一种乳酸杆菌发酵液的制备方法及其应用

专利类型 发明公开 法律事件 公开; 实质审查; 授权;
专利有效性 有效专利 当前状态 授权
申请号 CN202311768027.0 申请日 2023-12-21
公开(公告)号 CN117431275A 公开(公告)日 2024-01-23
申请人 广州巴宝莉化妆品有限公司; 申请人类型 企业
发明人 钟俊敏; 吴震生; 赵金虎; 彭美兴; 第一发明人 钟俊敏
权利人 广州巴宝莉化妆品有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 广州巴宝莉化妆品有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:广东省 城市 当前专利权人所在城市:广东省广州市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:广东省广州市花都区新雅街邦盛一路12号 邮编 当前专利权人邮编:510805
主IPC国际分类 C12P1/04 所有IPC国际分类 C12P1/04A61K8/99A61K8/365A61K8/44A61K8/60A61K8/65A61K8/66A61K8/9789A61K8/9794A61Q17/00A61Q19/00A61Q19/02A61Q19/08C12R1/01C12R1/225C12R1/23C12R1/25C12R1/46
专利引用数量 6 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 10 专利文献类型 A
专利代理机构 北京清控智云知识产权代理事务所 专利代理人 郑红萍;
摘要 本 发明 公开了一种乳酸杆菌 发酵 液的制备方法及其应用,本发明通过复配的乳酸杆菌与小分子活化液反应得到富含负电荷的乳杆酸菌微球的复合菌液;再以 植物 花为原料,并通过小分子活化液,与酶的协同作用,激活发酵过程解除 葡萄糖 抑制效应的酶,提高了 微 生物 对花细胞壁中的 纤维 素和半 纤维素 中多糖结构的利用,提高了发酵效率,缩短了发酵周期,并降低了花类原有毒 副作用 ,得到的乳酸杆菌发酵液具有更高的花青素含量、总多酚含量和SOD酶活有效成分的活性,且具有很强的羟自由基、DPPH·自由基清除能 力 ,可以作为 化妆品 原料应用。
权利要求

1.一种乳酸杆菌发酵液的制备方法,其特征在于,该制备方法采用以花类为底物,质量份数组成主要为:花类破壁混合液200份~500份、糖份5~10份,复合乳酸杆菌液80~110份,柠檬酸钠1~2份,小分子活化液为10~20份,纤维素酶0.1~0.2份;根类提取物5~10份;
所述的小分子活化液是中含有带负电荷的小分子活性微粒的溶液,所述的复合乳酸杆菌液含有复合乳酸杆菌,是一种负载了负电荷的复合乳杆酸菌微球,其制备方法是:
S001,在装有搅拌桨、温度计、冷凝器的反应釜中,将明胶加入去离子中在30~40℃下加热搅拌30~50分钟至明胶完全溶解,得到凝胶状的明胶溶液;
S002,继续升温到80~90℃下,并快速搅拌,搅拌速度为500~800rpm,继续反应30~50分钟,水解得到小分子活性基团,冷却到20~30℃下,加入柠檬酸,调节pH为5.0~5.3;
S003,加入谷酸,继续反应30~50分钟,调整小分子活化液的等电点,使其等电点从原来的5.2变成4.0,停止搅拌,静止30~50分钟,溶液中的小分子活性基团成为带负电荷的小分子活性微粒,该溶液记为小分子活化液;
S004,将小分子活化液温度控制在15~20℃下,加入复合乳酸杆菌,乳酸杆菌是一种特别容易吸附负电荷的菌种,搅拌30~50分钟,混合均匀,乳酸杆菌被吸附在带负电荷的小分子活性微粒周围,形成了带负电荷的乳杆酸菌微球被分散在小分子活化液中,得到富含负电荷的乳杆酸菌微球的复合菌液,记为复合乳酸杆菌液。
2.根据权利要求1所述的乳酸杆菌发酵液的制备方法,其特征在于所述的花类破壁混合液是含有低分子量β‑葡聚糖的破壁液,具体步骤为:
S101,将新鲜采摘的花类低温烘干后,粉碎过100目筛,得干花粉末;将花粉末加入2~5倍质量份的去离子水混匀后过高压均质机,得花类破壁混合液;
S102,在装有搅拌桨、温度计、冷凝器的反应釜中,温度20~30℃下,加入干花破壁混合液,加入β‑葡聚糖酶,柠檬酸,搅拌2~3小时,促进破壁液中的多聚葡萄糖提前水解,获得含有低分子量的β‑葡聚糖的破壁液,记为低分子量的β‑葡聚糖的破壁液,所加的β‑葡聚糖酶占物料重量比的0.1~0.2份,其酶活≥8万U/g,柠檬酸为1~2份。
3.根据权利要求1‑2任一项所述的乳酸杆菌发酵液的制备方法,其特征在于所述的乳酸杆菌发酵液,具体制备方法为:
S201,将含有低分子量的β‑葡聚糖的破壁液、糖份物料放入发酵桶加入去离子水,高压灭菌后,在30~40℃的条件下,调pH4.5~5.5,加入复合乳酸杆菌液、纤维素酶,发酵过程中应避免阳光照射,并每天用声波震动棒间隔性超声5~8次,每次10~30min,发酵24小时,得初次发酵液;
所加的纤维素酶占物料重量比的0.1~0.2份,其酶活≥7万U/g;
S202,加入小分子活化液,柠檬酸钠,在30~40℃下,用超声波震动棒30~50min;
S203, 再加入根类提取物,进行二次发酵,在30~40℃的条件下,并每天用超声波震动棒间隔性超声5~8次,每次10~30min,发酵3~4天,直至发酵桶内再无新气泡产生,发二次酵完成,得二次发酵液;
S204,提取二次发酵液,经固液分离过滤后,即得到乳酸杆菌发酵液。
4.根据权利要求1所述的乳酸杆菌发酵液的制备方法,其特征在于所述的花类破壁混合液是由莲,樱花,康乃馨,金盏花,桂花,玫瑰,茉莉,山茶花,洋甘菊,薰衣草,兰花,姜花,洛神花一种或多种花经去离子水混合,破壁而得。
5.根据权利要求1所述的乳酸杆菌发酵液的制备方法,其特征在于所述的复合乳酸杆菌液中含有复合乳酸杆菌,是乳酸乳杆菌、嗜酸乳杆菌、双岐杆菌的组合,重量比为(1.0‑
3.5):(0.2‑0.3):(1.0‑3.0);所述的明胶重量份数为5~8份,所述的柠檬酸重量份数为0.5~2份,所述的谷氨酸重量份数为0.5~2.5,所述的复合乳酸杆菌重量份数是2~5份。
6.根据权利要求1所述的乳酸杆菌发酵液的制备方法,其特征在于所述糖份为果寡糖、大豆寡糖、半乳寡糖、异麦芽寡糖、木寡糖、甘露寡糖、壳寡糖、乳糖醇、异麦芽糖一种或多种。
7.根据权利要求2所述的乳酸杆菌发酵液的制备方法,其特征在于所述高压均质条件是:压为60~80Mpa。
8.根据权利要求3所述的乳酸杆菌发酵液的制备方法,其特征在于:超声波振动棒使用条件是:间隔时间为0.5~4h,频率为20~25kHz,输出功率30~80w。
9.根据权利要求3所述的乳酸杆菌发酵液的制备方法,其特征在于所述的根类提取物是人参根提取物,苦参根提取物和牡丹根提取物一种或以上,人参根提取物占物料重量比的0~5份,苦参根提取物占物料重量比0~5份,牡丹根提取物占物料重量比0~5份。
10.根据权利要求3所述的乳酸杆菌发酵液的制备方法,其特征在于所述的乳酸杆菌发酵液直接用在化妆品中。

说明书全文

一种乳酸杆菌发酵液的制备方法及其应用

技术领域

[0001] 本发明属于化妆品技术领域,具体涉及一种乳酸杆菌发酵液的制备方法及其应用。

背景技术

[0002] 植物花中含有丰富多糖、蛋白质及多酚等功效成分而在化妆品中具有较大应用潜质。植物多糖具有保湿、抗化等功效,植物源多肽具有刺激胶原蛋白增生、抗衰老、抗氧化、增强皮肤的活与弹性等作用。目前,常采用生物发酵的生物转化的方法提高植物花提取物的抗氧化活性和活性物质总量。但从现有技术看,存在微生物发酵活性低,发酵产物中活性成分浓度低、种类少,对植物花瓣利用不完全等缺陷。另外,在发酵过程中产生的有毒产物,也没有有效的手段进行控制,对发酵产物的使用安全性造成影响。公开号为CN115554226B的中国专利公开一种多重菌株发酵滤液及其制备方法,采
用多种益生菌菌株发酵产物组成,通过对不同的花发酵,结果得到的发酵液总酚的含量提高,且使得发酵液的抗氧化活性提高。但是该发酵液在高温下灭菌,会影响活性物质的活性。而且该方法只提取了游离的活性物质,对存在于细胞壁中的活性物质提取不充分。
[0003] 公开号为CN113318037A的中国专利公开了一种提升牡丹花活性成分含量的微生物发酵方法,取新鲜的牡丹花干燥粉碎成牡丹花粉末,接种微生物,然后进行发酵培养,得牡丹花发酵液,制备得到的牡丹花发酵液,牡丹花黄和多酚的含量均有明显的提升,抗氧化和美白效果也明显提升。
[0004] 通过微生物的方法能提高总酚和黄酮的含量,在多个专利中都有涉及,但是植物花里含有多糖,萜类,酚类物质,黄酮类物质,花色苷等组分,一部分以游离的形式存在细胞液,另一部分以结合态存在于细胞壁中。如何提取细胞壁中结合态的活性物质,并没有涉及。
[0005] 公开号为CN108245479B的中国专利公开了一种含有乳双歧杆菌发酵活性提取物的面膜,该发明通过优化发酵工艺,并结合科学配比,获得抗敏具有突破性的超越氢化可的松的效果,此外还兼具刺激胶原蛋白再生的效果的面膜。其在发酵阶段加入白酒草皂苷R ,结合其他优化的工艺条件,改变了乳双歧杆菌的生理性能,产生具有极强活性的抗敏作用,促进再生的生物活性的生物多糖等活性物质。但是乳双歧杆菌中胞外多糖的合成可以分为2类,同源多糖的合成和异源多糖的合成。而胞外多糖产量高的菌株,菌株的生长繁殖速度一般较慢,产香能力和酸化能力也一般较弱。同源多糖,如葡聚糖、果聚糖,是在胞外合成的。异源多糖是在细胞膜上合成的。
[0006] 如何能使得不同的多糖都能被较好的被利用,使得细胞壁中结合态的活性物质也能被很好的提取出来,是目前大家关注的热点和急需解决的问题。

发明内容

[0007] 为了解决上述问题,本发明的目的在于提出一种乳酸杆菌发酵液的制备方法,以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题,至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0008] 针对背景技术中存在的缺陷和不足,本发明提供了一种乳酸杆菌发酵液,以获取高效、安全的花类植物功效原料。该发酵液的总多酚含量和花青素含量高,且成分精简,对肌肤没有刺激性;同时该制备方法能够持久保留各组分的活性,使得活性物质能够稳定存在于发酵液中,起到美白护肤的作用。
[0009] 根据本发明的一方面,首先一种乳酸杆菌发酵液的制备方法采用以质量份数组成和制备工艺:所述质量份数组成主要为:花类10~100份、糖份50~100份和复合乳酸杆菌1~5
份;
所述的花类是莲,樱花,康乃馨,金盏花,桂花,玫瑰,茉莉,山茶花,洋甘菊,薰衣草,兰花,姜花,洛神花一种或多种花。
[0010] 所述乳酸杆菌发酵液的制备工艺是:(1)物料准备:1)将新鲜采摘的花类低温烘干后,粉碎过100目筛,得干花粉末;2)将花粉末加入2~5倍的混匀后过高压均质机,得花类破壁混合液
(2)将干花破壁混合液、糖份等物料放入发酵桶加入无菌水,在30~40℃的条件下,调pH4.5~5.5,加入乳酸杆菌、纤维素酶、木瓜蛋白酶和果胶酶,发酵过程中应避免阳光照射,并每天用声波震动棒间隔性超声5次,每次10‑30min,发酵7天以上,直至发酵桶内再无新气泡产生,发酵完成;
(3)提取发酵液,经固液分离过滤后,即为乳酸杆菌发酵液。
[0011] 所述糖份为果寡糖、大豆寡糖、半乳寡糖、异麦芽寡糖、木寡糖、甘露寡糖、壳寡糖、乳糖醇、异麦芽酮糖一种或多种;用以上方法做出来的乳酸杆菌发酵液,当所用的源是木糖或其他非葡萄糖类型
的时候,糖份的用量大,且发酵效率明显降低,使得发酵液中的总酚含量和花青素含量提高不明显。
[0012] 1942年Jacques Monod 首次在大肠杆菌中观察到在混有葡萄糖和乳糖的培养基中,大肠杆菌优先利用葡萄糖进行生长。此后,越来越多的研究表明,在细菌和高等生物中,都存在选择性利用碳源的现象,并且在对模式生物的研究中发现,葡萄糖是绝大多数微生物的优选碳源。通常,葡萄糖的存在会抑制或减少其他次碳源的利用,这种葡萄糖优于其他碳源的现象被称为葡萄糖抑制,葡萄糖抑制应对于微生物在自然环境中的竞争十分重要,因为菌体选择优先利用的碳源是其生长速率高低的主要决定因素,与其能否和其他微生物竞争密切相关。
[0013] 乳酸杆菌是可使葡萄糖等糖类分解为乳酸的各种细菌的总称,乳酸菌是一种无芽孢的杆菌,属革兰氏阳性菌,单个、成双或短链排列;厌氧性呼吸,乳酸杆菌有较强的代谢碳水化合物产酸能力,可以合成葡聚糖和杂多糖,能使糖类发酵产生乳酸或其他酸类物质,现有乳酸杆菌在发酵生长的过程中对碳源的要求较高,故而使得其在生产过程中对外加碳源的用量较大,不仅得生产成本过高,其会使大量植物花遭到浪费,故而提出一种乳酸杆菌复合发酵菌种组合以解决上述问题。
[0014] 植物花的细胞壁主要由纤维素、半纤维素和木质素的异质复合物组成。纤维素是葡萄糖的聚合物,而半纤维素是葡萄糖和戊糖的杂聚物,如木糖和阿拉伯糖。木质素是交联苯丙烷单元的聚合物复合物。因此,植物花可以提供多种糖,如葡萄糖、木糖等,可以被作为碳源为微生物所利用,但是又因为葡萄糖抑制效应,使得植物花作为提供多糖的碳源,利用极不充分,不能有效提取细胞壁里结合态的活性物质。葡萄糖的存在会抑制天然转运蛋白对其他糖类的摄取,从而限制了混合碳源中多糖的利用效率。
[0015] 因此,在发酵中植物花的木质素、纤维素和半纤维素都可以转化成十分宝贵的能源。纤维素组成之间的碳碳键断裂从而被降解为葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、甘露糖等单糖和纤维二糖等寡糖,生成了多糖混合液。作发酵原料时,产生的技术难题是微生物对其中各种糖类的高效利用。
[0016] 除了提高微生物对植物花细胞壁中各种糖类的高效利用,我们另一个作用,就是提高总酚含量和花青素的含量。不同乳酸杆菌对花青素的降解程度不同,例如Cano‑Lamadrid等人报道了用干酪乳杆菌和保加利亚乳杆菌发酵富含石榴的奶后,花青素含量高于其他乳杆菌属。与植物乳杆菌或短乳杆菌相比,鼠李糖乳杆菌或副干酪乳杆菌更显着地降低发酵橙汁中花青素的含量。
[0017] 微生物的生长主要是吸收花细胞中的蛋白和多糖类物质进行生长,因此发酵也可以对花细胞中有效成分进行浓缩,从而达到富集的目的。往往植物花中的活性物质比较复杂,都具有一定的毒素,从而影响鲜花的功效。目前的毒素去除方法主要是通过化学方法实现,但是化学方法具有操作繁琐、成本高等缺点。而微生物可以通过代谢减少花细胞中的毒性物质或者转化为无毒物质。因此需要选择一种菌液,既能提高花细胞中多糖的高效利用,减少发酵过程中额外添加的碳源,又能通过代谢将花细胞中的有毒物质转化为无毒低毒物质。
[0018] 乳酸杆菌因其存在葡萄糖抑制效应,同时对水解液中的代谢抑制物比较敏感,当水解液中的葡萄糖含量达到5g/L,乳杆菌的生长就因水解液中的抑制物受到抑制,冷凝芽孢杆菌和大肠杆菌虽然能够同时利用水解液中的葡萄糖和木糖,但是当水解液中的木糖含量分别达到 35g/L和15g/L时,其生长就因水解液中的抑制物而受到阻遏。虽然存在利用其他天然糖的生物体,如丝状真菌、梭状芽孢杆菌、古细菌等,但它们在很大程度上缺乏成熟的遗传工具或表现出低产品和抑制剂耐受性。由于葡萄糖抑制的存在,在有葡萄糖等优先碳源存在的情况下,乳酸杆菌利用其它次碳源的能力受到抑制,除了造成碳源利用效率低下。还会产生一系列的问题,如菌体生长严重受阻、葡萄糖利用障碍、影响代谢产物的生成等等问题。进而使得整个发酵时间拉长,发酵转化率降低。同时,还需要采用一些活性物质,来激活代谢中产生的组酸酶,当酶处于被激活状态时,可以解除葡萄糖抑制效应。因此,为了解除葡萄糖效应,同时对水解液的抑制物具有一定抗性的菌株,本发明提供一种乳酸杆菌复合发酵菌种组合,该组合能提高发酵效率,并利用微生物将植物花作为营养来源的主要底物,将细胞壁里的多糖转化成醇类、脂类、萜类等人体容易吸收的小分子营养物质。
[0019] 首先,通过三种乳酸杆菌的复配菌,具体为所述的复合乳酸杆菌为乳酸乳杆菌、嗜酸乳杆菌、双岐杆菌的组合,重量比为(1.0‑3.5):(0.2‑0.3):(1.0‑3.0);进一步地,制备等电位为4.0的小分子活化液和复合乳酸杆菌液,具体步骤为:
S001,在装有搅拌桨、温度计、冷凝器的反应釜中,将明胶加入去离子水中在30~
40℃下加热搅拌 30~50分钟至明胶完全溶解,得到凝胶状的明胶溶液;
S002,继续升温到80~90℃下,并快速搅拌,搅拌速度为500~800rpm,继续反应30~50分钟,水解得到小分子活性基团,冷却到20~30℃下,加入柠檬酸,调节pH为5.0‑5.3,S003,加入谷氨酸,继续反应30~50分钟,调整小分子活化液的等电点,使其等电点从原来的5.2变成4.0,停止搅拌,静止30~50分钟,溶液中的小分子活性基团成为带负电荷的小分子活性微粒,该溶液记为小分子活化液。
[0020] 所述的明胶重量份数为5~8份,所述的柠檬酸重量份数为0.5~2份,所述的谷氨酸重量份数为1.0~2.5份。
[0021] 进一步地,将复合菌种和小分子活化液反应,形成带负电荷的乳杆酸菌微球分散在活化液中,得到复合菌液。
[0022] S004,将小分子活化液温度控制在15~20℃下,加入复合乳酸杆菌,乳酸杆菌是一种特别容易吸附负电荷的菌种,搅拌30~50分钟,混合均匀,乳酸杆菌被吸附在带负电荷的小分子活性微粒周围,形成了带负电荷的乳杆酸菌微球被分散在小分子活化液中,得到富含负电荷的乳杆酸菌微球的复合菌液,记为复合乳酸杆菌液。这种带电荷的乳杆酸菌能均匀分散在小分子活化液中。
[0023] 多酚根据存在形式又可分为结合酚和游离酚。大多数游离态酚类物质位于植物细胞的液泡中,一般不与其他的大分子发生物理、化学相互作用,可以用传统的方法提取出来。结合态多酚位于植物细胞的细胞壁基质中。在细胞内器官,主要是内质网中合成的酚类化合物通过囊泡转移系统释放并转运到液泡或细胞壁基质中,被运输的酚类化合物通过细胞壁基质中的醚、酯和碳碳键结合到大分子如结构蛋白、纤维素和果胶上,形成不溶性结合态酚类化合物,普通的有机溶剂无法高效地提取这类结合态多酚,必须借助其它技术使其水解释放出来。作为细胞壁主要成分的纤维素,它使细胞壁具有一定程度的机械强度,从而也限制了细胞壁中酚类化合物的释放。且大量研究表明,游离酚的抗氧化能力强于结合酚。因此促进结合酚向游离酚的转化将成为多酚更好被吸收利用的有效途径。如果想释放结合酚,需要一些其他技术加以辅助分泌一些胞外酶,将细胞壁组分与酚类相结合的共价键破坏掉,纤维素等物质都能被很快的降解,破坏细胞壁的结构,让酚类物质能脱离细胞壁的束缚,从而被释放出。
[0024] 进一步地,为了加速细胞壁的降解,为乳酸杆菌发酵提供更多的底物,增加营养成分的含量,需要各种酶的促进。纤维素酶的作用表现在两个方面 :一是可使纤维素分解产生葡萄糖,为乳酸菌发酵提供更多的底物 ;二是加速细胞壁的降解,增加营养成分的含量。纤维素酶中含有氧化还原酶成分,可以消耗氧气,从而更容易创造厌氧环境。但是纤维素酶只能分解部分的多聚葡萄糖,对位于植物细胞的细胞壁基质中的结合态多酚却无能为力。
[0025] 进一步地,对鲜花进行处理得到含有低分子量的β‑葡聚糖的破壁混合液,具体步骤为:S101,将新鲜采摘的花类低温烘干后,粉碎过100目筛,得干花粉末;将花粉末加入
2~5倍质量份的去离子水混匀后过高压均质机,得花类破壁混合液;
所述的花类是雪莲,樱花,康乃馨,金盏花,桂花,玫瑰,茉莉,山茶花,洋甘菊,薰衣草,兰花,姜花,洛神花一种或多种花;所述的高压均质条件是:压力为60~80Mpa。
[0026] S102,在装有搅拌桨、温度计、冷凝器的反应釜中,温度20~30度,加入花类破壁混合液,加入β‑葡聚糖酶,加入柠檬酸,搅拌2~3小时,促进破壁液中的多聚葡萄糖提前水解,得到低分子量的β‑葡聚糖,含有低分子量的β‑葡聚糖的破壁液记为低分子量的β‑葡聚糖的破壁液。
[0027] 进一步地,对低分子量的β‑葡聚糖的破壁液进行发酵,最终得到乳酸杆菌发酵液,具体制备方法为:S201,将含有低分子量的β‑葡聚糖的破壁液、糖份物料放入发酵桶加入去离子水,高压灭菌后,在30~40℃的条件下,调pH4.5~5.5,加入复合乳酸杆菌液、纤维素酶,发酵过程中应避免阳光照射,并每天用超声波震动棒间隔性超声5~8次,每次10~30min,发酵24小时;
所述糖份为果寡糖、大豆寡糖、半乳寡糖、异麦芽寡糖、木寡糖、甘露寡糖、壳寡糖、乳糖醇、异麦芽酮糖一种或多种;
S202,加入小分子活化液,柠檬酸钠,在30~40℃下,用超声波震动棒30~50min;
当pH为4.5~5.5时,高于等电位,小分子活化液带正电荷,局部pH迅速下降到3左右,此时附近小分子活化液因为小于等电位,进行转化带负电荷,在正负电荷的作用下,分子运动加剧,尤其是当带了负电荷的乳杆酸菌微球会产生定向吸附,吸附在细胞壁上的纤维素和半纤维素,由于异性相吸的电荷作用,很容易和带了正电荷的活化液分子相碰撞,而活化液分子中是负载了氨基酸的小分子活性物质,纤维素和半纤维素和活化液小分子活性物质的碰撞机会越多,反应机会越多,反应速度越快,产生了大量的脂肽分子。
[0028] S203, 再加入根类提取物,进行二次发酵,在30~40℃的条件下,并每天用超声波震动棒间隔性超声5~8次,每次10~30min,发酵3~4天,直至发酵桶内再无新气泡产生,发酵完成;S204,提取发酵液,经固液分离过滤后,即为乳酸杆菌发酵液。
[0029] 首次发酵时,作为纤维素中的多聚葡萄糖,首先成为发酵中可利用的能量,并且在发酵中被进一步水解为葡萄糖,而生成的低分子量的β‑葡聚糖的破壁液更进一步地,能使得在乳酸菌发酵过程代谢的过程中,产生大量的羧酸酯水解酶,而羧酸酯水解酶能够水解植物细胞壁中如阿拉伯木聚糖和其他多糖之间的酯键,释放出游离的酚酸类物质还具有较高的抗氧化性。并且它可以与其它纤维素酶共同作用于植物细胞壁,通过复合酶协同作用可有效降解鲜花细胞壁组分,与此同时发酵液中的低分子量的β‑葡聚糖还可以保护皮肤的有益菌种而抑制皮肤的有害菌种,起到维持面部菌群平衡的功效。
[0030] 加入小分子活化液,进行二次发酵,发酵液中开始产生了大量的脂肽分子,其中的脂肪酸链为亲脂基,多肽链则为亲水基。是羟基脂肪酸和多肽链以酰胺键或者内脂的形式结合成环状脂肽,这些环状脂肽细胞壁结合,并作用于细胞壁的脂双层结构,形成离子通道从而破坏细胞壁,不仅如此,我们还发现补充加入离子、钠离子或镁离子可以加速引起细胞膜电位的变化,进一步促进解除葡萄糖抑制效应。使得细胞充分利用次碳源恢复生长。除了环状脂肽导致膜电位信号的变化,添加阳离子一样可导致菌株细胞膜电位的变化,激活组氨酸激酶。进一步导致迅速解除葡萄糖抑制效应,菌种开始利用细胞壁里纤维素,半纤维素的其他多糖结构,作为细胞壁主要成分的纤维素,半纤维素,它使细胞壁具有一定程度的机械强度,现在作为次碳源进行进一步降解,被限制在细胞壁中的酚类化合物开始释放。通过细胞壁基质中的醚、酯和碳碳键结合到大分子蛋白、纤维素和果胶上的结合酚,随着纤维素和半纤维素的降解,游离出来更多的游离酚,溶解在发酵液中。与此同时,水解得到的葡萄糖,果糖,与加入小分子活化液中的氨基发生加成反应,通过对氮原子上的非共享电子对攻击羰基碳原子,生成环状酮分子,使得总酚类的含量进一步提高。
[0031] 所加的β‑葡聚糖酶占物料重量比的0.1~0.2份,其酶活≥8万U/g,所加柠檬酸为1~2份,所加的纤维素酶占物料重量比的0.1~0.2份,其酶活≥7万U/g;所述的低分子量的β‑葡聚糖的破壁液200份~500份、糖份5~10份,复合乳酸杆菌液80~110份,所述的小分子活化液是10~20份,柠檬酸钠是1~2份,所述的根类提取物5~10份,所述的根类提取物是人参根提取物,苦参根提取物和牡丹根提取物一种或以上;其中人参根提取物占物料重量比的0~5份,苦参根提取物占物料重量比0~5份,牡丹根提取物占物料重量比0~5份。
[0032] 所述超声棒的超声提取条件是,间隔时间为0.5~4h,频率为20~25kHz,输出功率30~80w。
[0033] 虽然提高碳源浓度,可以提高发酵效率,大大减少发酵时间,那为什么这里我们反而特别限制碳源的量呢,一方面是因为限制碳源可以减少成本,可以激发发酵过程中更多利用花类底物里本身含有的纤维素和半纤维素作为次碳源能源,另一方面也是因为当碳源浓度较高时,发酵所产的醇含量较高,会抑制了菌种生长,从而使其对破壁液中的花青素转化速度变慢,转化率也降低。相对来讲,在整个发酵过程中,当含糖量从5%增加到25%,其花青素含量从38.2 mg/L下降到26.4 mg/L,下降幅度明显。因此我们将外加的糖粉控制在5~10份。
[0034] 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:1.本发明预先将复合乳酸杆菌、小分子活化液混合均匀,得到富含负电荷的乳杆
酸菌微球的复合菌液,通过电荷运动保证发酵原料的均匀性,使得乳酸杆菌能充分接触到细胞壁中的纤维素和半纤维素,保证为发酵提供充分的能量,而且复合乳酸杆菌为乳酸乳杆菌、嗜酸乳杆菌、双岐杆菌的组合,重量比为(1.0‑3.5):(0.2‑0.3):(1.0‑3.0)时,这种组合明显提高发酵效率,使发酵周期从10天缩短到5天,加速微生物细胞的生长,同时促进有益代谢产物的合成。
[0035] 2、本发明通过植物乳杆菌、嗜热链球菌、青春双岐杆菌、长双岐杆菌的组合作为复合乳酸菌液,并与酶的产生协同效应,初次发酵中产生大量有益的酶,并在二次发酵中激活解除葡萄糖抑制效应的酶。与此同时增加的小分子活化液,使得与初次发酵产物进行反应,加速细胞壁的降解,为乳酸杆菌发酵提供更多的底物,增加营养成分的含量,提升了植物花有益成分的溶出和转化,同时促进益生菌的代谢产物的产生,使功效发酵液具有较好的功效性能,使得细胞壁中的结合酚转化为游离酚,提高了二次发酵液中总酚和花青素的含量,比普通方法得到的花青素与总多酚的含量分别提升21%和19%以上。
[0036] 3.本发明充分利用花类细胞壁中的纤维素和半纤维素中的多糖物质作为能量,减少90%的糖粉用量,减少其他的碳源的引入,也更加促进了花类细胞壁的非葡萄糖次碳源的利用,使得细胞壁里的多糖结构被降解成游离酮,游离有机酸和花色苷,提升了发酵液的抗氧化活性。并通过发酵降低了其花类原有的毒副作用,得到更安全的花类化妆品原料。
[0037] 4.本发明采用30~40℃的发酵温度和4.5~5.5的发酵pH,发酵条件温和,植物活性成分结构不被破坏,避免了提取方法造成的活性成分流失。并且是以植物花为原料通过多种复合乳酸杆菌液发酵得到,制备原料安全、环保,制备工艺安全、可控,制备的发酵液是无色或淡黄色澄清透明液体,具有花的发酵乳香。应用于化妆品中能提供良好的羟自由基和DPPH·自由基清除能力,发挥优秀的抗氧化美白功效。复配根类提取物能达到修复、维护皮肤菌群平衡的功效。附图说明
[0038] 图1为实施例1和对比例1的总酚和花青素的含量对比图。

具体实施方式

[0039] 下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明,以便本领域的技术人员更了解本发明,但并不因此限制本发明。
[0040] 实施例1:一种乳酸杆菌发酵液的制备,复合乳酸杆菌为:乳酸乳杆菌3.5份,嗜酸乳杆菌0.3份,双歧杆菌1.2份;制备富含负电荷的乳杆酸菌微球的复合菌液,具体为:
S001,在装有搅拌桨、温度计、冷凝器的反应釜中,将5份明胶加入88份去离子水中在30℃下加热搅拌30分钟至明胶完全溶解,得到凝胶状的明胶溶液;
S002,继续升温到80℃下,并快速搅拌,搅拌速度为800rpm,继续反应50分钟,水解得到小分子活性基团,冷却到20℃下,加入1份柠檬酸,调节pH为5.0;
S003,加入1份谷氨酸,继续反应50分钟,调整小分子活化液的等电点,使其等电点从原来的5.2变成4.0,停止搅拌,静止50分钟,得小分子活化液;
S004,将小分子活化液温度控制在15℃左右,加入5份复合乳酸杆菌,搅拌50分钟,混合均匀,乳酸杆菌被吸附在带负电荷的小分子活性微粒周围,得100份复合乳酸杆菌液;
制备低分子量的β‑葡聚糖的破壁液,具体为:
S101,将新鲜采摘的雪莲花100份低温烘干后,粉碎过100目筛,得干花粉末;将花粉末加入2倍质量份的去离子水混匀后过60Mpa的高压均质机,得干花破壁混合液;
S102,在装有搅拌桨、温度计、冷凝器的反应釜中,温度20℃下,加入干花破壁混合液,加入0.1份β‑葡聚糖酶,1份柠檬酸,搅拌3小时,促进破壁液中的多聚葡萄糖提前水解,得到含低分子量β‑葡聚糖的破壁液。
[0041] 最后制备乳酸杆菌发酵液,具体为:S201,将300份干花破壁混合液、5份半乳寡糖放入发酵桶,高压灭菌后,在30℃的条件下,调pH4.5,加入100份复合菌液、0.2份纤维素酶,发酵过程中应避免阳光照射,并每天用超声波震动棒间隔性超声8次,每次30min,发酵24小时,得初次发酵液;超声波震动棒的频率为20KHZ,功率为30W。
[0042] S202,加入10份小分子活化液,1份柠檬酸钠,在30℃下,用超声波震动棒30min;S203, 再加入2份人参根提取物,3份牡丹根提取物,进行二次发酵,在30℃的条件下,并每天用超声波震动棒间隔性超声5次,每次30min,发酵3天,无新气泡产生,二次发酵完成,得二次发酵液;
S204,提取二次发酵液,经固液分离过滤后,即得到乳酸杆菌发酵液。
[0043] 实施例2:一种乳酸杆菌发酵液的制备,复合乳酸杆菌为:乳酸乳杆菌1.0份,嗜酸乳杆菌0.2份,双歧杆菌1.0份;制备富含负电荷的乳杆酸菌微球的复合菌液,具体为:
S001,在装有搅拌桨、温度计、冷凝器的反应釜中,将8份明胶加入70份去离子水中在30℃下加热搅拌30分钟至明胶完全溶解,得到凝胶状的明胶溶液;
S002,继续升温到80℃下,并快速搅拌,搅拌速度为800rpm,继续反应50分钟,水解得到小分子活性基团,冷却到20℃下,加入0.5份柠檬酸,调节pH为5.3;
S003,加入1.5份谷氨酸,继续反应30分钟,调整小分子活化液的等电点,使其等电点从原来的5.2变成4.0,停止搅拌,静止30分钟,得小分子活化液;
S004,将小分子活化液温度控制在15℃左右,加入2.2份复合乳酸杆菌,搅拌30分钟,混合均匀,乳酸杆菌被吸附在带负电荷的小分子活性微粒周围,得到82.2份复合乳酸杆菌液;
制备低分子量的β‑葡聚糖的破壁液,具体为:
S101,将新鲜采摘的雪莲30份、洛神花30份、玫瑰花40份低温烘干后,粉碎过100目筛,得干花粉末;将花粉末加入3倍质量份的去离子水混匀后过70Mpa的高压均质机,得干花破壁混合液;
S102,在装有搅拌桨、温度计、冷凝器的反应釜中,温度20℃下,加入干花破壁混合液,加入0.2份β‑葡聚糖酶,2份柠檬酸,搅拌3小时,促进破壁液中的多聚葡萄糖提前水解,得到含低分子量β‑葡聚糖的破壁液。
[0044] 最后制备乳酸杆菌发酵液,具体为:S201,将400份干花破壁混合液、10份异麦芽酮糖放入发酵桶,高压灭菌后,在40℃的条件下,调pH5.0,加入100份复合菌液、0.2份纤维素酶,发酵过程中应避免阳光照射,并每天用超声波震动棒间隔性超声5次,每次20min,发酵24小时,得初次发酵液;超声波震动棒的频率为25KHZ,功率为80W。
[0045] S202,加入20份小分子活化液,2份柠檬酸钠,在40℃下,用超声波震动棒30min;S203, 再加入5份牡丹根提取物,5份人参根提取物进行二次发酵,在40℃的条件
下,并每天用超声波震动棒间隔性超声8次,每次20min,发酵3天,无新气泡产生,二次发酵完成,得二次发酵液;
S204,提取二次发酵液,经固液分离过滤后,即得到乳酸杆菌发酵液。
[0046] 实施例3:一种乳酸杆菌发酵液的制备,复合乳酸杆菌为:乳酸乳杆菌2.5份,嗜酸乳杆菌0.2份,双歧杆菌1.0份;制备富含负电荷的乳杆酸菌微球的复合菌液,具体为:
S001,在装有搅拌桨、温度计、冷凝器的反应釜中,将6份明胶加入90份去离子水中在30℃下加热搅拌30分钟至明胶完全溶解,得到凝胶状的明胶溶液;
S002,继续升温到80℃下,并快速搅拌,搅拌速度为800rpm,继续反应50分钟,水解得到小分子活性基团,冷却到20℃下,加入1.5份柠檬酸,调节pH为5.0;
S003,加入2.5份谷氨酸,继续反应30分钟,调整小分子活化液的等电点,使其等电点从原来的5.2变成4.0,停止搅拌,静止30分钟,得小分子活化液;
S004,将小分子活化液温度控制在15℃左右,加入3.7份复合乳酸杆菌,搅拌30分钟,混合均匀,乳酸杆菌被吸附在带负电荷的小分子活性微粒周围,形成了带负电荷的乳杆酸菌微球被分散在小分子活化液中,得到103.7份复合乳酸杆菌液;
制备低分子量β‑葡聚糖的破壁液,具体为:
S101,将新鲜采摘的山茶花25份,洋甘菊25份,薰衣草25份,兰花25份低温烘干后,粉碎过100目筛,得干花粉末;将花粉末加入4倍质量份的去离子水混匀后过80Mpa高压均质机,得干花破壁混合液;
S102,在装有搅拌桨、温度计、冷凝器的反应釜中,温度20℃下,加入干花破壁混合液,加入0.2份β‑葡聚糖酶,1份柠檬酸,搅拌3小时,促进破壁液中的多聚葡萄糖提前水解,得到含低分子量β‑葡聚糖的破壁液。
[0047] 最后制备乳酸杆菌发酵液,具体为:S201,将500份含低分子量β‑葡聚糖的破壁液、10份D‑甘露糖放入发酵桶,高压灭菌后,在30℃的条件下,调pH5.5,加入100份复合菌液、0.2份纤维素酶,发酵过程中应避免阳光照射,并每天用超声波震动棒间隔性超声5次,每次20min,发酵24小时,得初次发酵液;
超声波震动棒的频率为20KHZ,功率为50W。
[0048] S202,加入20份小分子活化液,2份柠檬酸钠,在30℃下,用超声波震动棒30min;S203, 再加入4份牡丹根提取物,3份苦参根提取物进行二次发酵,在30℃的条件
下,并每天用超声波震动棒间隔性超声8次,每次20min,发酵4天,无新气泡产生,二次发酵完成,得二次发酵液;
S204,提取二次发酵液,经固液分离过滤后,即得到乳酸杆菌发酵液。
[0049] 实施例中所用的乳酸杆菌均来自齐鲁工业大学保存。
[0050] 对比例1:不加复合乳酸杆菌,其他同实施例1;对比例2:不加根类提取物,其他同实施例1;
对比例3:不加小分子活化液和复合乳酸杆菌,其他同实施例1
对比例4:公开号为CN115554226B的中国专利中的一种多重菌株发酵滤液的实施
例1。
[0051] 为证明本发明的乳酸杆菌发酵工艺,提高了有益代谢产物的含量,降低了原有的毒副作用。针对实施例1和对比例1,对比两者产品考察其对花青素、总多酚的含量和皮脂腺细胞毒性。
[0052] 实验方法:花青素含量检测依据《DB12/T 885‑2019 植物提取物中原花青素的测定 紫外/可见分光光度法》;
总多酚含量检测依据《T/AHFIA 005‑2018 植物提取物及其制品中总多酚含量的
测定分光光度法》
皮脂腺细胞毒性检测依据《GB/T 16886.5‑2017 医疗器械生物学评价 第5部分:
体外细胞毒性试验》
实验结果
1、测试花青素、总多酚含量
实施例1相对于对比例1花青素与总多酚的含量分别提升22.46%和19.30%。数据图
1,可以看出,经过复合乳酸杆菌发酵后,花青素和总多酚的含量显著提高。
[0053] 2. 体外细胞毒性实验结果根据MTT检测结果,见表1,认为实施例1产品在1.25%的浓度范围无细胞毒性,对比例1产品在0.3125%的浓度范围无细胞毒性。对细胞的毒副作用明显降低。
[0054] 表1 体外细胞毒性实验结果
[0055] 为了进一步地对比实施例1‑3和对比例1‑4的效果,我们针对实施例1‑3和对比例1‑4以及和原花青素、儿茶素做了透明质酸酶体外抑制试验对比来评价抗过敏活性,见表2。
[0056] 针对实施例1‑3和对比例1‑4做了总多酚和花青素的含量对比,以及对羟自由基、DPPH·自由基清除能力的对比,见表41)透明质酸酶体外抑制试验实验方法:
取0.1mL0.25mmol/LCaCl2溶液和0.5mL透明质酸酶液37℃保温培养20min;加入处
理后的样品液0.5mL,继续37℃保温培养20min;加入0.5mL透明质酸钠液37℃保温30min,常温放置5min;加入0.1mL0.4mol/LNaOH溶液和0.5mL乙酰丙酮溶液,置于沸水浴中加热15min后立即用水进行冷却5min;加入埃尔利希试剂1.0mL并用3.0mL无水乙醇进行稀释,放置
20min显色,用分光光度计测定其吸光度值。抗过敏活性计算公式:
透明质酸酶抑制率=[(A‑B)‑(C‑D)]/(A‑B)×100%
式中:
A——对照溶液ABS值(用醋酸缓冲溶液代替样品溶液)
B——对照空白溶液ABS值(用醋酸缓冲溶液代替样品溶液及酶液)
C——试样溶液ABS值
D——试样空白溶液ABS值(用醋酸缓冲溶液代替酶液)
实验时先对A组试样进行450 700nm范围的波长扫描,以确定最大吸收波长,然后
~
以去离子水作为参比,在该最大吸收波长处进行样品的ABS值测定。
[0057] 实验结果表明,实施例1‑3有较强的抗过敏活性。
[0058] 表2样品对透明质酸酶抑制率
[0059] 注:各样品的参考浓度对1.2mg/ml,各数值为三次测定平均值2)维护皮肤菌群平衡实验
(1)将表皮葡萄球菌接种于营养肉汤培养基, 绿假单胞菌接种于营养肉汤培养
基;
(2)每种培养液各取10mL,各7份,分别加入0.1mL 实施例1‑3和对比例1‑4;
(3)然后将表皮葡萄球菌、铜绿假单胞菌置于37℃下24h需氧培养;
(4)用稀释平板法测定培养前后培养液中各种菌的数目,测定结果,如表3所示:
表3 培养前后皮肤微生物计数比较(cuf/ml)
[0060] 由表3中数据可知,本发明的实施例1‑3能有效促进皮肤常驻菌表皮葡萄球菌增殖,而对皮肤暂留的有害菌铜绿假单胞菌有抑制作用,从而使皮肤常驻菌处于优势地位,起到维护皮肤菌群平衡的功效。
[0061] 3)DPPH‑自由基清除实验根据《化妆品‑自由基(DPPH)清除实验方法(T/SHRH006‑2018)》,分别检测上述实施例1‑3和对比例1‑4所制得的发酵液和空白对照组的DPPH自由基的清除率 (%)。
[0062] 实验方法:采用96孔板,每组设置三个复孔,体系为200μL。样品组:取适量所述发酵液样品,溶于100μL蒸馏水中,使待测样品在体系中的终浓度为5%,并向反应体系中加入100μL0.1mM的DPPH溶液;对照组:取100μL蒸馏水,再加入100μL0.1mM的 DPPH溶液。反应体系构建完成后,避光摇晃10 min,使用酶标仪测试在520nm处的吸光度。
[0063] 清除率的计算方法:清除率(%)=[(A0‑Ax)/A0]×100%,A0为对照组吸光度,Ax为样品组吸光度。清除率越高,说明发酵液的效果越好。DPPH自由基清除测试结果如表4所示。
[0064] 4)羟自由基清除实验实验方法:设有样品组实施例1‑3和对比例1‑4的发酵液稀释至1/ 100,和阴性对照组,分别依次加入0.1份硫酸、0.1份乙醇、0.1份水杨酸、0.1份样品或阴性对照、1份等离子水、0.1份双氧水到1.5 mL离心管中,盖紧管盖上下颠倒摇匀,在37℃水浴锅中保温
15 min,将溶液移到96孔板中,每组三个复孔。酶标仪测定510 nm处吸光度。羟自由基清除率由如下公式计算得到:
羟自由基清除率%={[A0‑(Ax‑Ax0)]/A0}×100%,其中,A0为阴性对照组的吸光度,Ax为样品组的吸光度,Ax0为样品背景的吸光度。测试结果如表4所示。
[0065] 表4,实施例1‑3和对比例1‑4的实验结果记录表
[0066] 由表4可知,本申请的乳酸杆菌发酵液对羟基自由基和DPPH自由基都有较强的清除能力,浓度越高效果越好,表明发酵液中的活性成份是良好的化妆品抗氧成分,具有延缓衰老的作用。由表4还可知,加了小分子活化液,可以有效的提取花朵细胞壁中的结合酚,使得总多酚含量显著提高。
[0067] 最后所应当说明的是,以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围进行限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
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