中草药在我国有几千年的药用历史，早在公元前2世纪，我国人民就将中草药作为畜禽饲料添加剂用于防病促生长。西汉《淮南子·万毕术》中记载有麻盐肥豕法；东汉《神农本草经》中有：“桐叶饲猪，肥大三倍，且易养”的相关记载。中草药作为天然传统药物，富含蛋白质、多糖、生物碱、皂苷、氨基酸、维生素、有机酸等多种活性物质；具有纯天然、*副作用小和药食同源等优点，而被广泛用于疾病防治、医疗保健等日常生活中。中草药大部分为植物源性药材，其有效成分较复杂且多存在于细胞胞浆中，受到植物细胞壁中纤维素、半纤维素和木质素等致密结构的阻碍，导致中草药活性成分难以提取、有效成分利用率低、药效不理想而造成资源浪费，在一定程度上制约了中草药发展。
发酵是微生物在有氧或无氧条件下进行生长繁殖产生代谢产物的过程。我国早在多年前就将发酵用于中药炮制，最早出现的发酵中药为曲类中药，如红曲、六神曲、建曲、半夏曲等。发酵中草药是在适当的温度、湿度、酸碱度和水分等条件下，利用微生物以中草药为底物进行发酵的过程，主要依靠微生物的转化作用及微生物和中草药的协同作用，来提高中草药有效成分含量，增强其药效或产生新的活性成分，以满足临床用药需求。利用微生物发酵中草药，可促进中草药活性物质的释放，降低中草药*性和减少*副作用，使中草药产生抑菌活性和新活性成分。此外，发酵基质中的酶可分解大分子物质，促使中草药活性成分更易被机体吸收利用。
现代中草药发酵是在传统发酵技术的基础上建立起来的，传统发酵过程多凭经验，缺乏规范的工艺技术和指标，存在发酵过程不可控、容易污染杂菌、安全性和稳定性无法保证等问题，其发酵菌种更趋向于真菌单一发酵。现代中草药发酵更加多元化，不再局限于真菌发酵，增加到了细菌发酵和混菌发酵，如双菌口含片就是羊肚菌和产朊圆酵母混合发酵的滋补保养药物。现代发酵结合了微生物学、生物工程学及药物分析等多学科技术，在发酵过程中进行温度、湿度、酸碱度、菌种生长情况等发酵参数的实时监控，在很大程度上提升了发酵产品的质量与安全。随着科学技术的快速发展和分析技术体系的日渐完善，发酵中草药的定性定量分析及制剂药效稳定性提高具有了一定基础。在《生物产业发展“十一五”规划》中，科技部就已将微生物制造和发酵工程列入其中，中草药发酵技术为中草药的开发利用注入了新的发展动力，使其具有更广阔的发展前景和应用潜力。
01
发酵中草药的优势
通过微生物的生长代谢和生物转化来发酵中草药，比一般的物理或化学炮制手段更具有优越性。发酵能有效提高部分中草药有效成分的含量和药效，降低*性，减少*副作用，产生新活性成分。
提高中草药药效
微生物具有强大的分解转化能力，微生物生长代谢过程中会产生纤维素酶、木质素酶和果胶酶等多种胞外酶，酶可以催化降解植物细胞壁，提高细胞膜通透性，增加中草药有效成分的溶出，如纤维素酶提取藕节多糖得率比不加酶的提取得率高约4%；此外，酶还可以将大分子物质降解为易被吸收的小分子物质，提高药效。据报道，中草药中的某些成分经发酵后含量增加1-4倍。发酵*芪产生的*芪多糖最多可达传统提取工艺的5倍，而且动物实验证明发酵*芪的用量，仅为传统制药用量的1/28时就具有同等药效。人参经酵母菌发酵后检测人参皂苷含量，结果显示，发酵后人参皂苷20(S)-Rg3、Rh2和F2水平分别提高了.87%、.46%和.98%，抗氧化活性显著增强，小鼠实验表明发酵人参可减轻肝脏脂质积聚和炎症，从而改善酒精性肝损伤。因此，微生物发酵具有提升某些中草药药效的功能。
促使部分中草药产生新活性成分
微生物生长过程中会产生丰富的次生代谢产物，这些产物会以中草药的有效成分或非有效成分为前体，通过异构化、甲基化、乙酰化等多种生物转化对这些物质的结构进行修饰，产生新活性成分。微生物和中草药会产生协同作用，中草药的某些成分可以促进或抑制微生物的生长代谢，从而促使其产生新的代谢反应或代谢产物。玫瑰和红枣仁发酵后的镇静安神功效提高，玫瑰抗氧化活性成分提高，产生了新物质——红枣苷B。枯草芽孢杆菌发酵三七根后，在发酵产物中发现了新物质人参皂苷Rh4。因此，某些中草药经微生物发酵后具有了产生新活性的潜能。
降低部分中草药*性和*副作用
部分中草药本身具有*性，在使用这些有*中草药时如果不重视辨证论治、用量配伍、给药途径等，可能会造成肝和肾的损伤，甚至危及性命。微生物的分解转化作用有可能降解部分中草药*性物质，或对中草药*性成分结构进行修饰，较大幅度地改变药性，降低*副作用，扩大中草药临床适应症。乳酸菌发酵多种有*中草药后未检测出急性*性或基因*性，说明发酵使*性降低。由川乌、半夏、天南星等组成的化风丹药母以芽孢杆菌、片球菌和肠杆菌为主的自然发酵过程中，高*性生物碱(乌头碱、甲乌头碱、亚甲乌头碱)在发酵过程中含量显著降低。本课题组研发了一种运用库氏毕赤酵母和融合魏斯氏菌复合发酵橡胶籽脱除其有*氰化物的方法，复合发酵后氰化物脱除率在88.9%以上。由此可见，微生物发酵中草药用于减少中草药*性和*副作用是可行的。
02
发酵中草药常用微生物
发酵中草药的常用菌种主要包括真菌和细菌，其中主要为乳酸菌、芽孢杆菌、双歧杆菌、酵母菌、米曲霉、黑曲霉及各种药用真菌等，详见表1。
表1发酵中草药常用菌种及功效
真菌
真菌在发酵过程中可以利用中草药中的纤维、糖类、蛋白等物质产生丰富的次生代谢产物，如药用真菌羊肚菌的发酵物不仅富含蛋白质、脂肪酸、维生素、矿物质等营养成分，还富含多糖、多酚、甾醇、酶类等活性成分。发酵中草药的真菌主要分为中草药内生真菌、自然真菌和药用真菌。目前，发酵常用的自然真菌主要包括曲霉属(Aspergillus)、根霉属(Rhizopus)、酵母菌属(Saccharomyces)等真菌，治疗中风的药物化风丹，即为川乌、半夏、天南星等加入牛胆汁中自然发酵而成。根霉发酵由*芪、白术和防风等组成的玉屏风散能增强淋巴细胞的增殖从而提升双重免疫活性，有潜力用于治疗炎症性疾病的双向免疫刺激作用。药用真菌会以中草药作为培养基质，利用中草药的活性成分，经过药用真菌丰富的酶系及代谢作用产生新的代谢产物。Son等利用灵芝菌丝体发酵青蒿，发酵产物可转化为有价值的化合物，增强特应性皮炎反应中的抗炎作用。类似的药用真菌还有茯苓、冬虫夏草、云芝、灰树花、获荃等。
细菌
细菌较真菌生长繁殖速度更快，筛选有较强发酵能力的细菌也是现代发酵中草药的重要组成部分。目前常用的发酵细菌有乳酸菌、芽孢杆菌、双歧杆菌、丁酸梭菌、光合细菌等。枯草芽孢杆菌发酵的当归补血汤显著增加了大鼠肠道益生菌数量，对维持肠道健康发挥了重要作用。Suh等使用枯草芽孢杆菌发酵三尖杉、金银花和大豆来探究其发酵产物对高脂饮食(High-FatDiet,HFD)小鼠的抗肥胖作用，结果显示发酵通过上调*酮类苷元等产物提高了对胰脂肪酶的抑制能力，比未发酵中草药具有更强的抗肥胖作用。
03
发酵中草药应用现状
中草药资源利用
中草药资源是中医药事业生存发展的物质基础，也是国家重要的战略性资源。近年来，在中成药生产、中药材加工炮制等多种中草药生产加工过程中产生了大量废弃药渣。中药渣中富含粗纤维、粗蛋白、粗脂肪及多种生理活性成分，具有较高的循环利用价值。人参药渣含有丰富的多糖、膳食纤维、蛋白质等成分，可作为有价值的功能性膳食纤维。发酵人参药渣可以提升猪肠道健康，揭示了人参药渣二次利用的可能性。发酵中药渣可以调节断奶仔猪血脂浓度，提高其生长性能、抗氧化能力和免疫力，可作为功能性饲料进行开发；中药渣富含氮、磷、钾和有机质等，具有质轻、通气性好等特点，经发酵后可作为生物有机肥来提高土壤肥力，促进农作物生长；中药渣还可作为培养基，为微生物提供生长繁殖所需的碳源、氮源。合理、充分利用中草药资源是一种极具经济效益和社会效益的资源可持续利用方式。
新活性成分研究
发酵是中药炮制的一种重要方法，许多药物都经中草药发酵而成，如名贵中药虫草就是虫草菌发酵蝙蝠蛾幼虫的产物。部分中草药经微生物转化可以产生新活性，为中草药活性成分结构修饰提供新途径。由葛根、丹参、姜*等组成的“栓通灵”经酵母菌、醋酸杆菌、乳酸杆菌发酵的产物，能降低脑缺血再灌注模型大鼠缺血脑组织中TNF-α和IL-1β含量，减轻神经功能损伤，减少脑梗死面积，保护脑组织，可作为防治脑血管疾病药物进行研发。发酵芦荟可作为加速烧伤愈合、减少炎症反应的潜在药物。乳酸菌发酵可提高姜*中姜*素含量，增强其特有的药理活性，突显其作为功能食品配料的潜在应用价值。通过发酵可以为寻找中草药新活性成分、研发新药提供新途径。
饲料添加剂
畜牧业中抗生素的滥用对人类食品安全构成了严重威胁。许多欧洲国家已禁止在饲料中添加抗生素，中国农业农村部号公告规定，自年7月1日起，饲料生产企业停止生产含有促生长类药物饲料添加剂(中药类除外)的商品饲料。中草药饲料添加剂具有促进新陈代谢、增强酶活性、提高免疫性能、增加抗病性和改善肉品质等多重功效，使其成为代替抗生素的饲料添加剂首选。
发酵中草药同时还具有益生菌的益生效果和中草药的药理活性，可以通过提高采食量、促进增重、降低料肉比和改善肉质品质等来提升动物的生长性能；通过提升免疫器官指数、抗体水平、肠道健康和淋巴细胞数量等来增强动物免疫性能和动物对饲料的消化、吸收，提高饲料利用率；某些中草药还具有补充营养、增香除臭、防霉防腐作用，可以改善饲料营养、刺激动物食欲、延长饲料保质期。发酵*芪、*参、当归等复方中草药可以提高热应激环境中奶牛的产奶性能和免疫功能。发酵芝麻可以提高芝麻营养物质利用率，提升肉鸡生长性能，可作为肉鸡日粮中的蛋白质来源。随着社会对养殖业环保问题的持续