CN111714441A - 一种乳酸菌植物发酵溶胞产物的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于化妆品原料的技术领域，公开了一种乳酸菌植物发酵溶胞产物的生产方法。该方法包括步骤：植物干粉或植物浆料，加入葡萄糖、乳链菌肽和水，混合均匀，得到植物料液；将植物料液在20min内快速升温至100～108℃并保温5min，然后在20min内快速冷却至35～37℃；将乳酸菌接种植物料液中，在35～37℃温度下厌氧发酵16～48h，得到发酵液；将发酵液在10min内快速升温至65～75℃并保温10～30min，然后在20min内快速冷却至30℃；向发酵液中加入溶菌酶0.5～2g/L，在30～40℃温度下搅拌6～18h；将酶解液用滤布过滤，然后离心除去沉淀，获得乳酸菌植物发酵产物溶胞物。

Description

一种乳酸菌植物发酵溶胞产物的生产方法

技术领域

本发明属于化妆品原料的技术领域，特别涉及一种乳酸菌植物发酵溶胞产物的生产方法。

背景技术

植物发酵类产物是一类新兴的护肤品原料，通过利用微生物发酵技术来提取并转化植物的活性功效成分，以实现活性提高、毒性降低以及产生新功效的目的。乳酸菌是常用的植物发酵菌种之一，市面上已出现各种乳酸菌植物发酵产物，如乳酸杆菌香橼果皮发酵产物提取物、乳酸杆菌山嵛菜根发酵产物提取物、乳酸杆菌梨汁发酵产物滤液，等等。乳酸菌发酵产物的产品可以分为三类——滤液、溶胞物、提取物，其中乳酸菌发酵产物溶胞物是乳酸菌经分解后得到的代谢产物、细胞质片段、细胞壁组分及多糖组成的复合体，含有丰富的氨基酸、维生素B等有益护肤的小分子。然而，将乳酸菌发酵溶胞技术应用于植物提取常常会出现产品稳定性差的问题，主要表现为植物多酚类物质氧化褐变。

大部分植物原料都含有丰富的多酚类物质，褐变成为乳酸菌植物发酵产物溶胞物难以克服的质量稳定性问题。有些厂家为了保证产品的稳定性，对乳酸菌植物发酵产物溶胞物进行活性炭脱色处理，然而导致褐变的多酚类物质往往正是植物的功效活性成分，于是脱色的同时放弃了产品的功效。更多的厂家则不采用溶胞工艺，做成发酵产物滤液或发酵产物提取物。

发明内容

为了克服现有技术中存在的多酚褐变的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种乳酸菌植物发酵产物溶胞物的生产方法；该方法在不影响产品功效的同时，能有效防止乳酸菌植物发酵产物溶胞物的褐变，最大限度地抑制生产过程中的褐变反应，解决产品的稳定性问题。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种乳酸菌植物发酵产物溶胞物的生产方法，包括以下步骤：

(1)将植物原料打成植物干粉(干料)或植物浆料(湿料)，然后加入葡萄糖、乳链菌肽和水，混合均匀，得到植物料液；在所述植物料液中，植物干粉的浓度为10～50g/L或者植物浆料的浓度为100～500g/L，葡萄糖的浓度为5～20g/L，乳链菌肽的浓度为0.1～1g/L；

(2)将植物料液在20min内快速升温至100～108℃并保温5min，然后在20min内快速冷却至35～37℃；

(3)将乳酸菌接种到经过步骤(2)处理的植物料液中，在35～37℃温度下厌氧发酵16～48h，得到发酵液；

(4)将步骤(3)所得发酵液在10min内快速升温至65～75℃并保温10～30min，然后在20min内快速冷却至30℃；

(5)向经过步骤(4)处理的发酵液中加入溶菌酶0.5～2g/L，在30～40℃温度下搅拌6～18h；

(6)将步骤(5)所得的酶解液用滤布过滤，然后离心除去沉淀，获得半澄清液体状的乳酸菌植物发酵产物溶胞物。

步骤(1)中所述的植物原料为植物的根、茎、叶、花或果组织，为新鲜组织或干燥组织。

步骤(3)中所得发酵液再接种其他微生物进行二次发酵。

步骤(3)中所述的乳酸菌为植物乳杆菌。

分析褐变反应机理，多酚褐变包括酶促氧化褐变和非酶促褐变，酶促褐变的关键因素是多酚氧化酶，非酶促褐变的关键影响因素是温度。乳酸菌植物发酵产物溶胞物的褐变反应在生产过程中就已经开始：在生产阶段，植物多酚氧化酶、细菌多酚氧化酶都是导致褐变的重要因素，多酚氧化酶将多酚催化氧化为多巴；在产品储藏阶段，即使在阴凉条件下多巴，也会自动氧化为多巴色素和黑色素。由此可知，限制生产阶段的酶促褐变是解决稳定性问题的关键。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)步骤(1)所述的料液配方和步骤(2)所述的热处理工艺是经过优化设计所得的结果，这种条件的热处理结合配方中乳链菌肽的抑菌作用可以有效消除微生物污染风险，并且彻底灭活植物多酚氧化酶，同时避免了高温灭酶导致的多酚氧化褐变和美拉德反应；升温或者降温过程对灭菌效果没有明显贡献，但是在这过程中多酚氧化褐变的反应速度较高，因此需要快速升温和快速降温，具体参数通过数学建模分析临界点、结合众多试验数据得出。

(2)步骤(4)所述的热处理工艺是经过优化所得的结果，可以适当地灭活发酵液中的乳酸菌，使之在溶胞过程中不会合成多酚氧化酶，同时最大限度地减少了高温灭菌导致的非酶促褐变。升温或者降温过程对灭菌效果没有明显贡献，但是在这过程中多酚氧化褐变的反应速度较高，因此需要快速升温和快速降温，具体参数通过数学建模分析临界点、结合众多试验数据得出。

(3)利用本技术方案制备的乳酸菌植物发酵产物溶胞物与市面上常见的乳酸菌植物发酵产物滤液相比，植物功效活性成分的提取率更高，这是因为被菌体吸收的植物功效活性物因溶胞而重新溶解出来。

(4)利用本技术方案制备的乳酸菌植物发酵产物溶胞物与市面上常见的乳酸菌植物发酵产物滤液相比，含有更丰富的氨基酸、维生素B等有益护肤的小分子。

(5)利用本技术方案制备的乳酸菌植物发酵产物溶胞物与市面上常见的乳酸菌植物发酵产物滤液相比稳定性更好，这是因为乳酸菌细胞质中的抗氧化活性成分溶解出来，而体系的抗氧化活性越高则越能抑制多酚氧化褐变。

附图说明

图1是标准品的液相图谱：绿原酸(5.816min)、木犀草苷(17.714min)图。

图2是乳酸菌金银花发酵产物溶胞物的含量测试图。

图3是市面上某乳酸菌金银花发酵产物滤液的含量测试图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种乳酸菌金银花发酵产物溶胞物的生产方法，包括以下步骤：

(1)将金银花干花打成粉，然后加入葡萄糖、乳链菌肽和水，混合均匀，得到植物料液；在所述植物料液中，金银花粉的浓度为20g/L、葡萄糖的浓度为5g/L、乳链菌肽的浓度为0.5g/L；

(2)将植物料液在20min内快速升温至105℃并保温5min，然后在20min内快速冷却至36℃；

(3)将植物乳杆菌接种到经过步骤(2)处理的植物料液中，在36℃温度下厌氧发酵16h，得到发酵液；

(4)将发酵液在10min内快速升温至75℃并保温10min，然后在20min内快速冷却至30℃；

(5)向经过步骤(4)处理的发酵液中加溶菌酶1g/L，30℃搅拌12h；

(6)将步骤(5)所得的酶解液用200目滤布过滤，然后用16000rpm管式离心机离心除去沉淀，获得半澄清液体状的乳酸菌金银花发酵产物溶胞物；

(7)加入己二醇15g/L、对羟基苯乙酮4g/L，混合均匀然后分装到包材中。

本实施例制备的乳酸菌金银花发酵产物溶胞物，外观为黄色半澄清液体，具有怡人花香。

实施例2

一种乳酸菌积雪草发酵产物溶胞物的生产方法，包括以下步骤：

(1)将积雪草干草打成粉，然后加入葡萄糖、乳链菌肽和水，混合均匀，得到植物料液；在所述植物料液中，积雪草粉的浓度为20g/L、葡萄糖的浓度为5g/L、乳链菌肽的浓度为1g/L；

(2)将植物料液在20min内快速升温至105℃并保温5min，然后在20min内快速冷却至36℃；

(3)将植物乳杆菌接种到经过步骤(2)处理的植物料液中，在36℃温度下厌氧发酵24h，得到发酵液；

(4)将发酵液在10min内快速升温至75℃并保温10min，然后在20min内快速冷却至30℃；

(5)向经过步骤(4)处理的发酵液中加溶菌酶0.8g/L，30℃搅拌16h；

(6)将步骤(5)所得的酶解液用200目滤布过滤，然后用16000rpm管式离心机离心除去沉淀，获得半澄清液体状的乳酸菌积雪草发酵产物溶胞物；

(7)加入己二醇15g/L、对羟基苯乙酮4g/L，混合均匀然后分装到包材中。

本实施例制备的乳酸菌积雪草发酵产物溶胞物，外观为黄色半澄清液体，具有积雪草特征气味。

实施例3

本实施例为实施例1制备的乳酸菌金银花发酵产物溶胞物和实施例2制备的乳酸菌积雪草发酵产物溶胞物的抗氧化测试和高温稳定性测试。

测试方法：

(1)抗氧化活性用DPPH自由基清除率来表征，测试步骤：(1)将样品稀释10倍；(2)按照行业标准《T-SHRH006-2018化妆品-自由基(DPPH)清除实验方法》测试样品稀释液的DPPH自由基清除率。

(2)高温稳定性用高温处理后的475nm吸光度来表示。测试步骤：(1)取15mL样品加入15mL PET塑料瓶，在温度4℃冰箱中保存；(2)取100mL样品加入250mL锥形瓶，在温度45℃转速200rpm恒温振荡培养箱中反应48小时；(3)以PET塑料瓶中的样品为空白对照，测定锥形瓶中样品在475nm处的吸光度，即为样品在高温处理后的475nm吸光度。褐变程度越大则475nm吸光度越大，如果高温处理后的475nm吸光度大于0.02，那么样品的外观已经发生肉眼可见的褐变。

测试结果：

(1)从表1可以发现，实施例1制备的乳酸菌金银花发酵产物溶胞物和实施例2制备的乳酸菌积雪草发酵产物溶胞物的抗氧化活性分别比对应的市场样品高。

(2)从表1可以发现，实施例1制备的乳酸菌金银花发酵产物溶胞物和实施例2制备的乳酸菌积雪草发酵产物溶胞物在高温处理后褐变程度很低，而对应的市场样品的褐变较明显。

表1抗氧化测试和高温稳定性测试

实施例4

本实施例为实施例1制备的乳酸菌金银花发酵产物溶胞物和实施例2制备的乳酸菌积雪草发酵产物溶胞物的植物功效活性成分含量测试。

测试方法：

(1)金银花的功效活性成分为绿原酸和木犀草苷，其检测方法参照《中国药典(2015版)》第221页中所述的金银花含量测定方法，附HPLC图谱。

(2)积雪草的功效活性成分为积雪草苷和羟基积雪草苷，其检测方法参照《中国药典(2015版)》第283-284页中所述的积雪草含量测定方法。

测试结果：

(1)从表2可以发现，实施例1所制备的乳酸菌金银花发酵产物溶胞物对应的市场样品相比，功效活性成分含量较高。比较图1、2、3可以发现，实施例1所制备的乳酸菌金银花发酵产物溶胞物与对应的市场样品相比，成分较复杂。

(2)从表3可以发现，实施例2所制备的乳酸菌积雪草发酵产物溶胞物的功效活性成分含量比对应的市场样品要高。

表2金银花发酵产物的含量测试

表3积雪草发酵产物的含量测试

实施例5

本实施例为有工艺偏差的乳酸菌金银花发酵产物溶胞物的制备。步骤(2)中快速升温是在30min内升温至105℃，其他步骤同实施例1。

实施例6

本实施例为由工艺偏差的乳酸菌金银花发酵产物溶胞物的制备。步骤(4)中快速升温是在20min内快速升温至75℃，其他步骤同实施例1。

实施例7

本实施例为有工艺偏差的乳酸菌金银花发酵产物溶胞物的制备。将实施例1中的步骤(4)和(5)的先后顺序调转，其他步骤同实施例1。

实施例8

本实施例为实施例5、6、7所制备的有工艺偏差的乳酸菌金银花发酵产物溶胞物的抗氧化测试和高温稳定性测试。测试方法同实施例3。

测试结果：

(1)从表1和4可以发现，实施例1制备的乳酸菌金银花发酵产物溶胞物比实施例5、6、7制备的有工艺偏差的产品相比，抗氧化活性比较高。

(2)从表1和4可以发现，实施例1制备的乳酸菌金银花发酵产物溶胞物比实施例5、6、7制备的有工艺偏差的产品相比，在高温处理后褐变程度较低。

表4抗氧化测试和高温稳定性测试

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种乳酸菌植物发酵产物溶胞物的生产方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将植物原料打成植物干粉或植物浆料，然后加入葡萄糖、乳链菌肽和水，混合均匀，得到植物料液；在所述植物料液中，植物干粉的浓度为10～50g/L或者植物浆料的浓度为100～500g/L，葡萄糖的浓度为5～20g/L，乳链菌肽的浓度为0.1～1g/L；

(2)将植物料液在20min内快速升温至100～108℃并保温5min，然后在20min内快速冷却至35～37℃；

(3)将乳酸菌接种到经过步骤(2)处理的植物料液中，在35～37℃温度下厌氧发酵16～48h，得到发酵液；

(4)将步骤(3)所得发酵液在10min内快速升温至65～75℃并保温10～30min，然后在20min内快速冷却至30℃；

(5)向经过步骤(4)处理的发酵液中加入溶菌酶0.5～2g/L，在30～40℃温度下搅拌6～18h；

(6)将步骤(5)所得的酶解液用滤布过滤，然后离心除去沉淀，获得半澄清液体状的乳酸菌植物发酵产物溶胞物。

2.根据权利要求1所述的一种乳酸菌植物发酵产物溶胞物的生产方法，其特征在于：步骤(1)中所述的植物原料为植物的根、茎、叶、花或果组织，为新鲜组织或干燥组织。

3.根据权利要求1所述的一种乳酸菌植物发酵产物溶胞物的生产方法，其特征在于：步骤(3)中所得发酵液再接种其他微生物进行二次发酵。

4.根据权利要求1所述的一种乳酸菌植物发酵产物溶胞物的生产方法，其特征在于：步骤(3)中所述的乳酸菌为植物乳杆菌。

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