CN109528602B - 一种植物发酵组合物、其制备方法及其应用 - Google Patents

一种植物发酵组合物、其制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种植物发酵组合物、其制备方法及其应用。本发明发酵组合物由红景天和当归混合后发酵制备而成，不仅能最大限度地保持红景天和当归中的天然活性成分的功效性，而且在发酵过程中，可能会产生新的有效成分，从而使植物发酵组合物能比较好地清除自由基和抑制酪氨酸酶的活性。本发明植物发酵组合物的制备方法反应条件温和，操作简单，不需添加化学试剂就能将红景天和当归中的有效成分充分地提取出来，且易在工业上投产应用。本发明植物发酵组合物可用于制备化妆品，由其制备出的化妆品具有抗氧化和美白功效，且可不添加传统防腐剂和化工增稠剂，温和安全，无刺激。

Description

一种植物发酵组合物、其制备方法及其应用
技术领域
本发明属于化妆品领域，涉及一种植物发酵组合物、其制备方法及其应用。
背景技术
随着社会的进步、科学技术的发展以及人们生活水平的提高，绿色、功能性的化妆品已成为消费者追求的方向。植物提取物副作用小，安全性高，可在多个方面发挥美容功效，促进人体整体与体表的正常发育与代谢，由其替代化学添加剂制备而成的化妆品越来越受广大消费者的欢迎，现已成为国内外化妆品研发的主要趋势。
目前，市售的红景天和当归化妆品，大都是在化妆品的基础配方内添加一定比例的红景天提取物和当归提取物，不仅提取物添加量较低，而且在传统的提取物生产制备过程中，高温等因素会导致红景天提取物和当归提取物中的活性成分较低，从而使得化妆品的功效性较低。
发酵是微生物在一定条件下进行生理活动，借助于酶的作用对有机物进行分解、转化以取得C、N、维生素等各种营养，生长菌体，同时产生各种次级代谢产物，如：多糖、氨基酸等的过程。与其他加工方式相比，发酵能够产生新的活性物质，降低毒性，改变功效，同时可能由于微生物的水解作用，使发酵产物更易被吸收。但目前，将发酵技术应用于提取红景天和当归中的活性成分的研究比较少。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种植物发酵组合物、其制备方法及其应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种植物发酵组合物，由红景天和当归混合后发酵制备而成，所述红景天和当归的质量比为1:1-10。所述植物发酵组合物不仅可以最大限度地保持红景天和当归中的天然活性成分的功效性，而且在发酵过程中，可能会产生新的有效成分，进而增强组合物的功效性，当所述红景天和当归的质量比为1:1-10时，所述植物发酵组合物对自由基有较好的清除效果，对酪氨酸酶活性也有较好的抑制效果。
优选地，所述红景天和当归的质量比为1:5。在此条件下，所述植物发酵组合物对自由基的清除效果更好。
本发明还提供了所述植物发酵组合物的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)活化菌种：将菌种活化，得到菌体浓度为107～1010CFU/mL的菌液，所述菌种为根霉菌、酵母菌、乳酸杆菌中的至少一种；
(2)粉碎原料：将红景天和当归混合后粉碎至粒径为60-100目，得到原料粉；
(3)制备发酵底物：将所述原料粉加入其质量8-12倍的水中浸泡30-60min，再加热至110-130℃，提取90-120min，然后过滤，将滤液进行灭菌处理，制得发酵底物；
(4)接种：将所述菌液接种到所述发酵底物中，每种菌的菌液体积为所述发酵底物体积的2-4％；
(5)发酵：在温度为28-37℃，pH值为4-6.5，发酵罐转速为100-250rpm/min的条件下发酵48-72h，再在60-80℃条件下灭活，然后过滤，即可所得所述植物发酵组合物。所述制备方法反应条件温和，不需添加化学试剂就能将红景天和当归中的有效成分充分地提取出来，且制备方法简单，易在工业上投产应用。
另外，本发明还提供了一种化妆品，其包含上述植物发酵组合物。所述化妆品具有一定的抗氧化和美白功效。
优选地，所述植物发酵组合物的含量为所述化妆品质量的1-50％。在此条件下，所述化妆品具有比较好的抗氧化和美白功效。
进一步优选地，所述植物发酵组合物的含量为所述化妆品质量的5-20％。在此条件下，所述化妆品的美白功效更强。
优选地，按质量百分比计算，所述化妆品还包含3-8％的丁二醇、5-15％的甘油、0.1-5％的丝氨酸、0.1-1％的透明质酸钠、1.0-1.8％的天然植物防腐剂以及余量的水。所述化妆品不添加传统防腐剂和化工增稠剂，温和无刺激，安全又有效。
优选地，所述天然植物防腐剂包括日本黄连根提取物、柚籽提取物、忍冬花提取物中的至少一种。这三种提取物均有比较好的抑菌效果，能替代传统的防腐剂发挥防腐效果。
优选地，所述化妆品为面膜液。当所述化妆品为面膜液时，将其涂于面部，可与皮肤产生亲和力，随面膜液慢慢减少，面部皮肤呈现不同程度地升温，面部皮肤微循环加快，皮肤绷张力加强，分泌的皮脂和水分反渗于角质层，使皮肤柔软舒展，毛孔本能开张，而面膜液中的植物发酵组合物中的有效成分也随之渗入皮肤，起到滋润、营养、抗氧化、白皙等深层护理的作用。
另外，本发明还提供了一种化妆品的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将丝氨酸加入部分水中，以使其完全溶解，得到丝氨酸溶液；
(2)将剩余水和上述植物发酵组合物搅拌分散均匀，加热至75-85℃，保温10-20min，然后均质3-5min至完全分散均匀，保温20-40min，再抽真空消泡，消泡完后恢复常压；
(3)降温至45-50℃，加入所述丝氨酸溶液、透明质酸钠、丁二醇和甘油，搅拌均匀，保温20-30min；
(4)降温至40℃以下，加入天然植物防腐剂，保温搅拌20-30min，然后降温至室温，取样检测合格后出料，即得所述化妆品。所述化妆品的制备方法简单，条件可控，易于生产。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
(1)本发明植物发酵组合物由红景天和当归的混合物发酵制备而成，不仅能最大限度地保持红景天和当归中的天然活性成分的功效性，而且在发酵过程中，可能会产生新的有效成分，从而使其对自由基有比较好的清除效果，对酪氨酸酶活性也有比较好的抑制效果。
(2)本发明植物发酵组合物的制备方法利用了微生物发酵技术，反应条件温和，不需添加化学试剂就能将植物中的有效成分充分地提取出来，且制备方法简单，易在工业上应用。
(3)本发明植物发酵组合物具有良好的抗氧化和美白功效，可用于制备化妆品，由其制备出的化妆品可不添加传统防腐剂和化工增稠剂，温和无刺激，涂于面部时，可起到滋润、营养、抗氧化、白皙等深层护理的作用，且化妆品制备方法简单，易于生产。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种植物发酵组合物，由质量比为1:1的红景天和当归发酵制备而成，其制备步骤如下：
(1)活化菌种：将根霉菌菌种活化，得到菌体浓度为2×107CFU/mL的菌液；
(2)粉碎原料：将红景天和当归混合后粉碎至粒径为60-100目，得到原料粉；
(3)制备发酵底物：将所述原料粉加入其质量8倍的水中浸泡30min，再再加热至110℃，提取90min，然后过滤，将滤液在120℃条件下灭菌20min，得到发酵底物；
(4)接种：将所述菌液接种到所述发酵底物中，所述菌液体积为所述发酵底物体积的2％；
(5)发酵：在温度为28℃，pH值为4，发酵罐转速为100rpm/min的条件下发酵48h，再在60℃条件下灭活，然后过滤，即可得所述植物发酵组合物。
实施例2
一种植物发酵组合物，由质量比为1:2的红景天和当归发酵制备而成，其制备步骤如下：
(1)活化菌种：将酵母菌菌种活化，得到菌体浓度为5×108CFU/mL的菌液；
(2)粉碎原料：将红景天和当归混合后粉碎至粒径为60-100目，得到原料粉；
(3)制备发酵底物：将所述原料粉加入其质量12倍的水中浸泡60min，再加热至130℃，提取120min，然后过滤，将滤液在120℃条件下灭菌30min，得到发酵底物；
(4)接种：将所述菌液接种到所述发酵底物中，所述菌液体积为所述发酵底物体积的4％；
(5)发酵：在温度为37℃，pH值为6.5，发酵罐转速为250rpm/min的条件下发酵72h，再在80℃条件下灭活，然后过滤，即可得所述植物发酵组合物。
实施例3
一种植物发酵组合物，由质量比为1:5的红景天和当归发酵制备而成，其制备步骤如下：
(1)活化菌种：将乳酸杆菌菌种活化，得到菌体浓度为9×109CFU/mL的菌液；
(2)粉碎原料：将红景天和当归混合后粉碎至粒径为60-100目，得到原料粉；
(3)制备发酵底物：将所述原料粉加入其质量10倍的水中浸泡45min，再再加热至120℃，提取100min，然后过滤，将滤液在120℃条件下灭菌25min，得到发酵底物；
(4)接种：将所述菌液接种到所述发酵底物中，所述菌液体积为所述发酵底物体积的3％；
(5)发酵：在温度为30℃，pH值为5，发酵罐转速为150rpm/min的条件下发酵60h，再在75℃条件下灭活，然后过滤，即可得所述植物发酵组合物。
实施例4
一种植物发酵组合物，由质量比为1:8的红景天和当归发酵制备而成，其制备步骤如下：
(1)活化菌种：将根霉菌和乳酸杆菌菌种分别活化，得到菌体浓度分别为8×109CFU/mL、7×108CFU/mL的菌液；
(2)粉碎原料：将红景天和当归混合后粉碎至粒径为60-100目，得到原料粉；
(3)制备发酵底物：将所述原料粉加入其质量10倍的水中浸泡45min，再再加热至120℃，提取100min，然后过滤，将滤液在120℃条件下灭菌25min，得到发酵底物；
(4)接种：将所述菌液接种到所述发酵底物中，每种菌的菌液体积为所述发酵底物体积的3％；
(5)发酵：在温度为30℃，pH值为5，发酵罐转速为150rpm/min的条件下发酵60h，再在75℃条件下灭活，然后过滤，即可得所述植物发酵组合物。
实施例5
一种植物发酵组合物，由质量比为1:10的红景天和当归发酵制备而成，其制备步骤和工艺条件同实施例1。
实施例6
一种由实施例3中的植物发酵组合物制备而成的面膜液，其成分含量见表1，其中天然植物防腐剂为日本黄连根提取物。
表1面膜液的成分/％
Figure BDA0001953741860000071
该面膜液的制备方法如下：
(1)将丝氨酸溶解于部分水中，以使其完全溶解，得到丝氨酸溶液；
(2)将剩余水和所述植物发酵组合物搅拌分散均匀，加热至75℃，保温10min，然后均质3min至完全分散均匀，保温20min，再抽真空消泡，消泡完后恢复常压；
(3)降温至45℃，加入所述丝氨酸溶液、透明质酸钠、丁二醇和甘油，搅拌均匀，保温20min；
(4)降温至40℃，加入所述天然植物防腐剂，保温搅拌20min，然后降温至室温，取样检测合格后出料，即得该面膜液。
实施例7
一种由实施例3中的植物发酵组合物制备而成的面膜液，其成分含量见表1，其中天然植物防腐剂为柚籽提取物。该面膜液的制备方法如下：
(1)将丝氨酸溶解于部分水中，使其完全溶解，得到丝氨酸溶液；
(2)将剩余水和所述植物发酵组合物搅拌分散均匀，加热至85℃，保温20min，然后均质5min至完全分散均匀，保温40min，再抽真空消泡，消泡完后恢复常压；
(3)降温至50℃，加入所述丝氨酸溶液、透明质酸钠、丁二醇和甘油，搅拌均匀，保温30min；
(4)降温至39℃，加入所述天然植物防腐剂，保温搅拌30min，然后降温至室温，取样检测合格后出料，即得该面膜液。
实施例8
一种由实施例3中的植物发酵组合物制备而成的面膜液，其成分含量见表1，其中天然植物防腐剂为忍冬花提取物。该面膜液的制备方法如下：
(1)将丝氨酸溶解于部分水中，得到丝氨酸溶液；
(2)将剩余水和所述植物发酵组合物搅拌分散均匀，加热至80℃，保温15min，然后均质4min至完全分散均匀，保温30min，再抽真空消泡，消泡完后恢复常压；
(3)降温至48℃，加入所述丝氨酸溶液、透明质酸钠、丁二醇和甘油，搅拌均匀，保温25min；
(4)降温至40℃，加入所述天然植物防腐剂，保温搅拌25min，然后降温至室温，取样检测合格后出料，即得该面膜液。
实施例9-15
均为一种由实施例3中的植物发酵组合物制备而成的面膜液，其成分含量见表1，其中天然植物防腐剂为日本黄连根提取物、柚籽提取物和忍冬花提取物的混合物。这些面膜液的制备方法均与实施例8相同。
对比例1
一种植物发酵物，由红景天发酵制备而成；除不使用当归，红景天的使用量和实施例1中红景天和当归使用量相同外，其他工艺条件和步骤均与实施例1相同。
对比例2
一种植物发酵物，由当归发酵制备而成；除不使用红景天，当归的使用量和实施例1中红景天和当归使用量相同外，其他工艺条件和步骤均与实施例1相同。
对比例3
一种面膜液，除不含植物发酵组合物以外，其其他成分及含量均与实施例11相同；该面膜液的制备方法，除不使用植物发酵组合物以外，其他均与实施例11相同。
对比例4
一种面膜液，除不含植物发酵组合物，而含质量百分比为15％的对比例1中的植物发酵物以外，其其他成分及含量均与实施例11相同；该面膜液的制备方法，除使用对比例1中的植物发酵物替代植物发酵组合物以外，其他均与实施例8相同。
对比例5
一种面膜液，除不含植物发酵组合物，而含质量百分比为15％的对比例2中的植物发酵物以外，其其他成分及含量均与实施例11相同；该面膜液的制备方法，除使用对比例2中的植物发酵物替代植物发酵组合物以外，其他均与实施例11相同。
为说明本发明的效果，进行了如下的测试：
(1)DPPH自由基清除试验
原理：DPPH是一种早期合成的有机自由基，常用来评估抗氧化物的供氢能力，它在有机溶剂中非常稳定，呈紫色，而且有一个特征吸收峰，当遇到自由基清除剂时，DPPH的孤对电子被配对而使其褪色，造成其在最大吸收波长处的吸光值变小。因此，可通过测定吸光值的变化来评价样品对DPPH自由基的清除效果。
测试对象：实施例1-5中的植物发酵组合物，称为待测液。
试验步骤：取3mL待测液与3mL 2×10-4mol/L的DPPH溶液混合均匀，记为A1管；取3mL无水乙醇与3mL 2×10-4mol/L的DPPH溶液混合均匀，记为A2管；取3mL无水乙醇与3mL待测液混合均匀，记为A3管；将A1管、A2管和A3管分别混合均匀后均放置30min，然后测试其在517nm处的吸光度值。
DPPH自由基清除率计算公式如下：
DPPH自由基清除率＝[(A2+A3)-A1]/A2×100％
式中A1、A2和A3分别为A1管、A2管和A3管的吸光度值。
测试结果：具体见表2。
表2 DPPH自由基清除试验结果
Figure BDA0001953741860000111
由表2可知，当红景天和当归质量比在1:1-10范围内时，植物发酵组合物的DPPH自由基清除率均高于红景天发酵提取物和当归发酵提取物的DPPH自由基清除率，尤其当红景天和当归质量比为1:5时，植物发酵组合物的自由基清除率比较高，达90.7％。
(2)人体皮肤斑贴试验
选用65名志愿者，年龄20～45岁，皮肤健康，无皮肤病过敏史，符合受试者志愿入选标准，随机均分为13组进行斑贴实验，每组使用一种样品。选用合格的斑贴器，以封闭式斑贴实验方法，将实施例6-15以及对比例3-5面膜液各0.5g均匀涂抹于斑贴器内，外用专用胶带贴覆于受试者前臂，24h后去除受试物，分别在去除后第0、4、8、12、24、48h观察皮肤反应，按照《化妆品卫生规范》中皮肤反应分级标准记录其结果。
人体皮肤斑贴实验结果表明：在第0、4、8、12、24、48小时观察这65名受试者皮肤反应，其中0例出现皮肤不良反应，说明含有本发明植物发酵组合物的面膜液以及面膜液基质均安全。
(3)酪氨酸酶抑制试验
(a)溶液配制
PBS溶液：将17.91g十二水磷酸氢二钠溶于去离子水中，用去离子水定容至250mL，得十二水磷酸氢二钠溶液；将7.8g二水磷酸二氢钠溶于去离子水中，用去离子水定容至250mL，得二水磷酸二氢钠溶液。分别取92.6mL十二水磷酸氢二钠溶液和107.4mL二水磷酸二氢钠溶液配制成200mL pH＝6.8的0.2mol/L的磷酸缓冲溶液，即PBS溶液。
L-酪氨酸溶液：将0.05g L-酪氨酸溶于35mL 0.1mol/L的盐酸中，用上述PBS溶液定容至100mL，即得L-酪氨酸溶液。
酪氨酸酶溶液：其酶活为100U/mL。
(b)测试样品
实施例6-15和对比例3-5中的面膜液，以及市购的熊果苷。
(c)测试步骤
每组测试均取1.0g样品置于10mL烧杯中，加入少量蒸馏水，搅拌至样品充分溶解，继续添加蒸馏水至10mL，混合均匀，得待测溶液，再取4支试管，试管号分别记为1、2、3、4，按表3中的量添加相应溶液于相应试管中，然后摇匀，置于37℃水浴锅中加热60min，采用可见分光光度计分别测定其在波长475nm下的吸光度值，按照如下公式计算出该待测溶液对酪氨酸酶的抑制率：
酪氨酸酶抑制率＝[1-(B3-B4)/(B1-B2)]×100％
式中：B1、B2、B3和B4分别为同一组试管号为1、2、3、4试管中溶液的吸光度值。
表3酪氨酸酶抑制试验中每组试管溶液添加情况
试管号 1 2 3 4
L-酪氨酸溶液/mL 0.50 0 0.50 0
待测溶液/mL 0 0 0.50 0.50
PBS溶液/mL 2.00 2.50 2.00 2.50
酪氨酸酶溶液/mL 0.50 0.50 0.50 0.50
(d)测试结果
酪氨酸酶抑制试验的具体结果见表4。
表4酪氨酸酶抑制试验结果
组别 酪氨酸酶抑制率/％ 组别 酪氨酸酶抑制率/％
实施例6 65.37 实施例13 73.21
实施例7 70.23 实施例14 74.35
实施例8 73.44 实施例15 67.28
实施例9 73.90 对比例3 6.95
实施例10 74.08 对比例4 25.12
实施例11 75.58 对比例5 41.57
实施例12 74.92 熊果苷 63.50
由表4可知，相较对比例3，实施例6-15的酪氨酸酶抑制率比较高，这说明这些面膜液中的植物发酵组合物均发挥了对酪氨酸酶活性的抑制作用；相较熊果苷，实施例6-15的酪氨酸酶抑制率也比较高，这说明这些添加本发明发酵组合物的面膜液均有比较好的抑制酪氨酸酶活性的作用；相较对比例4-5，实施例6-15的酪氨酸酶抑制率比较高，这说明本发明植物发酵组合物比单个的植物发酵物对酪氨酸酶活性的抑制作用更强；由实施例6-15的酪氨酸酶抑制率数据可知，随着植物发酵组合物含量的增加，面膜液的酪氨酸酶抑制率先升高，后下降。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，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。

Claims (10)

1.一种植物发酵组合物，其特征在于：所述植物发酵组合物由红景天和当归混合后经根霉菌、酵母菌、乳酸杆菌中的至少一种发酵制备而成，所述红景天和当归的质量比为1:1-10。
2.根据权利要求1所述的植物发酵组合物，其特征在于：所述红景天和当归的质量比为1:5。
3.权利要求1或2所述的植物发酵组合物的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
(1)活化菌种：将菌种活化，得到菌体浓度为107～1010CFU/mL的菌液，所述菌种为根霉菌、酵母菌、乳酸杆菌中的至少一种；
(2)粉碎原料：将红景天和当归混合后粉碎至粒径为60-100目，得到原料粉；
(3)制备发酵底物：将所述原料粉加入其质量8-12倍的水中浸泡30-60min，再加热至110-130℃，提取90-120min，然后过滤，将滤液进行灭菌处理，制得发酵底物；
(4)接种：将所述菌液接种到所述发酵底物中，每种菌的菌液体积为所述发酵底物体积的2-4％；
(5)发酵：在温度为28-37℃，pH值为4-6.5，发酵罐转速为100-250rpm/min的条件下发酵48-72h，再在60-80℃条件下灭活，然后过滤，即可得所述植物发酵组合物。
4.一种化妆品，其特征在于：所述化妆品包含如权利要求1或2所述的植物发酵组合物。
5.根据权利要求4所述的化妆品，其特征在于：所述植物发酵组合物的含量为所述化妆品质量的1-50％。
6.根据权利要求5所述的化妆品，其特征在于：所述植物发酵组合物的含量为所述化妆品质量的5-20％。
7.根据权利要求4-6任一项所述的化妆品，其特征在于：按质量百分比计算，所述化妆品还包含3-8％的丁二醇、5-15％的甘油、0.1-5％的丝氨酸、0.1-1％的透明质酸钠、1.0-1.8％的天然植物防腐剂以及余量的水。
8.根据权利要求7所述的化妆品，其特征在于：所述天然植物防腐剂包括日本黄连根提取物、柚籽提取物、忍冬花提取物中的至少一种。
9.根据权利要求4-6任一项所述的化妆品，其特征在于：所述化妆品为面膜液。
10.一种化妆品的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
(1)将丝氨酸溶解于部分水中，以使其完全溶解，得到丝氨酸溶液；
(2)将剩余水和如权利要求1或2所述的植物发酵组合物搅拌分散均匀，加热至75-85℃，保温10-20min，然后均质3-5min至完全分散均匀，保温20-40min，再抽真空消泡，消泡完后恢复常压；
(3)降温至45-50℃，加入所述丝氨酸溶液、透明质酸钠、丁二醇和甘油，搅拌均匀，保温20-30min；
(4)降温至40℃以下，加入天然植物防腐剂，保温搅拌20-30min，然后降温至室温，取样检测合格后出料，即得所述化妆品。
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