CN111544359A - 具有止痒功效的大米复合发酵产品及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种具有止痒功效的大米复合发酵产品的制备方法,包括:将发酵菌接种至由大米、燕麦粉、水组成的发酵底物中进行发酵培养,然后进行灭菌处理,得到所述具有止痒功效的大米复合发酵产品。通过挑选出适合的菌种对大米、燕麦麸皮粉进行复合发酵,制得了一种新型大米复合发酵原浆,具有良好的止痒效果,特别适合于头皮止痒,适合制造洗发品或护发品。

Description

具有止痒功效的大米复合发酵产品及其制备方法和应用
技术领域
本公开涉及发酵技术领域,尤其涉及一种具有止痒功效的大米复合发酵产品及其制备方法和应用。
背景技术
大米是稻谷(学名:Oryza sativa L.)经清理、砻谷、碾米、成品整理等工序后制成的成品,大米含有稻米中近64%的营养物质和90%以上的人体所需的营养元素,同时是中国大部分地区人民的主要食品。大米可提供丰富维生素、谷维素、蛋白质、花青素等营养成分。大米还有护肤用途功效,以大米提取液作为主要成分(其富含y-谷维素、稻糠甾醇、原花青素等成分),有性质温和安全,具有较强的润白功效,并可补充肌肤所缺失水分,使肌肤光滑细腻,充满弹性功效。大米中含碳水化合物75%左右,蛋白质7%-8%,脂肪1.3%-1.8%,并含有丰富的B族维生素等。
燕麦(学名:Avena sativa L.)是禾本科、燕麦属一年生草本植物。燕麦营养成分包括脂肪、蛋白质与氨基酸、维生素与矿物质、膳食纤维等,其中,90%以上燕麦的脂肪含量在5-9%,相当于大米、白面的4-5倍,居所有谷物类之首,且燕麦脂肪80%为不饱和脂肪酸,主要是单不饱和脂肪酸、亚油酸和亚麻酸;燕麦中蛋白质含量十分丰富(15.6%),是大米、小麦粉的1.6-2.3倍,在禾谷类粮食中居首位,而且燕麦蛋白营养价值很高,含有18种氨基酸,其中8种是人体必需氨基酸,不仅含量丰富且配比合理;燕麦含有丰富的维生素包括维生素B1、维生素B2,较多的维生素E及尼克酸、叶酸等,矿物质含量也很丰富,包括钙、铁、磷、镁、锌、铜、硒等;燕麦兼具可溶性和不溶性两种膳食纤维,总纤维素含量为17-21%,其中可溶性膳食纤维(主要成分是β-葡聚糖)约占总膳食纤维的1/3,明显高于其他谷物。
燕麦对过敏性皮肤有显著疗效,能改善皮肤的润滑性,减轻恶劣环境对由于皮肤的刺激以及由于湿疹引起的皮肤痛痒;对治疗老年性皮肤效果特佳;燕麦还是一种良好的足部疗效剂和清洁剂;由于其中不含皂基成分,故对皮肤无刺激作用。燕麦谷物中含有燕麦生物碱,燕麦生物碱具有抗氧化、抗过敏、抗增殖和止痒多种生物活性,同时对治疗冠心病、结肠癌也有一定的功效,常用于乳液护肤用品、晒后修复、鼻炎喷剂、皮肤止痒的婴幼产品、治疗皮炎的外用乳膏等产品中。
发酵指人们借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程,在食品工业、生物和化学工业中均有广泛应用。申请号为201911249802.5、名称为一种具有护发功效的组合物及其制备方法的专利申请,披露了一种具有护发功效的组合物,包括10-37份生姜提取物和0.1-9份修复剂,所述修复剂选择大米发酵滤液、小米发酵滤液、小麦发酵滤液、燕麦发酵滤液中的至少一种,其中就用到了大米发酵滤液,但是该组合物中大米发酵滤液是作为修复剂配合生姜提取物使用,并未披大米和燕麦共同发酵的做法。目前对采用发酵技术提取营养物质已多有报道,但是根据发酵底物和发酵工艺条件的不同,提取效果差别很大。有赖于研究人员继续探索更多发酵底物组合及发酵方法制备出更多、更优功效的产品以,满足消费者需求。
发明内容
在下文中给出了关于本公开的简要概述,以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。应当理解,这个概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不意图确定本公开的关键或重要部分,也不意图限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念,以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
鉴于现有技术的上述缺陷,本公开的目的是提供具有止痒功效的大米复合发酵产品及其制备方法、应用,该产品通过大米和燕麦二者复合发酵产生协同作用,具有优良的止痒性能。
根据本公开的一个方面,提供了一种具有止痒功效的大米复合发酵产品的制备方法,包括:将发酵菌接种至由大米、燕麦粉、水组成的发酵底物中进行发酵培养,然后进行灭菌处理,得到所述具有止痒功效的大米复合发酵产品。
本公开利用乳酸菌发酵技术融合大米和燕麦的功效,对皮肤特别是头皮具有显著的舒缓效果,能促进胶原蛋白的合成,增强头皮屏障功能,改善头皮微生态环境,达到止痒的效果。
本公开中采用的发酵菌为益生菌,可以维持新的皮肤环境,有益于改善皮肤的生态平衡和舒适度,强化微生物保护膜,促进皮肤微循环。优选地,所述益生菌为乳酸菌;具体可以选自以下任一种或以上:布氏乳杆菌(Lactobacillus buchneri,CGMCC 1.15607)、德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbruechii subsp.Bulgaricus,CGMCC1.16075)、两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum,CGMCC 1.5029)。
本公开中发酵底物由大米、燕麦粉、水混合灭菌制备而成。
本公开中采用的大米为稻谷经清理、砻谷、碾米、成品整理等工序后制成的成品,优选用量为0.5-3%,即发酵底物中大米用量占水重量的0.5-3%(比如0.8%、1%、1.5%、1.8%、2.1%、2.5%、2.8%)。所述大米可以为大米颗粒也可以为大米粉末。如大米用量多于3%的用量,对发酵底物灭菌后发酵体系会变得过于粘稠,容易导致氧气供应不足不利于微生物发酵,如大米用量低于0.4%,虽可以顺利发酵,但会比较稀,产品中活性成分可能不足。
本公开中采用的燕麦粉优选为燕麦麸皮粉,比普通燕麦粉所含热量少很多,单位重量各位营养成份的含量比燕麦多出数倍,特别是葡聚糖,更能有效滋养头皮,改善干燥受损头皮。本公开中燕麦麸皮粉优选用量为0.25-1.5%,即发酵底物中燕麦麸皮粉用量为水质量的0.25-1.5%(比如0.3%、0.5%、0.7%、1%、1.2%、1.4%)。
上述具有止痒功效的大米复合发酵产品的制备方法中,作为一种优选实施方式,用于接种的乳酸菌种子液浓度为108-1011CFU/mL;所述发酵菌的接种比例,即所述种子液与所述发酵底物的体积比为1%~3%(比如1.2%、1.5%、2%、2.5%、2.8%)。
上述具有止痒功效的大米复合发酵产品的制备方法中,作为一种优选实施方式,发酵菌为德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbruechii subsp.Bulgaricus,CGMCC 1.16075)。
进一步地,用于接种的德氏乳杆菌保加利亚亚种种子液的制备方法包括如下步骤:
活化:挑取德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbruechiisubsp.Bulgaricus)菌落2环接种至100mL MRS液体培养基的试管中,35-37℃转管活化20-48h;
纯化:取所述活化步骤得到的菌种梯度稀释后,接种于MRS固体培养基平板中,35-37℃静置培养40-48h。
液体培养:取上述平板中的单菌落,接种于MRS液体培养基中,35-37℃静置培养活化20-48h。
扩大培养:以10%接种量取上述液体培养所得菌液,接入到MRS液体培养基中(菌液和培养基体积比为10:100),35-37℃培养10-14h,得到种子液。
更进一步地,所述MRS液体培养基配方为:蛋白胨10.0g,牛肉膏10.0g,酵母粉5.0g,葡萄糖20.0g,K2HPO4·7H2O2.0g,醋酸钠·3H2O5.0g,柠檬酸三铵2.0g,MgSO4·7H2O0.05g,吐温80 1.0mL,pH6.2,补足水分1000mL;
所述MRS固体培养基为所述MRS液体培养基中添加1.5wt.%琼脂粉;
所述MRS固体培养基和所述MRS液体培养基的灭菌条件为115-121℃、15~20min。
上述具有止痒功效的大米复合发酵产品的制备方法中,作为一种优选实施方式,所述发酵培养的温度为30-50℃(比如31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃),时间为6-10h(比如6.5h、7h、8h、9h、9.5h)。
上述具有止痒功效的大米复合发酵产品的制备方法中,作为一种优选实施方式,所述灭菌处理的温度是115~121℃(比如116℃、117℃、118℃、119℃、120℃),时间是15-20min(比如16min、17min、18min、19min)。
上述具有止痒功效的大米复合发酵产品的制备方法中,作为一种优选实施方式,所述灭菌处理前,还包括分离处理,弃沉淀取清液,然后进行所述灭菌处理,最终得到所述具有止痒功效的大米复合发酵产品,即大米复合发酵原浆。
上述具有止痒功效的大米复合发酵产品的制备方法中,作为一种优选实施方式,所述灭菌处理后,还包括干燥处理,最终得到所述具有止痒功效的大米复合发酵产品,即大米复合发酵干粉。
上述具有止痒功效的大米复合发酵产品的制备方法中,作为一种优选实施方式,所述干燥处理可以采用喷雾干燥、真空冷冻干燥等。
上述具有止痒功效的大米复合发酵产品的制备方法中,作为一种优选实施方式,所述分离处理为离心处理;进一步优选地,所述离心处理的速度是3500-8000r/min(比如4000r/min、4500r/min、5000r/min、5500r/min、6000r/min、6500r/min、7000r/min、7500r/min),时间是20-60min(比如25min、30min、40min、50min、55min)。
根据本公开的又一个方面,还提供了一种采用上述制备方法制备的大米复合发酵干粉。
根据本公开的又一个方面,还提供了一种采用上述制备方法制备的大米复合发酵原浆。
根据本公开的又一个方面,还提供了一种上述大米复合发酵原浆或大米复合发酵干粉在制备化妆品的应用。
根据本公开的又一个方面,还提供了一种上述大米复合发酵原浆或大米复合发酵干粉作为活性成分的洗发品或护发品。
上述根据本公开实施例的技术方案,通过挑选出适合的菌种对大米、燕麦麸皮粉进行复合发酵,制得了一种新型大米复合发酵原浆,具有良好的止痒效果,特别适合于头皮止痒,适合制造洗发品或护发品。
通过以下结合附图对本公开的最佳实施例的详细说明,本公开的这些以及其他优点将更加明显。
附图说明
本公开可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分,而且用来进一步举例说明本公开的优选实施例和解释本公开的原理和优点。其中:
图1示出了使用10%样品(即实施例1制备的大米复合发酵原浆的体积浓度为10%的水溶液)和0.1%透明质酸(0.1%HA)进行皮肤水分含量(简称“水含”)和皮肤水分流失量(即经皮水分散失,简称“水散”)测试所得结果;
图2示出了使用10%样品(即实施例1制备的大米复合发酵原浆的体积浓度为10%的水溶液)和0.1%透明质酸(0.1%HA)进行皮肤水分含量(简称“水含”)测试所得结果,其中,A表示使用后不同时间点与各区域使用前水分含量的变化百分比变化趋势,B表示不同时间点不同区域的水分含量中位数变化趋势;
图3示出了10%样品(即实施例1制备的大米复合发酵原浆的体积浓度为10%的水溶液)和0.1%透明质酸(0.1%HA)进行皮肤水分流失量(即经皮水分散失,简称“水散”)测试所得结果,其中,A表示使用后不同时间点与各区域使用前TEWL值的变化百分比变化趋势,B表示不同时间点不同区域的TEWL值中位数变化趋势;
图4示出了使用实施例1制备的大米复合发酵原浆进行抗氧化清除ABTS自由基测试所得结果;
图5示出了三种不同工艺(水提取工艺、酶解工艺和发酵工艺)的样本分子量分布情况;
图6示出了三种不同工艺(水提取工艺、酶解工艺和发酵工艺)的样本中多糖的分子形状分析;
图7示出了2mg/mL样品(即分别采用水提取工艺、酶解工艺和发酵工艺制得的原浆制得的浓度为2mg/mL的水溶液)的透皮吸收图谱;
图8为细胞增殖能力测试中相差显微镜下细胞形态照片,其中,A为空白组照片,B为0.005%水提取工艺样品处理后的细胞照片,C为0.005%酶解工艺样品处理后的细胞照片,D为0.005%发酵工艺样品处理后的细胞照片。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本公开的示范性实施例进行描述。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
下述实施例中的大米来自市面销售东北五常大米。
下述实施例中的燕麦麸皮粉来自于安徽省亳州市何欢堂农副产品购销有限公司。
下述实施例中的发酵菌为乳酸菌,具体为德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbruechii subsp.Bulgaricus,CGMCC 1.16075)。还可以根据本申请实施例的内容替换采用布氏乳杆菌(Lactobacillus buchneri,保藏编号为CGMCC 1.15607)或两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum,保藏编号为CGMCC 1.5029)或任意两者或三者的组合实施本公开的方案。
下述实施例中,MRS液体培养基配方为:蛋白胨10.0g,牛肉膏10.0g,酵母粉5.0g,葡萄糖20.0g,K2HPO4·7H2O 2.0g,醋酸钠·3H2O 5.0g,柠檬酸三铵2.0g,MgSO4·7H2O0.05g,吐温80 1.0mL,pH6.2,补足水分1000mL。MRS固体培养基为MRS液体培养基中添加1.5%琼脂粉。培养基成分配置好后于115℃灭菌20min。
实施例1大米复合发酵原浆的制备
1、菌种的活化:挑取德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbruechiisubsp.Bulgaricus)菌落2环接种至100mL MRS液体培养基的试管中,37℃转管活化48h。
2、菌种纯化:取上述液体菌种梯度稀释后,接种200μL涂布于MRS固体培养基平板中,35℃静置培养48h。
3、液体培养:取上述平板中的单菌落3环,接种于10mL MRS液体培养基中,35℃静置培养活化48h。
4、扩大培养:以10%接种量取上述液体培养所得菌液,接入到100mLMRS液体培养基中,37℃培养12h,当菌体量达到108CFU/mL时,得到种子液。
5、发酵底物配制:取大米5g,燕麦麸皮粉1.25g,加入到500g水中,灭菌,得到发酵底物。
6、大米复合发酵原浆的获得:将15mL步骤4得到的发酵菌菌液接种到500g(约500mL)发酵底物中,得到发酵体系;将发酵体系在45℃摇床中发酵8小时,得到发酵产物;将发酵产物在5000r/min、离心30min,弃沉淀,收集上清液,于115℃灭菌20min,使菌失活,得到灭菌后的发酵产物即为大米复合发酵原浆。
实施例1所制得的大米复合发酵原浆的外观为粘稠液体,颜色为微白色至浅黄色。pH值5.2-6.3,粘度300~1000cP,可溶性固含物含量2.5-5.0%,菌落总数小于50CFU/ml,无致病菌检出。根据化妆品卫生标准GB7916-87,化妆品细菌总数不高于1000CFU/ml,所以此发酵提取物符合化妆品质量要求。
对该大米复合发酵原浆进行成分分析,其中,蛋白质检测方法参照GB5009.5-2010,粗多糖检测方法参照GB/T 5009.8-2008,所得结果如下:实施例1制得的大米复合发酵原浆含蛋白质5.325g/kg、粗多糖16.50g/kg。
实施例2大米复合发酵原浆在作为头皮止痒液的应用
一、大米复合发酵原浆的安全性检测
人体斑贴试验主要是用于检测化妆品终产品或原料的刺激性。本公开根据《化妆品卫生规范》(2015)对实施例1获得的大米复合发酵原浆进行人体封闭式斑贴试验,旨在对其潜在皮肤刺激性进行评估。
1、试验对象:
本试验选择选择合适的志愿者30人,年龄范围在18-60岁随机选择。
2、试验方法:
将液体样品(实施例1制备的大米复合发酵原浆,无稀释)0.02mL到0.025mL滴加在滤纸片上,再将滤纸片置于斑试器内。样品均设置空白对照,在对照斑试器孔内加入与样品等量的样品溶剂,蒸馏水。测试周期持续24h。为了试验结果的准确、可信和科学,在测试期间志愿者按照要求,不能摘掉斑试器,亦不可使受试部位接触水。24h后去除斑试器,静置30min后,等待压痕消失,观察皮肤的反应,接着分别于24h后、48h后观察皮肤的反应。体斑贴试验皮肤不良反应分级标准参见表1。
表1皮肤不良反应分级标准
Figure BDA0002494650810000081
3、试验结果:
参见表2。从表中可以看出:使用实施例1得到的大米复合发酵原浆后都是阴性反应,说明本发明提供的大米复合发酵原浆具有安全性,不会给人体带来不良反应。
表2、实施例1获得的大米复合发酵原浆的斑贴试验结果
Figure BDA0002494650810000091
二、大米复合发酵原浆的水含、水散测试
1、测试环境:温度:22±1℃;湿度:50%-60%。
2、测试区域:皮肤水分含量测试、皮肤水分流失量测试:左右前臂。
3、测试时间点:皮肤水分含量测试、皮肤水分流失量测试:使用前;使用后5min、20min、60min。
4、实验仪器:Cornemeter,CM825、Tewameter,TM300。
5、测试方法:
1)30名符合条件的志愿者参加测试。测试场所无光线直射、无风,室温22~24℃,湿度40%~60%。检测前用洗面奶清洗双侧前臂,静息30min,取受试者双侧前臂内侧用记号笔画出面积为3.5×3.5cm正常皮肤。依次测量在使用前的皮肤水分含量及皮肤水分流失量。
2)将浸有样品的面膜分别剪成3×3cm大小,分别贴在前臂相应标记处,15min后取下,轻轻用化妆棉沾干测试部位未干的精华液,并开始计时。
3)分别在5min、20min、60min时测试3个部位角质层含水量及TEWL值。每个部位测量3次取平均值。
6、测试结果:
图1是30名志愿者手臂测试皮肤水含和水散的离散图,从图1可以看出10%样品(即使用实施例1制备的大米复合发酵原浆配制的体积浓度为10%的水溶液)和0.1%透明质酸(HA)的水含水散变化趋势较相似,利用T-Test分析其显著性发现,使用后5min的水含量显著高于本底(样品p=0.04,vs本底;HA p=0.01,vs本底),其他时间点水含量与本底均无显著性差异。
进一步对数据进行分析,图2为10%样品和0.1%HA的水含量变化百分比趋势图和水含量中位数的变化趋势图。HA普遍认为是具有较好保湿效果的阳性对照样品,从图2中可以看出样品和HA在使用后5min的水含量中位数均达到最大,随着使用后时间的延长,样品和HA的水含量中位数均呈现降低趋势,水含量变化百分比均低于0,表示使用后该时间点的水含量低于本底数据,但是样品和HA数据趋势相似。
图3中的A为10%样品和0.1%HA的经皮水分散失变化百分比趋势图,B为10%样品和0.1%HA经皮水分散失量中位数的变化趋势图。由图3可知,样品和HA的经皮水分散失变化规律较为相似,两者均在使用后5min达到最大,是因为此时水含量较大造成经皮水分散失也较大;随着使用后时间的延长,经皮水分散失量逐渐下降,并在使用后60min有所回弹,该时间点下的10%HA的TWEL变化百分比大于0,表示该时间点下的TWEL高于皮肤本底,这是由于未进一步进行锁水成分(如油脂)的涂抹的原因,而同一时间点下的10%样品的TWEL变化百分比约等于0,表示该时间点下的TWEL约等于皮肤本底。
可见实施例1制备的大米复合发酵原浆具有良好的补水性能,其10%样品与0.1%HA补水性能相当。
三、抗氧化清除自由基性能测试
1、实验方法
配制ABTS自由基储备液:配制2.45mmol/L过硫酸钾,用过硫酸钾溶解ABTS,配成7mmol/L ABTS自由基储备液,在室温、避光条件下静置12~16h,这种储备液可稳定3~4d。
配制ABTS自由基工作液:将5mL 7mmol/L ABTS自由基储备液,和88μL 140mmol/L过硫酸钾溶液混合,在室温、避光条件下静置过夜,形成ABTS自由基工作液。使用前用无水乙醇稀释成工作液,使其在734nm下的吸光度在0.70±0.02。
实验操作:取4mL ABTS自由基工作液,加入40μL样品待测液(将待液体样品进行了一系列的稀释,即配置了5%、10%、20%、50%、100%),准确震荡30s,测定反应6min后734nm波长下的吸光度A样品。按照下式计算:
ABTS自由基清除率/%=(1-A样品/0.700)×100
2、实验结果
实验结果参见图4。从图中可以看出不同浓度的样品具有不同的ABTS自由基清除能力,且呈现剂量依赖性,20%的样品清除ABTS自由基的能力在40%以上。
实施例3
测试实施例1制备的大米复合发酵原浆的多糖分子量分布和分子形状发生变化情况、透皮吸收能力、体外抑制透明质酸酶的能力以及细胞增殖能力。采用水提取工艺、酶解工艺与本公开的发酵工艺进行对比。
一、分子量分布和分子形状发生变化情况测试
用高效凝胶色谱(日本岛津公司)测定多糖分子量,具体方法如下:高效凝胶色谱是多角度激光检测器、示差检测器、泵和恒温箱组成。光散射强度与分子的大小及分子量有直接的关系,而GPC能分离不同尺寸及分子量的分子,结合此两种特性,可以得到许多有用的信息,并广泛地应用于高分子,生化及动力学等研究领域。利用多角度激光光散射系统(Multi-Angle Laser Light Scattering_MALLS)结合SEC/GPC,不必依赖泵的流速,校正曲线及其它任何的假设,即可直接求得重均绝对分子量及分子量分布等数据。MALLS利用色谱柱分离出的样品在各个角度的光散射量,由RI检测器得到的洗脱液浓度及dn/dc值,即可计算出各个切片的分子量。
本实验中采用水提取工艺、酶解工艺与本公开的发酵工艺进行对比。
大米复合发酵原浆制备方法同实施例1。
水提取工艺样品制备如下:取大米5g,燕麦麸皮粉1.25g,加入到500g水中;其中,大米占1%,燕麦麸皮粉占0.25%。将其置于95℃搅拌提取2h,5000r/min、离心30min,弃沉淀,收集上清液,即为水提取工艺样品。
酶解工艺样品制备如下:取大米5g,燕麦麸皮粉1.25g,加入到500g水中;其中,大米占1%,燕麦麸皮粉占0.25%。调节pH至11.0,60℃预处理1h,按照样品质量(5g+1.25g)的5%添加Alcalase,即0.325g,60℃水浴反应3h,80℃灭酶处理10min后,5000r/min、离心30min,弃沉淀,收集上清液,即为酶解工艺样品。
将所得三种样品冷冻干燥,步骤为:于-80℃条件下预冻过夜,然后置于-80℃0.03mBr 48h条件下,制备成冻干粉。
以多糖为目标物来分析所得三种样品的分子量分布情况,分子性状变化。
高效凝胶色谱法具体条件如下:流动相:0.15mol/L NaNO3;凝胶柱:水溶性SB-803HQ、水溶性线性SB-806HQ;保护柱:SB-G;检测器:激光多角度检测器Wyatt DAWNHELEOS-Ⅱ(美国怀亚特公司)、示差检测器Wyatt Optilab VEX(美国怀亚特公司);泵:LC-20AD;恒温箱:CTO-20A。
用流动相配制浓度1mg/mL样品溶液,在室温下溶解30min后进样,通过软件ASTRA5.3.4.13得到样品分子量。
测试结果参见图5、图6、表3。图5示出了三种不同工艺的样本分子量分布情况。图6示出了三种不同工艺样本中的多糖分子形状分析结果。表3列出了三种不同工艺样品的多糖分子量及分子半径。
表3三种不同工艺样品的多糖分子量及分子半径
Figure BDA0002494650810000121
从表3中可以看出,水提取样品多糖的分子量较大,酶解工艺样品和发酵工艺样品多糖的平均分子量和平均分子半径相差不大,发酵工艺样品略优于酶解工艺样品。重均分子量(Mw)表示聚合物中用不同分子量的分子重量统计平均分子量,数均分子量(Mn)表示聚合物中用不同分子量的分子数目统计平均分子量。
由表3可知,三种工艺所得的多糖重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)值均接近于1,说明三种β-葡聚糖粗品中分子量分布集中在平均分子量左右。由图5可知分子量分布情况,其中,纵坐标为根均方半径(rms radius),横坐标为摩尔质量(molar mass)。图6为燕麦β-葡聚糖分子的形状分析,其中纵坐标为累积重量分数(cumulative weight fraction),横坐标为摩尔质量(molar mass),根据其斜率可以得出其分子形状,图中横坐标代表lg Mi,纵坐标代表lg ri。不论是分布较宽或是多峰分布的样品,皆可通过测量分子量及分子旋转半径得到分子形状的数据。球形分子:ri 3∞Mi→lg ri=k+1/3log Mi;无规则线团状分子:ri 2∞Mi→lg ri=k+1/2lgMi;棒状分子:ri1∞Mi→lg ri=k+1/1lgMi。所以当斜率为1时,其分子形状为线性,结构比较疏松。当斜率值为0.4时,其分子形状为棒状。当斜率为0.33时,其分子形状为球状,结构较紧密。由图6可知,水提取工艺样品的比值为0.35±0.00,所得样品多糖分子形状接近于球型;发酵工艺样品的比值为0.40±0.00,所得样品多糖分子形状接近于棒状;酶解工艺样品的比值为0.37±0.00,介于球状和棒状之间。
二、透皮吸收能力测试
具体实验方法如下:
1.鼠皮的制备。将裸鼠脱颈椎处死,迅速将其背部毛用剃须刀剃净,剥离背部皮肤并除去皮下脂肪,血管,用蒸馏水反复冲洗至净,再用生理盐水冲洗数遍,置-80冰箱中冷藏备用(在5天内用完)。
2.Franz扩散池进行体外透皮吸收实验。实验过程:向体外渗透扩散装置恒温槽中加入适量水。开启电源和恒温槽磁力搅拌,设定恒温槽中水温为37士0.1℃。将制备好的鼠皮用铁夹子固定在两室扩散池之间,向垂直扩散池的接受池内加入5mL接受液,放入体外渗透扩散装置恒温槽中预热,设定接受池搅拌速度为400r/min。向供给池内分别加入供给液,以保鲜膜封住上口。开始记时,当样品渗透l、2、4、6、8、10、12、24小时时,分别取样1mL置具塞离心管中,每次取样的同时向接受池中补充等量的接受液并排除池中的气泡。将测定样品用刚果红法测定经皮透过的β-葡聚糖含量,用硫酸-苯法测定总糖含量。再根据以下公式计算出累积透过量Q(mg/cm2)。
Figure BDA0002494650810000141
式中:Q为累积透过量,S为透皮扩散面积,V为改进Franz扩散池接受室的体积,Cn为第n次取样时接受液的浓度,Ci为第i次取样时接受液的浓度,0.5为取样量。通过以上公式计算后,做出累积量与时间的曲线图。
接受液为浓度为0.9%的NaCl溶液(生理盐水);供给液为2mg/mL样品溶液(上述三种工艺所得样品的冻干粉配制的溶液)。
实验结果参见图7。由图7可知,发酵法制得的多糖样品透过率略高于酶法,且远远高于水提法。这是由于发酵法的分子量、分子半径与酶法相似,低于水提的分子量、分子半径。水提取样品分子量大,容易在裸鼠皮表面形成薄膜,使样品多糖透过速率急剧降低,甚至不再透过裸鼠皮。酶解工艺样品分子量其次,效果其次。可见,实施例1制备的大米复合发酵原浆更易透皮吸收。
三、体外抑制透明质酸酶的能力测试
透明质酸酶是I型过敏反应的参与者,透明质酸酶体外模型简单易行,通过对透明质酸酶活性抑制试验的测定来评价物质的抗炎、抗过敏功效。水提取工艺样品、发酵工艺样品(大米复合发酵原浆)、酶解工艺样品的制备方法同上。固定样品(冻干粉配制的水溶液)浓度为2mg/mL,探讨水提取工艺样品、发酵工艺样品、酶解工艺样品抑制透明质酸酶活力的能力。
依照下表4实验步骤进行实验,按照以下公式计算得到透明质酸酶抑制能力。
透明质酸酶抑制率(%)=(C-D)-(A-B)/(C-D)×100%
表4实验步骤及试剂
Figure BDA0002494650810000142
Figure BDA0002494650810000151
透明质酸酶抑制实验常被应用于抗敏、抗炎物质在生化水平的初步筛选指标。表5列出了三种样品对透明质酸酶抑制能力的结果,可见,发酵工艺样品的抑制能力最强,显著高于酶解工艺样品和水提取工艺样品。即实施例1制备的大米复合发酵原浆有助于抑制透明质酸酶活力。
表5三种样品对透明质酸酶抑制能力的结果
样品 透明质酸酶抑制能力(%) 方差分析P值(ANOVA)*
水提取工艺样品2mg/mL 27.88±2.65 c
发酵工艺样品2mg/mL 60.54±3.47 a
酶解工艺样品2mg/mL 48.21±2.55 b
*注:不同字母表示两两之间差异显著。
四、促进细胞增殖能力测试
人皮肤成纤维细胞是组成皮肤真皮的主要结构成分,其可合成和分泌胶原纤维、弹性纤维、网状纤维、透明质酸等细胞外基质,对于保持皮肤强度和弹性、修复损伤及美容美体具有重要作用,是维持皮肤年轻态的决定性因素,也是维持皮肤结构稳定的重要组成部分。人随着年龄的增长,成纤维细胞数量越来越少,活性越来越低,相应的其产生的胶原蛋白、弹性纤维、透明质酸这些物质就会减少,不足以支撑皮肤结构,导致真皮层变薄,皮肤开始松弛,失去弹性,出现皱纹。补充成纤维细胞能够从根源上解决面部皮肤衰老及损伤问题,让皮肤从初代细胞开始重生。本测试采用的人皮肤成纤维细胞(HSF细胞),对样品的促进细胞增殖能力进行测试。
水提取工艺样品、发酵工艺样品(大米复合发酵原浆)、酶解工艺样品的制备方法同上。
将三种样品的冻干粉用不含牛血清的培养基DMEM溶解,配成浓度为5%g/ml的溶液,再用PBS(磷酸盐缓冲溶液,0.1mol/L)分别稀释成浓度为0.005%g/ml浓度(细胞活力实验证实该浓度下对细胞无损伤)的溶液,最后过0.22μm的无菌滤膜备用。成纤维细胞以3×104cells/孔接种6孔板,每个样品做3个复孔,分别加入三种样品,培养24h,在相差显微镜下观察细胞,如图8所示。
从图中可以看出,发酵样品对于成纤维细胞具有较明显增殖作用,即实施例1制备的大米复合发酵原浆有助于细胞增殖,能增强头皮健康。
实施例4采用实施例1制备的大米复合发酵原浆作为活性成分的洗发品制备以及性能测试
1、组分:洗发品配方如下表6。
表6洗发品配料表
组分 质量分数/% 组分 质量分数/%
发酵原浆 30.0 乙二醇单硬脂酸酯 1.0
乙氧基化烷基硫酸钠(AES) 13.0 柠檬酸 0.3
十二烷基甜菜碱(BS-12) 5.0 氯化钠 0.5
尼纳尔 2.0 香精,防腐剂 适量
水溶性羊毛脂 1.0 去离子水 加至100
2、制备方法:
将乙氧基化烷基硫酸钠(AES)、十二烷基甜菜碱(BS-12)、尼纳尔溶于去离子水和发酵原浆的混合溶液中,不断搅拌下加热至70℃,加入水溶性羊毛脂、乙二醇单硬脂酸酯,使其溶化,缓慢搅拌至溶液呈半透明状,通冷却水,冷却可得。其中,发酵原浆分别是实施例1制得的大米复合发酵原浆、大米发酵原浆(作为对比,仅仅采用大米发酵,制备方法参照实施例1)和燕麦发酵原浆(作为对比,仅采用燕麦麸皮粉发酵,制备方法参照实施例1),分别得到大米复合发酵原浆洗发液、大米发酵原浆洗发液和燕麦发酵原浆洗发液。
3、性能测试:
对本实施例制备得到的包含实施例1制备的大米复合发酵原浆的洗发护理品的去屑止痒效果进行研究分析。采用仅仅使用大米发酵原浆和仅仅使用燕麦发酵的原浆作为对照。
1)测试实验一
测试方法为:测试跟踪人数为20人,其中女性10人,男士10人,年龄18~60岁之间,头屑严重者有5人,有较多头屑者有9人,有少量头屑者有6人。将所有人员随机分成两组,每组分别使用大米复合发酵原浆洗发液、大米发酵原浆洗发液和燕麦发酵原浆洗发液,每三天洗发一次,连续使用6次,每次使用后对当天、次日和第三天的头屑头痒情况进行评分,将每组评分取平均值,得到去屑止痒的平均分值,如表7所示。
评分标准如下:没有头皮屑:5分,少量头皮屑:4分,中等量头皮屑:3分,较多头皮屑:2分,非常多头皮屑:1分;不瘙痒:5分,局部有时瘙痒:4分,局部经常瘙痒:3分,满头瘙痒:2分,严重满头瘙痒:1分。
表7三种洗发液的去屑止痒效果平均分值
Figure BDA0002494650810000171
Figure BDA0002494650810000181
由表1中的数据结果可以看出,采用实施例1的大米复合发酵原浆制得的洗发水,在使用1次之后,即可看到明显的去屑止痒效果,随着使用次数的增加,去屑止痒效果越来越明显,使用5次之后,头皮屑和头皮痒等症状基本消失;且从数据可以看出,本实施例所得洗发护理品的去屑止痒效果良好。
2)测试实验二
另选20个志愿者参加本测试,男性10人,女性10人,年龄在18至60岁之间,头屑严重者有4人,有较多头屑者有10人,有少量头屑者有6人。测试方法为:将所有人员一半头发使用本实施例所得洗发护理品,另一半头发使用市场上祛屑止痒成分主要是吡啶硫酮锌(ZPT)的洗发水,每三天洗发一次,连续使用6次,分别由18位专业老师进行头屑头痒症状的评价,结果发现,使用本实施例所得洗发护理品的一半头发,头屑头痒症状明显减轻,有96%的受试者的头屑头痒症状消失,而使用市场上祛屑止痒成分主要是ZPT的洗发水的一半头发,受试者中13%的人仍会感觉到明显的头屑头痒。
综上,在根据本公开的实施例中,本公开提供了如下技术方案,但不限于此:
方案1、一种具有止痒功效的大米复合发酵产品的制备方法,其特征在于,包括:将发酵菌接种至由大米、燕麦粉、水组成的发酵底物中进行发酵培养,然后进行灭菌处理,得到所述具有止痒功效的大米复合发酵产品。
方案2、根据方案1所述的制备方法,其特征在于,所述发酵菌为乳酸菌。
方案3、根据方案2所述的制备方法,其特征在于,所述乳酸菌选自以下任一种或以上:布氏乳杆菌(Lactobacillus buchneri,CGMCC 1.15607)、德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbruechii subsp.Bulgaricus,CGMCC 1.16075)、两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum,CGMCC1.5029)。
方案4、根据方案1-3中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述发酵底物中,所述大米用量占水重量的0.5-3%。
方案5、根据方案1-4中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述发酵底物中,所述燕麦粉为燕麦麸皮粉。
方案6、根据方案5所述的制备方法,其特征在于,所述发酵底物中,所述燕麦麸皮粉用量为水质量的0.25-1.5%。
方案7、根据方案2-6中任一项所述的制备方法,其特征在于,用于接种的乳酸菌种子液浓度为108-1011CFU/mL;所述种子液与所述发酵底物的体积比为1%~3%。
方案8、根据方案7所述的制备方法,其特征在于,所述发酵菌为德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbruechii subsp.Bulgaricus,CGMCC 1.16075),用于接种的德氏乳杆菌保加利亚亚种种子液的制备方法包括如下步骤:
活化:挑取德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbruechiisubsp.Bulgaricus)菌落2环接种至100mL MRS液体培养基的试管中,35-37℃转管活化20-48h;
纯化:取所述活化步骤得到的菌种梯度稀释后,接种于MRS固体培养基平板中,35-37℃静置培养40-48h;
液体培养:取所述平板中的单菌落,接种于MRS液体培养基中,35-37℃静置培养活化20-48h;
扩大培养:以10%接种量取所述液体培养所得菌液,接入到MRS液体培养基中,35-37℃培养10-14h得到种子液。
方案9、根据方案8所述的制备方法,其特征在于,所述MRS液体培养基配方为:蛋白胨10.0g,牛肉膏10.0g,酵母粉5.0g,葡萄糖20.0g,K2HPO4·7H2O2.0g,醋酸钠·3H2O5.0g,柠檬酸三铵2.0g,MgSO4·7H2O0.05g,吐温80 1.0mL,pH6.2,补足水分1000mL;所述MRS固体培养基为所述MRS液体培养基中添加1.5wt.%琼脂粉;所述MRS固体培养基和所述MRS液体培养基的灭菌条件为115-121℃、15~20min。
方案10、根据方案1-9中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述发酵培养的温度为30-50℃,时间为6-10h。
方案11、根据方案1-10中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述灭菌处理的温度是115~121℃,时间是15-20min。
方案12、根据方案1-11中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述灭菌处理前,还包括分离处理,弃沉淀取清液,然后进行所述灭菌处理,最终得到大米复合发酵原浆。
方案13、根据方案12所述的制备方法,其特征在于,所述分离处理为离心处理;所述离心处理的速度是3500-8000r/min,时间是20-60min。
方案14、根据方案1-13中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述灭菌处理后,还包括干燥处理,最终得到大米复合发酵干粉。
方案15、根据方案14所述的制备方法,其特征在于,所述干燥处理包括喷雾干燥和/或真空冷冻干燥。
方案16、一种采用如方案14或15所述的制备方法制备的大米复合发酵干粉。
方案17、一种采用如方案1-13所述的制备方法制备的大米复合发酵原浆。
方案18、如方案17所述的大米复合发酵原浆或方案16所述的大米复合发酵干粉在制备化妆品的应用。
方案19、一种如方案17所述的大米复合发酵原浆或方案16所述的大米复合发酵干粉作为活性成分的洗发品或护发品。
最后,还需要说明的是,在本公开中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管上面已经通过本公开的具体实施例的描述对本公开进行了披露,但是,应该理解,本领域技术人员可在所附方案的精神和范围内设计对本公开的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本公开所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种具有止痒功效的大米复合发酵产品的制备方法,其特征在于,包括:将发酵菌接种至由大米、燕麦粉、水组成的发酵底物中进行发酵培养,然后进行灭菌处理,得到所述具有止痒功效的大米复合发酵产品。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述发酵菌为乳酸菌。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述乳酸菌选自以下任一种或以上:布氏乳杆菌(Lactobacillus buchneri,CGMCC 1.15607)、德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbruechii subsp.Bulgaricus,CGMCC 1.16075)、两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum,CGMCC 1.5029)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述发酵底物中,所述大米用量占水重量的0.5-3%。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述发酵底物中,所述燕麦粉为燕麦麸皮粉。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述发酵底物中,所述燕麦麸皮粉用量为水质量的0.25-1.5%。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的制备方法,其特征在于,用于接种的乳酸菌种子液浓度为108-1011CFU/mL;所述种子液与所述发酵底物的体积比为1%~3%。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述发酵菌为德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbruechii subsp.Bulgaricus,CGMCC 1.16075),用于接种的德氏乳杆菌保加利亚亚种种子液的制备方法包括如下步骤:
活化:挑取德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbruechiisubsp.Bulgaricus)菌落2环接种至100mL MRS液体培养基的试管中,35-37℃转管活化20-48h;
纯化:取所述活化步骤得到的菌种梯度稀释后,接种于MRS固体培养基平板中,35-37℃静置培养40-48h。
液体培养:取所述平板中的单菌落,接种于MRS液体培养基中,35-37℃静置培养活化20-48h。
扩大培养:以10%接种量取所述液体培养所得菌液,接入到MRS液体培养基中,35-37℃培养10-14h得到种子液。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述MRS液体培养基配方为:蛋白胨10.0g,牛肉膏10.0g,酵母粉5.0g,葡萄糖20.0g,K2HPO4·7H2O2.0g,醋酸钠·3H2O5.0g,柠檬酸三铵2.0g,MgSO4·7H2O0.05g,吐温80 1.0mL,pH6.2,补足水分1000mL;所述MRS固体培养基为所述MRS液体培养基中添加1.5wt.%琼脂粉;所述MRS固体培养基和所述MRS液体培养基的灭菌条件为115-121℃、15~20min。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述发酵培养的温度为30-50℃,时间为6-10h。
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