食品与发酵工业

益生菌发酵中药方法概述及其应用研究进展 

来源:食品与发酵工业 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-05-07

中药发酵前后化学成分会发生变化,一些具有重要药效的前体物质只有经过肠道益生菌的作用才能被人体有效吸收。益生菌是指对机体健康有益的微生物,截至2019年,我国先后在《可用于保健食品的益生菌菌种名单》(卫法监发〔2001〕84号)、《可用于保健食品的真菌菌种名单》(卫法监发〔2001〕84号)、《可用于食品的菌种名单》(卫办监督发〔2010〕65号)以及《可用于婴幼儿食品的菌种名单》(卫生部公告〔2011〕25号)上发布了食品领域可用的益生菌种类,包括了35个种或亚种(见表1)。每个人的肠道菌群平衡度和药物吸收能力不同,体外益生菌发酵可以很好地弥补这一缺陷,在治疗疾病方面具有更多的优势,且益生菌代谢所产生的有益物质也丰富了产品的营养结构。现代中药发酵技术既继承了传统中药的炮制方法,又与现代生物工程技术相结合。为了提高生产率,多级联合发酵工艺前景广泛;但此类技术报道较少,需要进一步探究在多级联合发酵条件下不同菌种和中药之间的发酵组合方式,提高产率的同时扩大中药的应用领域。本文综述了传统和现代益生菌发酵中药技术以及中药与现代生物技术融合之后在各个领域展现出来的应用前景。

表1 益生菌种类菌属名称拉丁学名双歧杆菌属青春双歧杆菌动物双歧杆菌(乳双歧杆菌)两歧双歧杆菌短双歧杆菌婴儿双歧杆菌长双歧杆菌Bifidobacterium adolescentisBifidobacterium animali(Bifidobacterium lactis)Bifidobacterium bifidumBifidobacterium breveBifidobacterium infantisBifidobacterium longum乳杆菌属嗜酸乳杆菌干酪乳杆菌卷曲乳杆菌德氏乳杆菌保加利亚亚种(保加利亚乳杆菌)德氏乳杆菌乳亚种发酵乳杆菌格氏乳杆菌瑞士乳杆菌约氏乳杆菌副干酪乳杆菌植物乳杆菌罗伊氏乳杆菌鼠李糖乳杆菌唾液乳杆菌清酒乳杆菌弯曲乳杆菌Lactobacillus acidophilusLactobacillus caseiLactobacillus crispatusLactobacillus delbrueckii (Lactobacillus bulgaricus)Lactobacillus delbrueckii fermentiumLactobacillus gasseriLactobacillus helveticusLactobacillus johnsoniiLactobacillus paracaseiLactobacillus plantarumLactobacillus reuteriLactobacillus rhamnosusLactobacillus salivariusLactobacillus sakeiLactobacillus curvatus链球菌属嗜热链球菌Streptococcus thermophilus乳球菌属乳酸乳球菌乳酸亚种乳酸乳球菌乳脂亚种乳酸乳球菌双乙酰亚种Lactococcus lactis lactis lactis 明串球菌属肠膜明串珠菌肠膜亚种Leuconostoc mesenteroides 丙酸杆菌属费氏丙酸杆菌谢氏亚种产丙酸丙酸杆菌Propionibacterium freudenreichii acidipropionici片球菌属乳酸片球菌戊糖片球菌Pediococcus acidilacticiPediococcus pentosaceus葡萄球菌属小牛葡萄球菌木糖葡萄球菌肉葡萄球菌Staphylococcus vitulinusStaphylococcus xylosusStaphylococcus carnosus芽孢杆菌属凝结芽孢杆菌Bacillus coagulans

续表1菌属名称拉丁学名真菌酿酒酵母产朊假丝酵母乳酸克鲁维酵母卡氏酵母蝠蛾拟青霉蝙蝠蛾被毛孢灵芝紫芝松杉灵芝红曲霉紫红曲霉马克思克鲁维酵母Saccharomyces cerevisiaeCadida atilisKluyveromyces lactisSaccharomyces carlsbergensisPaecilomyces hepiali Chen et Dai, hepiali Chen et ShenGanoderma

1 中药发酵类型

1.1 固体发酵

固体发酵历史悠久,是在传统的制曲工艺基础上发展而来的,以中药材作为营养发酵基质,通常是1种或几种益生菌作为发酵菌株,在一定条件下进行发酵[1-2]。研究表明,将中药(如王不留行、苦参、益母草、当归等)、菌株、营养基质和水按照比例配制成湿态的固体培养基,发酵后检测发现,总黄酮、阿魏酸、生物碱、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]。

固体发酵的优势在于不需要对单纯的营养基质进行灭菌,属于开放体系,温度、湿度、酸碱度、通气等发酵条件易操作。尽管从治疗效果来看,由固体发酵获得的制剂不亚于液体发酵,但固体发酵也存在诸多局限性。比如所用发酵菌株局限于低湿状态下生长的菌株,发酵速度慢导致产量较低,发酵体系开放易染杂菌且影响产品质量,发酵终点和质量控制没有科学的指标作为依据,通常是根据人为经验操作,涉及去渣工作,需要很高的技术和设备支持,实现工业化大规模生产比较困难,这些缺点限制了固体发酵的推广应用[1-2,5]。

1.2 液体发酵

液体发酵是由抗生素生产工艺发展而来的,又称为深层发酵,主要技术是将菌株活化培养至良好的生长状态,然后接种至培养液内,培养液由培养基和中药材按一定比例充分混合而成,在适宜的含氧量和温度下培养发酵,产物由菌体和发酵液两部分组成[1-2,6]。中药材发酵后,有效成分增加,生物转化效果提高。研究发现,选用多叶奇果菌Grifolafrondosa液体发酵天麻,可以使天麻内的天麻素转化为派立辛(parishin)[7],派立辛具有明显的抗衰老和改善记忆力的作用。在抑制肿瘤方面,一株高产β-葡萄糖苷酶的菌株接种到人参茎叶提取液中进行发酵,总皂苷被转化成了人参皂苷Rg3,而人参皂苷Rg3已被证实对抑制肿瘤生长起关键作用[8]。

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