综述:药用植物发酵生物加工的最新进展:一种最大化营养/功能价值、生物活性潜力及健康效益的创新方法

【字体: 时间:2025年06月12日 来源:Food Bioscience 4.8

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  (编辑推荐)本综述系统阐述微生物发酵技术对药用植物(MPs)的生物转化作用,通过提升多酚、黄酮等植物化学物(phytochemicals)含量及生物利用度(bioavailability),优化其营养功能特性、抗菌活性和风味特征,为食品、医药、化妆品及饲料工业开发功能性成分提供创新策略。

  

药用植物发酵生物加工的突破性进展

ABSTRACT
药用植物(MPs)作为人类健康的核心资源,其抗氧化、抗菌、抗肿瘤和抗炎特性在食品、医药等领域应用广泛。全球约45,000种药用植物的开发潜力亟待通过发酵等生物加工技术释放——这一传统且经济高效的方法能显著提升活性成分含量,并转化废弃物为高附加值产品。

Introduction
从古至今,药用植物承载着40%现代药物的天然来源(WHO, 2023b)。其疗效取决于植物化学物(如多酚、黄酮)的生物利用度(Berni et al., 2025)。微生物发酵通过水解细胞壁,将复杂成分转化为小分子有机酸、氨基酸等(Kucharska et al., 2024),不仅增强功能特性,还降低毒性,成为连接传统经验与现代生物技术的桥梁。

Emerging extraction technology
相比索氏提取等传统方法,发酵作为新兴提取技术,通过微生物酶解选择性释放活性成分,实现资源高效利用。例如,乳酸菌发酵可提升黄酮苷元含量达300%(Hussain et al., 2016),为绿色化学提供新范式。

Phytochemical properties and nutritional/functional characteristics
发酵使MPs中多酚含量提升40-60%,抗氧化活性增强2倍(Dip et al., 2025)。黑曲霉发酵黄芪可同步产生新型环肽(Khosroshahi & Razavi, 2023),印证微生物转化创造"非天然"活性分子的潜力。

Therapeutic effects
在代谢综合征模型中,发酵人参皂苷CK的降糖效果优于原型化合物(Keihanian et al., 2021)。发酵黄芩素通过调节NF-κB通路展现协同抗炎作用,为慢性疾病管理提供新思路。

Antimicrobial activities
发酵MPs的抗菌谱拓宽现象引人注目。发酵迷迭香酚类物质对MRSA的抑菌圈扩大35%(T?RYAK? GüNDüZ et al., 2024),其机制与微生物生成的次级代谢物协同作用相关。

Flavor characteristics
酵母发酵可降解MPs中苦涩单宁,同时生成呈味肽(Kumari et al., 2024)。这种风味修饰技术使功能性饮料适口性提升,推动消费者接受度。

Reclamation of MPs waste and residues
药渣发酵转化率高达70%(Xiao et al., 2022)。灵芝菌固态发酵黄芪药渣,可将其多糖得率从3.2%提升至9.8%,实现"变废为宝"的循环经济模式。

Effects of FMPs feeding on animals
发酵桑叶饲料使仔猪日增重提高12%,腹泻率降低40%(Ivanova et al., 2024),其机制与肠道菌群(如乳酸菌属)丰度调节密切相关。

Conclusion and future prospect
发酵生物加工正重塑MPs价值链——从提升活性成分到开发废弃物应用,这一绿色技术将持续推动大健康产业发展。未来需加强多组学(multi-omics)研究以解析微生物-底物互作机制,并建立标准化发酵工艺体系。

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