我國藥食同源物質發酵產品研究進展

摘 要：隨著人們對藥食同源食品關注度的日益增加，藥食同源發酵食品成為其重要分支，具有非常大的發展潛力。本文對桑葚、山藥、酸棗仁、百合等利用率較高的藥食同源物質的活性成分及發酵產品進行分析總結，發現藥食同源物質主要是經過復配，借助酵母菌、乳酸菌、嗜熱鏈球菌等進行發酵，開發出發酵飲料、酸奶、酵素、果酒、果醋等產品，并對其功能性成分進行了檢測；同時，對藥食同源物質發酵產品的發展前景做出了展望，以期為后續產品的開發提供參考。

關鍵詞：藥食同源；發酵；活性成分；產品加工

中圖分類號：R285 文獻標志碼：A 文章編號：1008-1038（2024）05-0008-07

DOI：10.19590/j.cnki.1008-1038.2024.05.002

Research Progress of Fermented Products of Main Medicinal and Food Homologous Substances in China

REN Fuhui1， QIAO Shumin1， LIU Xujiu2， LI Meng3， WU Peng1*

（1. College of Food Science and Engineering， Shandong Agricultural University， Taian 271018， China;

2. Agricultural Comprehensive Service Center of Bianyuan Town People's Government， Feicheng 271600， China; 3. Shandong Weixuankang Health Industry Development Co.， Ltd， Taian 271000， China）

Abstract： With the increasing attention to the homology of medicine and food， the homologous fermented food of medicine and food has become an important branch and has great development potential. This paper analyzed and summarized the active ingredients and fermented products of the homologous substances of medicine and food with high utilization rate， such as mulberry， yam， jujube seed， and lily. It was found that the current medicine and food homologous substances were mainly compounded， and then fermented beverages， yogurt， enzymes， fruit wine， fruit vinegar and other products were developed by using yeast， lactic acid bacteria， thermophilic streptococcus， etc.， and their functions or ingredients were tested. At the same time， the application of fermentation technology and the problems existing in the development of products were analyzed， and the development prospects of fermented products with homologous substances of medicine and food were prospected， in order to provide reference for subsequent product development.

Keywords： Medicine and food homology; fermentation; active ingredients; product processing

藥食同源物質主要指衛生部公布的《按照傳統既是食品又是中藥材物質目錄》中的中藥材。截至2022年，國家相關部門根據《中華人民共和國食品安全法》等規定，并經過安全性評估等一系列舉措后，共納入110種中藥材，包括桑葚、山藥、百合、酸棗仁等[1]。我國的藥食同源產品主要包含藥品、保健食品、功能食品等類型，其功能多樣化[2]。藥食同源發酵食品是其重要分支，具有較大的發展潛力，因此針對藥食同源食品的開發也成為焦點藥食同源的食物經過發酵后，由于微生物代謝的淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纖維素酶等作用，使其中蛋白質、纖維素、淀粉等大分子物質降解成小分子物質，或改變其原有的營養物質，有利于活性成分在體內的吸收[3]。在發酵過程中，微生物生長代謝產生的代謝產物，可對藥食同源物質的天然活性成分進行生物轉化或分解改變其原有的生物活性，產生新的成分或功效；在發酵后，其毒性成分被微生物分解轉化，使得毒性降低或對有毒成分進行結構修飾，達到降低不良反應的效果[4]。

本文選取有代表性的桑葚、山藥、酸棗仁和百合四種藥食同源的發酵產品進行了綜述，為后續藥食同源發酵食品的開發應用提供參考。

1 桑葚

1.1 桑葚的主要活性成分及功效

我國桑葚資源豐富，但是季節性強且外殼軟汁水多，導致其難以貯藏和運輸。桑葚含有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖等，具有免疫調節、抗氧化、調節腸道菌群等多種生理功效[5]；富含花青素、花色苷等生物活性物質，具有降低血糖水平、清除體內自由基、抗突變等藥理作用[6]，以及白藜蘆醇等非黃酮類多酚化合物生物活性成分。此外，桑葚中生物堿主要是吡咯生物堿和多羥基生物堿，代表化合物為1-脫氧野尻霉素（1-deoxynojirimycin，DNJ），DNJ具有抗肥胖、抗炎癥、抗病毒、降血糖血脂的藥理作用[7]。

1.2 桑葚發酵產品

1.2.1 桑葚發酵飲料

桑葚發酵飲料大都采用乳桿菌等益生菌作為菌種進行發酵，既可增強其抗氧化、調節腸道菌群等功能，又可以與其他果蔬復合研制營養更全面、功效更多樣的發酵飲品。桑葚發酵飲料常用菌種有植物乳桿菌、副干酪乳桿菌等[8-10]。

1.2.2 桑葚酸奶

將桑葚和新鮮牛奶共同發酵得到桑葚酸奶，兼具桑葚和酸奶的保健效果，酸甜適中，口感細膩，帶有桑果香。當將桑葚料漿與牛乳直接混合發酵時，得到的桑葚酸奶酵可以有效提高桑葚酸奶中花青素的穩定性[11]。蔡翔等[12]發現發酵可有效提高桑葚酸奶體系中的總酚和總黃酮含量和抗氧化活性，且可以維持10 d。

1.2.3 桑葚酵素

桑葚本身富含生物活性成分，通過自然發酵、酵母發酵、乳酸菌發酵、復合菌種發酵（酵母+乳酸菌）制備酵素，其DPPH自由基和ABTS自由基清除作用得到進一步加強，得到混合菌種發酵方式優于單菌種發酵和自然發酵方式[13]，其中DPPH清除能力逐漸降低，而ABTS清除率呈上升趨勢，復合發酵桑葚酵素的DPPH清除率、ABTS清除率均高于自然發酵[14-15]。當在桑葚原汁中加入乳酸菌、酵母菌和其他益生菌后，在一定條件下發酵得到的桑葚酵素，具有很強的DPPH自由基和ABTS自由基清除作用，酵素內SOD活力為240 U/mL[15]。

1.2.4 桑葚果酒

桑葚果酒是以桑葚為原料經酵母釀制而成的一種低度果酒，呈澄清透明的紫紅色，酒香馥郁，口感柔和，帶有明亮的桑葚風味。桑葚果酒富含總黃酮、花色苷等活性物質，有24種揮發性香氣化合物，其中酯類物質占77.86%，有醇類物質占19.07%[16]。當在26 ℃下發酵8 d，所得桑葚果酒花色苷含量為208.79 mg/L，殘糖量為3.1 g/L，酒精度為12.7%vol，既保證了果酒的酒精度，又降低了果酒釀造過程中花色苷的損失[17]。

1.2.5 桑葚果醋

桑葚果醋是新鮮的桑葚汁經酒精發酵和醋酸發酵而成，不僅風味獨特，而且也保留了桑葚的藥用功效。通過控制不同的發酵溫度和初始酒精度等發酵條件，使用酵母菌進行酒精發酵的基礎上，采用不同菌株的醋酸菌發酵得到各具特色的桑葚果醋。桑葚果醋常用菌種有酵母、醋酸菌AS1.41及滬釀1.01、LB醋酸菌等[18-20]。

1.3 桑葚發酵產品文獻數量

桑葚發酵產品相關文獻集中在桑葚果酒上，占比62%，桑葚果醋和發酵飲料的相關文獻數量相對較少，更多相關產品還有待開發（圖1）。

2 山藥

2.1 山藥的主要活性成分及功效

山藥富含淀粉、蛋白質、脂肪、游離氨基酸、維生素、礦物質等營養成分[21]，并含有多種活性成分，如降血糖[22]、抗氧化[23-24]等功能特性的多糖、皂苷、尿囊素、多酚、黃酮類物質等。山藥中的薯蕷皂苷元是一種天然甾體皂苷元，具有免疫調節、抗炎、降血脂、改善心血管等功能、抗病毒和抗癌等作用[24]。

2.2 山藥發酵產品

2.2.1 山藥發酵飲料

山藥經糖化酶糖化后，接種嗜熱鏈球菌、乳桿菌等菌種混合發酵，獲得酸甜可口、香氣濃郁且具有一定抗氧化能力的山藥發酵飲料，既提高了產品的營養價值、改善產品風味口感，又增加國內乳酸菌飲品的種類。山藥發酵飲料常用菌種有植物乳桿菌、嗜熱鏈球菌和嗜酸乳桿菌等[25-27]。

2.2.2 山藥酸奶

山藥制作成山藥粉后，加入牛乳及其他有益成分中，以保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌為主要發酵菌種制作成酸甜可口、口感細膩且具有山藥獨特風味和功能的酸奶，可為酸奶新品種的開發提供新的思路，如菊粉山藥酸奶[28]、香蕉山藥酸奶[29]和紫山藥酸奶[30]等。

2.2.3 山藥酵素

山藥經乳酸菌、酵母菌、醋酸菌等多種有益菌發酵使山藥的生物活性增強或產生新的生物活性物質，得到了具有降血脂、防動脈粥樣硬化、抗氧化等功效的山藥酵素。研究表明，以雙歧桿菌為發酵菌種，對山荷復合酵素（山楂、山藥、茯苓、荷葉、甘草）的發酵工藝進行優化，得到的復合酵素中降血脂成分（荷葉堿、熊果酸、金絲桃苷）含量顯著增加[31]；以植物乳酸桿菌為發酵菌種，研制的山藥茯苓復合酵素中降血脂活性成分如總多糖含量比發酵前顯著增加[32]；費鵬等[33]開發的懷山藥酵素粉的SOD活性約為15.35 U/mL，具有良好的抗氧化能力。

2.2.4 山藥果酒

山藥研制出的新型復合果酒，外觀澄清透亮，酒香醇厚且濃郁，酒體協調，甜度適中，營養互補，風味突出，符合消費者對于綠色健康低度酒飲料的需求，具有廣闊的市場前景。在發酵溫度25 ℃時百香果汁與山藥汁1∶2、初始糖度28%、酵母接種量0.03%、發酵8 d得到的百香果山藥果酒，其酒精度為14.03%vol，DPPH自由基清除率為98.83%[34]。經發酵而成的山藥果酒，可最大程度地保留山藥中具有消炎、降血脂等功效的萜類化合物[35]。山藥果酒含有山藥標志性活性成分——甾醇，含量為7.52～1 218.27 μg/L，具有一定的抗氧化能力[36]。

2.2.5 山藥果醋

山藥果醋是以山藥以及山藥復配其他原料，經現代生物技術釀造而成，其中含有多種有機酸，營養價值豐富，是集營養、保健、食療等功能為一體的新型保健飲品。果醋的常規發酵過程一般分為酒精發酵和醋酸發酵，如山藥-梨復合型果醋是以梨與山藥為原料，在初始糖度15%、酵母菌添加量0.3 g/L、28 ℃下酒精發酵8 d，然后在醋酸菌接種量為0.3 g/L，32 ℃下醋酸發酵11 d，得到乙酸含量為7.12 g/kg的果醋[37]。張文莉等[38]研制的山藥枸杞果醋是以山藥和枸杞為原料，采用由醋酸菌、酵母菌和乳酸菌以茶糖水為原料混合發酵而成的紅茶菌，直接于30 ℃下發酵5 d得到的，其總酸量為4.65 g/dL。

2.3 山藥發酵產品文獻數量

山藥發酵產品相關文獻大都集中在山藥酸奶上，約為64%，山藥果酒相關文獻數量相對過少，更多相關產品還需有待開發（圖2）。

3 酸棗仁

3.1 酸棗仁的主要活性成分及功效

酸棗仁是鼠李科植物酸棗的干燥成熟種子，據2020年版《中國藥典》記載：“酸棗仁，用于虛煩不眠、驚悸多夢、體虛多汗、津傷口渴”[39]。現代研究表明，酸棗仁含有三萜類、黃酮類化合物等活性成分[40]，具有抗氧化、鎮靜催眠等多種功效[41]。

3.2 酸棗仁的發酵產品

3.2.1 酸棗仁酸奶

酸棗仁酸奶是以酸棗仁勻漿或酸棗仁粉為原料，采用乳酸菌、嗜熱鏈球菌[42]等在不同條件下發酵所得。該產品除具有酸奶本身維持腸道菌群健康、提高免疫力等保健功能外，還具有清除自由基、抗氧化等保健功能和酸棗仁的特有風味，為酸奶產品的多樣化及功能性酸奶市場的擴大提供了理論基礎，如紅茶菌酸棗仁凝固型酸奶[43]和酸棗仁苦蕎酸奶[44]。

3.2.2 酸棗仁酵素

以酸棗仁為原料生產出的新型復合酸棗仁酵素，在保持其活性成分與部分功效的同時也為酵素產品的發展提供參考。高小躍等[45]以酵素益生菌菌粉、植物乳桿菌、干酪乳桿菌、副干酪乳桿菌為菌種發酵酸棗仁，所得酸棗仁酵素活菌數約為1.8×106 CFU/mL，SOD活性約為8.9×103 U/mL，具有良好的抗氧化性能。劉瀟萌等[46]以蓮子酸棗仁酵素為目標材料，通過分析得出蓮子酸棗仁酵素具有明顯的助眠功效，并且該功效與促進腸道蠕動和改善腸道菌群結構具有協同效應，為酵素類助眠食品研究提供科學依據。

3.2.3 酸棗仁果酒

酸棗仁湯在治療失眠癥方面有很好的效果，但制備時間長，程序繁瑣，將酸棗仁湯開發為低度的酸棗仁果酒，便于貯存且還具有較好的療效。按照《金匱要略》中的方劑，將酸棗仁湯經葡萄酒酵母發酵后制成可以治療失眠癥的保健酒，將浸泡好的酸棗仁150 g，甘草30 g，知母、茯苓、川芎各60 g，置于1 L純凈水中煎煮得到藥汁，在藥汁中加入24 %的蔗糖，藥汁滅菌冷卻后接入0.2 g/L的葡萄酒干酵母，室溫下前發酵7 d，28 ℃后發酵15 d，15 ℃陳釀1個月，然后經澄清、灌裝、滅菌等工藝后制得酸棗仁安神保健酒[47]。

3.3 酸棗仁發酵產品文獻數量

酸棗仁發酵產品相關文獻雖然大都集中在酸棗仁酸奶上，但數量不多，而且酸棗仁果酒相關文獻數量相對較少，酸棗仁發酵飲料和果醋類產品也相對缺乏，更多相關產品有待開發（圖3）。

4 百合

4.1 百合主要活性成分及功效

百合為百合科植物卷丹、百合和細葉百合的干燥肉質鱗葉，這三個品種可供藥用，還有十個品種可供食用，且藥用、食用部位均為百合鱗莖。百合含有甾體皂苷、多糖、生物堿類等多種活性成分，在抗疲勞、抗抑郁、抗腫瘤、降血糖、抗氧化[48-49]、免疫調節、止咳等方面效果顯著[49]。

4.2 百合的發酵產品

4.2.1 百合發酵飲料

生產乳酸發酵型百合乳飲料，是百合干或百合粉和其他原料復配，通過乳酸菌等發酵使產品既有乳酸發酵的怡人香味，又不失百合的原有風味，兩種風味渾然一體，構成了產品的獨特風味。李新社等[50]將乳酸菌接種在添加亞硒酸鈉的培養液中進行富集，獲得富集有機硒的乳酸菌用于苡米百合發酵，按照富硒乳酸菌接種量為6%、苡米∶百合干為2∶1、發酵溫度40 ℃、發酵時間為4 d，研制得到富硒發酵型乳酸菌飲料。

4.2.2 百合酸奶

百合酸奶產品的開發研制，不僅可以豐富發酵乳的品種，并可進一步增加酸奶的保健功能，百合的添加顯著提高了產品的抗氧化活性，加入的配料使百合酸奶獨具特色，是營養保健雙贏的理想食品，如黑豆百合酸奶[51]、圣女果百合攪拌型羊酸奶[52]、百合希臘式酸奶[53]等。

4.2.3 百合酵素

百合是開發植物酵素的優良資源，但目前相關百合酵素的研究還相對匱乏，百合酵素既保留了百合的自身營養成分和降血糖、抗氧化等功效，又含有乳酸菌等益生菌及其代謝產生的乳酸、醋酸、L-酒石酸、L-蘋果酸等有機酸。方晟等[54]得出百合酵素發酵過程中超氧自由基清除能力和還原力呈上升趨勢，羥基自由基清除能力和DPPH自由基清除能力呈先上升后降低的趨勢，ABTS自由基清除能力呈不規則變化，既為百合酵素發酵階段調控提供了理論參考，又為百合酵素產品的開發及精準制備提供科學依據。

4.2.4 百合果酒

將百合干或鱗莖通過酒釀酵母或酒曲等與其他原料共同發酵為百合果酒[55]，在保留了百合清香與部分功能性成分的同時，又產生了各種微量風味物質，使得百合果酒更清香純正、風味悠長，為百合加工提供新的思路及百合相關深加工產品的研發應用提供實踐參考，如百合糯米甜酒[56]和卷丹百合茶酒[57]等。

4.2.5 百合果醋飲料

百合果醋是將百合與其他原料制備成勻漿，利用酵母菌在25～29 ℃下進行酒精發酵，后在32～36 ℃下進行醋酸發酵，當發酵液酸度不再上升時達到醋酸發酵終點，所得產品香氣適宜、酸甜適口，既豐富了保健果醋飲料的品種，也為百合的綜合利用開辟新的途徑。荔枝草百合醋是以荔枝草、百合粉為主要原料，通過酒精發酵和醋酸發酵所得到總酸含量為4.69%的保健醋飲料[58]。紅景天百合醋以紅景天百合粉為原料，經發酵后將所得復合醋飲料與百合汁進行勾兌調配可獲得香氣適宜、酸甜適口的復合醋飲料[59]。

4.3 百合發酵產品文獻數量

百合發酵產品相關文獻大都集中在百合果醋，約占比40%，百合酵素的相關文獻數量相對過少，其他相關產品仍有待開發（圖4）。

圖4 百合發酵產品文獻數量

Fig.4 Number of literature on lily fermentation products

5 小結

在日常生活中，攝入適量的藥食同源食品，可以改善身體健康。本文通過對桑葚、山藥、酸棗仁、百合的主要活性成分功效以及相關的發酵產品等方面進行了梳理，發現目前藥食同源的發酵產品大都是從發酵飲料（乳酸菌飲料、益生菌飲料等）、酸奶（果粒酸奶、凝固型酸奶、攪拌型酸奶等）、酵素（酵母發酵、乳酸菌發酵、復合菌種發酵等）、果酒（混合發酵、控溫發酵等）、果醋（液態發酵、固態發酵等）這幾方面進行開發。一部分是對某一種藥食同源食物進行不同發酵方式的優化，另外是采用多種藥食同源食物，通過復配再發酵的方式開發相關產品并對其功能性或成分進行檢測。

藥食同源物質發酵前景廣闊，但我國藥食同源物質發酵技術的應用及產品的開發還存在許多問題，如資源利用不足、發酵機理不明、優良菌種缺乏、發酵工藝不完善和發酵質量評價標準不全面等。蓽茇、草果、西紅花、山柰等藥食同源資源有關于發酵產品方面的研究文獻相對較少；黃芪發酵大部分的研究停留在醫藥方面，食品方面的相關研究較為缺乏；山茱萸發酵大都集中在發酵果酒方面，其他方面的研究或產品開發還較少；杜仲葉發酵大都集中在將其某一特性應用于食品加工中，而真正作為原料來開發一種新型保健產品的研究較少，諸如此類在發酵方面存在巨大潛力的藥食同源資源更是數不勝數。

因此，諸如蓽茇、草果等應用相對較少的藥食同源資源需進一步加強其在發酵方面的開發應用，如黃芪這類主要集中在醫藥研究方面的藥食同源物質，應加大其在新食品研發中的應用，而山茱萸、杜仲葉等只利用其某種特性或只應用于某一類產品的藥食同源資源，需進一步開發利用其他功效或作用，并將其應用于發酵食品中。因此，在后續的生產過程中不但要加大對新產品的開發，還需要增強對相關發酵后新產生的成分或藥理作用的研究，使藥食同源食物得到合理開發利用，發揮更大的價值。

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收稿日期：2023-12-19

基金項目：泰安市科技特派員項目-高效利用泰山黃精資源的產品研發及示范（2021TPY009）；山東省自然科學基金-高RG-I結構域果膠的特異獲取及其對腸道免疫調節作用機制的研究（ZR2022MC187）；教育部中華優秀傳統文化專項課題（A類）重大項目（尼山世界儒學中心/中國孔子基金會課題基金項目）-飲食文化視角下構筑中華民族共同體的共同歷史記憶與文化基因研究（23JDTCZ015）

第一作者簡介：任富慧（2001—），女，在讀碩士，研究方向為食品科學

*通信作者簡介：吳澎（1972—），女，教授，博士，主要從事食品科學方面的教學與研究工作