式下,,可派生出更多發(fā)酵中藥理論,如針對發(fā)酵中藥的數(shù)據(jù)庫研究,,可整理常見發(fā)酵菌株和中藥基質(zhì)(菌-藥)的搭配,,總結(jié)菌-藥間的組成原則,從而形成菌-藥配伍理論,;針對發(fā)酵中藥的發(fā)酵機(jī)制研究,,可探究發(fā)酵過程中菌-藥間的相互作用,形成菌-藥互作理論,。這些理論的派生可對現(xiàn)代中醫(yī)藥理論體系進(jìn)行擴(kuò)展和豐富,。 作為一種科學(xué)理論,“發(fā)酵配伍”理論提供了一種針對“發(fā)酵中藥”的研究思路和范式,,旨在闡明發(fā)酵中藥中“發(fā)酵”的意義,。在現(xiàn)代發(fā)酵中藥研究中,發(fā)酵技術(shù)具有更廣泛的應(yīng)用,某些不具備藥用功能的菌株也可用于中藥的發(fā)酵,,如黑曲霉發(fā)酵人參,,其發(fā)酵目的是對人參皂苷進(jìn)行轉(zhuǎn)化,以獲得稀有皂苷[91-92],。由于黑曲霉不具備明確的藥效功能,,在此類研究中,盡管難以對“發(fā)酵配伍”中的藥用功能進(jìn)行論證,,但此類發(fā)酵中藥研究的必要性和科學(xué)意義仍然不可否認(rèn),。因此在發(fā)酵中藥相關(guān)研究的理論選擇時,仍要根據(jù)其研究對象和研究的科學(xué)目的進(jìn)行具體的分析,。 本文提出了發(fā)酵中藥的“發(fā)酵配伍”理論,,由于發(fā)酵中藥的復(fù)雜性,其理論的檢驗?zāi)壳斑€面臨著一系列問題,,如研究基礎(chǔ)相對薄弱,、發(fā)酵過程中的成分變化難以追蹤、藥理功能的論證方向不明確等,。相信隨著科技的進(jìn)步發(fā)展,,這些問題在未來能夠得到解決。 利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突 參考文獻(xiàn)(略) 來 源:屈青松,,李智勛,,周 晴,楊翠婷,,史新元,,喬延江.發(fā)酵中藥的研究進(jìn)展及其“發(fā)酵配伍”理論探索 [J]. 中草藥, 2023, 54(7):2262-2273. |
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