CN114601775B - 一种从植物中提取活性成分的方法以及植物发酵液提取物和化妆品 - Google Patents
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Abstract
一种从植物中提取活性成分的方法，涉及天然产物制备技术领域，其采用发酵液作为提取溶剂，发酵液中含有微生物代谢产生的天然阴阳离子如氨基酸、脂肪酸、多肽、蛋白质、矿物离子等，本身可以既可以作为营养物质存在，同时还可以提高对植物活性物质的提取效率和提取的选择性。此外，本发明实施例还提供了一种植物发酵液提取物和具有抗衰老功效的化妆品，其富含多种营养成分，具有较佳的清除自由基、抗衰老效果。
Description
技术领域
本发明涉及天然产物制备技术领域，具体而言，涉及一种从植物中提取活性成分的方法以及植物发酵液提取物和化妆品。
背景技术
自由基衰老学说认为，过多的自由基是造成皮肤老化的重要原因。根据这一理论，体内过量的活性氧自由基会导致皮肤出现各种色斑、失去弹性、皱纹老化等现象。通常生理条件下，机体皮肤内存在对抗自由基的抗氧化系统，包括酶系统和非酶系统。虽然人体自身的抗氧化防御系统，能够维持一定范围内的氧化与抗氧化之间平衡状态，以减缓活性氧及自由基的产生，但若是长期、过度地暴露在含紫外线的阳光下，则人体内大量产生的自由基会导致皮肤的抗氧化防御能力降低，抗氧化失衡最终造成皮肤光老化、表皮皱纹、皮肤免疫力失调等伤害。
源于天然来源的植物和微生物的具有抗氧化清除自由基和抗衰老活性作用的抗老化物质正日渐得到护肤产业的重视，研究结果表明，不少中草药具有消除与对抗体内脂质过氧化物酶形成，清除自由基，起到延缓衰老作用，增强机体对自由基损害的防御能力。但是目前仍然缺乏在温和条件下高效、高选择性提取这些植物中抗氧化、抗衰老活性成分的方法。
在一般的提取中，通常是利用有机溶剂或水或者它们的混合物作为溶剂提取植物，将提取的液相中的溶剂蒸发去除后，重新再加工为可使用于化妆品的形态而使用于化妆品的方式。常用的提取溶剂如水、酒精、乙醚、石油醚、苯、乙酸乙酯、氯仿等。使用这种通常的提取方式的情况下，可能发生要提取的植物活性成分中仅对溶剂具有溶解度的成分被部分提取，或者提取后在蒸发工艺中一部分活性成分损失等提取率低、选择性差的问题。另外，作为萃取溶剂的有机溶剂可能少量残留，使用于皮肤时可能出现刺激性反应，有引起皮肤安全性问题的可能。如在CN113425622A中提及的提取物，多使用70%乙醇回流提取，且提取步骤复杂、存在有机溶剂残留。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种从植物中提取活性成分的方法，其利用发酵液作为提取溶剂，可以有效提高对植物活性成分的提取率和选择性，并且提取条件温和，无溶剂残留，更加环保健康。
本发明的第二目的在于提供一种植物发酵液提取物，其采用上述从植物中提取活性成分的方法制备得到，其活性成分含量高，具有较佳的清除自由基、抗衰老效果。
本发明的第三目的在于提供一种具有抗衰老功效的化妆品，其包含上述植物发酵液提取物，其富有营养，且具有较佳的抗衰老效果。
本发明的实施例是这样实现的：
一种从植物中提取活性成分的方法，其包括：
以发酵液作为提取溶剂，与植物原料混合进行提取。
一种植物发酵液提取物，其采用上述从植物中提取活性成分的方法制备得到。
一种具有抗衰老功效的化妆品，其包含上述植物发酵液提取物。
本发明实施例的有益效果是：
本发明实施例提供了一种从植物中提取活性成分的方法，其采用发酵液作为提取溶剂，发酵液中含有微生物代谢产生的天然阴阳离子如氨基酸、脂肪酸、多肽、蛋白质、矿物离子等，本身可以既可以作为营养物质存在，同时还可以提高对植物活性物质的提取效率和提取的选择性。此外，本发明实施例还提供了一种植物发酵液提取物和具有抗衰老功效的化妆品，其富含多种营养成分，具有较佳的清除自由基、抗衰老效果。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种从植物中提取活性成分的方法以及植物发酵液提取物和化妆品进行具体说明。
本发明实施例提供了一种从植物中提取活性成分的方法，其包括：
以发酵液作为提取溶剂，与植物原料混合进行提取。
现有的化妆品制备中，通常是利用有机溶剂或水或者它们的混合物作为溶剂提取植物，将提取的液相中的溶剂蒸发去除后，重新再加工为可使用于化妆品的形态而使用于化妆品的方式。一方面，根据提取溶剂的性质差异，仅能对植物中的部分活性成分进行有效提取。例如，水溶性的活性成分在水中溶解较好而在有机溶剂中溶解较差，反之，脂溶性的活性成分则在水中溶解较差而在有机溶剂中溶解较好。所以，采用水或有机溶剂进行提取有一定的局限性。另一方面，多数的有机溶剂都有一定的毒性，在完成提取后需要高温蒸发以去除有机溶剂，这种方式要想将溶剂完全除尽比较困难，或多或少都会有少量的溶剂残留，而且高温条件还会导致部分热敏感的活性成分被破坏。
针对上述情况，本发明提出了以发酵液作为提取溶剂对植物原料进行提取。首先，植物内的抗氧化活性成分多为多酚类化合物，而发酵液中含有微生物代谢产生的天然阴阳离子如氨基酸、脂肪酸、多肽、蛋白质、矿物离子等，这些天然离子/分子既可以通过与水分子氢键作用，降低水分子之间的相互作用，从而减少水分子团的大小提高水的渗透性，还可以通过直接渗透进入植物组织与多酚类化合物通过氢键相互作用等方式，以提高植物活性成分的提取效率和提取的选择性。不仅如此，发酵液中还含有微生物代谢产生的水解酶类，如纤维素酶、脂肪酶、蛋白酶等，可通过分解植物纤维组织、细胞壁等结构，进一步促进植物活性成分溶出，从而提高提取率。
除此之外，氨基酸、脂肪酸、多肽、蛋白质、矿物离子等物质本身具备较佳的营养价值，在化妆品中也多有使用，但均是采用后添加的方式，本发明将他们作为提取物质也简化了添加流程，做到了一物二用的效果。再则，发酵液作为提取溶剂有效避免了有机溶剂的残留和高温对活性成分的破坏，真正做到了无毒无害，绿色环保。
进一步地，发酵液是从发酵菌种的培养液提取得到的液体成分；可选地，发酵菌种包括巴斯德毕赤酵母、出芽短梗霉、二裂酵母、红曲、假交替单胞菌、假丝酵母、交替单胞菌、酵母菌、明串球菌、曲霉、以及乳酸菌中的至少一种。上述菌种的发酵液均可以有效提高对植物活性成分的提取效率和选择性。优选地，发酵菌种包括出芽短梗霉和酵母菌中的任一种。上述两种发酵菌种所制备的发酵液的提取效率更佳。
可选地，从发酵菌种的培养液提取得到的液体成分的方法包括：
将培养液于3000~10000 rpm的转速下离心5~20 min，取上清液抽滤除菌，得到发酵液。
同时，培养液的制备方法包括：
将发酵菌种接种至第一培养基，于20~30℃下培养36~60 h，得到种子液；
接种3~8vol%的种子液到第二培养基，于20~30℃下摇床培养2~5天，得到培养液。
通过上述方法制备得到的发酵液，不仅制备的效率较高，而且得到的发酵液中氨基酸、脂肪酸、多肽、蛋白质、矿物离子等含量较高，对于植物活性成分的提取效果较好。
进一步地，第一培养基、所述第二培养基为PDA固体培养基、PDA液体培养基、PDB固体培养基、PDB液体培养基和MRS液体培养基中的任一种。PDA固体培养基、PDA液体培养基、PDB固体培养基、PDB液体培养基和MRS液体培养基可以提供给发酵菌种生长发酵所需的营养，得到符合要求的发酵液。需要特别说明的是，培养基的选择需根据发酵菌种自身的特性进行适应性选择，例如针对好氧发酵和厌氧发酵的发酵菌种，其所需的营养成分是存在差异的，因此在选择培养基时需要进行区别对待。同时，上述培养基均为已经商业化的培养基，具有广泛的来源，利于该制备方法的扩大推广。
可选地，植物原料和发酵液的料液比为1：5~200；优选地，植物原料和发酵液的料液比为1:8~100。在上述比例范围内，发酵液可以对植物原料中的活性成分达到更为充分的提取，获得更好的提取率。
此外，提取过程在超声下进行，超声功率为100~1000W。超声可以有效促进发酵液中的各种成分渗入植物组织与多酚类活性物质作用，从而提高提取效果。提取的温度为15~90℃，时间为10~60 min。整个提取过程避免了使用高温，从而更加有效地保留了植物中的活性成分。
可选地，本发明可采用的植物原料包括紫笋茶、地骨皮、百合、雪莲、人参、麦冬、芦荟、甘草、迷迭香中的至少一种。上述植物中富含较多的抗氧化活性成分，得到的提取物中抗氧化效果更好。
本发明实施例还提供了一种植物发酵液提取物，其采用上述从植物中提取活性成分的方法制备得到。其不仅富含植物中的抗氧化活性成分，还含有多种氨基酸、脂肪酸、多肽、蛋白质、矿物离子等，营养成分丰富。此外，其无有机溶剂残留，未受到高温破坏，具有较佳的应用前景。
本发明实施例还提供了一种具有抗衰老功效的化妆品，其包含上述植物发酵液提取物，其富有营养，且具有较佳的抗衰老效果。
作为一种可选的配方，该化妆品按照重量百分比计，其包括
EDTA二钠0.02%~0.05%，透明质酸钠0.1%~0.3%，黄原胶0.1%~0.3%，甘油3%~6%，1,3-丙二醇5%~8%，1,2-戊二醇1%~3%，羟苯甲酯0.1%~0.3%，植物发酵液提取物0.5%~5%，以及余量的水。
该化妆品不仅抗氧化性能较强，营养价值高，并且具有较好的安全性和稳定性，便于长期储存。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种从植物中提取活性成分的方法，其包括：
S1. 将出芽短梗霉接种至PDA固体培养基中，25℃培养48小时，得种子培养基；
S2. 接种5％(v/v)种子培养基上的菌苔于PDB液体培养基中，25℃，180rpm摇床培养3天，得培养液；
S3. 将培养液于4000 rpm离心10分钟，取上清液，抽滤除菌，即得用作植物提取的出芽短梗霉发酵液；
S4. 取紫笋茶5g，以出芽短梗霉发酵液作为提取溶剂，其中料液比为1:100，设定提取温度为20℃，设定提取时间为15min，超声提取，离心，抽滤后取滤液，得到植物发酵液提取物。
实施例2
本实施例提供了一种从植物中提取活性成分的方法，其包括：
S1. 将酵母菌接种至PDA液体培养基中，30℃培养48小时，得种子液；
S2. 接种5％(v/v)种子液上的菌苔于PDA液体培养基中，28℃，200rpm摇床培养3天，得培养液；
S3. 将培养液于8000 rpm离心5分钟，取上清液，抽滤除菌，即得用作植物提取的酵母菌发酵液；
S4. 取紫笋茶0.2g，以酵母菌发酵液作为提取溶剂，其中料液比为1:100，设定提取温度为40℃，设定提取时间为15min，超声提取，离心，抽滤后取滤液，得到植物发酵液提取物。
实施例3
本实施例提供了一种从植物中提取活性成分的方法，其包括：
S1. 将乳酸菌接种至MRS液体培养基中，30℃培养36小时，得种子液；
S2. 接种3％(v/v)种子液于MRS液体培养基中，30℃，150rpm摇床培养2天，得培养液；
S3. 将培养液于3000 rpm离心5分钟，取上清液，抽滤除菌，即得用作植物提取的乳酸菌发酵液；
S4. 取紫笋茶3g，以乳酸菌发酵液作为提取溶剂，其中料液比为1:200，设定提取温度为40℃，设定提取时间为30min，超声提取，离心，抽滤后取滤液，得到植物发酵液提取物。
实施例4
本实施例提供了一种从植物中提取活性成分的方法，其包括：
取地骨皮0.3g，以实施例1制备的出芽短梗霉发酵液作为提取溶剂，其中料液比为1:100，设定提取温度为40℃，设定提取时间为15min，超声提取，离心，抽滤后取滤液，得到植物发酵液提取物。
实施例5
本实施例提供了一种从植物中提取活性成分的方法，其包括：
取百合10g，以实施例2制备的酵母菌发酵液作为提取溶剂，其中料液比为1:50，设定提取温度为30℃，设定提取时间为10min，超声提取，离心，抽滤后取滤液，得到植物发酵液提取物。
实施例6~8
实施例6~8分别提供了一种从植物中提取活性成分的方法，其制备方法与实施例1基本一致，其区别在于，提取时间和提取温度按照表1进行设定。
表1. 提取条件
| 提取时间/min | 提取温度/℃ | |
| 实施例1 | 15 | 20 |
| 实施例6 | 15 | 40 |
| 实施例7 | 30 | 20 |
| 实施例8 | 30 | 40 |
实施例9
本实施例提供了一种具有抗衰老功效的化妆品，其成分如表2所示。
表2. 化妆品配方
| 原料 | 重量百分含量% |
| EDTA 二钠 | 0.05 |
| 透明质酸钠 | 0.2 |
| 黄原胶 | 0.2 |
| 甘油 | 5 |
| 1，3-丙二醇 | 6 |
| 1，2-戊二醇 | 2 |
| 羟苯甲酯 | 0.15 |
| 实施例1制备的发酵液提取的紫笋茶提取物 | 1 |
| 去离子水 | 至100 |
对比例1
本对比例提供了一种从植物中提取活性成分的方法，其包括：
取紫笋茶5g，以超纯水作为提取溶剂，其中料液比为1:100，设定提取温度为20℃，设定提取时间为15min，超声提取，离心，抽滤后取滤液，得到植物提取物。
对比例2~4
对比例2~4分别提供了一种从植物中提取活性成分的方法，其制备方法与对比例1基本一致，其区别在于，提取时间和提取温度按照表3进行设定。
表3. 提取条件
| 提取时间/min | 提取温度/℃ | |
| 对比例1 | 15 | 20 |
| 对比例2 | 15 | 40 |
| 对比例3 | 30 | 20 |
| 对比例4 | 30 | 40 |
对比例5
本对比例提供了一种从植物中提取活性成分的方法，其包括：
取地骨皮0.3g，以超纯水作为提取溶剂，其中料液比为1:100，设定提取温度为40℃，设定提取时间为15min，超声提取，离心，抽滤后取滤液，得到植物发酵液提取物。
试验例1
本试验例采用实施例1、6~8的植物发酵液提取物，以及对比例1~4的植物提取物作为样品，对其多酚类物质的含量进行测定，测定采用福林酚显色法，具体操作如下：
稀释样品：将样品稀释至本底空白小于标准曲线空白对照吸光度；
绘制标准曲线：以0.1mg/mL没食子酸为对照，分别加入0、0.25、0.50、0.75、1.00、1.25mL没食子酸于试管中，加入1mL苯酚，1mL 12%碳酸钠，用去离子水配制至10mL体系，混匀避光反应1h，在765 nm波长处测定吸光度；
测试品吸光度：取1mL样品于试管中，加入1mL苯酚，1mL 12%碳酸钠，用去离子水配制至10mL体系，混匀避光反应1h，在765 nm波长处测定吸光度，重复三次；
以不含样品和不含显色剂的反应体系为空白，测定空白吸光度；
根据标准曲线算得总多酚含量后，按照多酚含量（mg/g）=多酚浓度（mg/mL）×体积（mL）× 稀释倍数 / 样品质量（g）。
试验结果如表4所示。
表4. 总多酚含量测试结果
| 总多酚含量（mg/g，n=3） | |
| 实施例1 | 10.0815 ± 0.1716 |
| 实施例6 | 10.8997 ± 0.2815 |
| 实施例7 | 10.6907 ± 0.2644 |
| 实施例8 | 10.9556 ± 0.2231 |
| 对比例1 | 8.3657 ± 0.0646 |
| 对比例2 | 8.7012 ± 0.2128 |
| 对比例3 | 9.2751 ± 0.2419 |
| 对比例4 | 9.9903 ± 0.0670 |
由表4可以看出，不同时间和温度下，发酵液为溶剂得到的植物发酵液提取物，相比于超纯水为溶剂所得到的植物提取物中总多酚含量更高。由于发酵液本身的总多酚含量都极低，发酵液中的总多酚对提取结果的影响几乎可以忽略，说明发酵液作为溶剂可以提取出更多的多酚类成分，提取效率更高。
试验例2
采用实施例1~8所提供的植物发酵液提取物，以及对比例1~5所提供的植物提取物作为样品，对其清除自由基，也即抗氧化活性进行测试，测试的具体方法如下：
以Vc为阳性对照，取1.5 mg Vc粉末用1mL蒸馏水混匀溶解，得1.5mg/mL的Vc储备液，取100ul，稀释至30ml，获得浓度为0.005mg/mL的Vc溶液，在反应中Vc溶液终浓度为2.5ppm。
样品分别用无水乙醇稀释5倍，3800rpm离心12min除去沉淀，取上清液200μL用超纯水稀释至5mL，得到终浓度为0.08mg/mL的样品溶液；
取上述样品溶液2ml 加入试管中，加入2×10-4mol/L DPPH乙醇溶液2 mL，混匀，25℃下避光反应30 min，在517 nm处测定吸光度( A517)；按照下面公式计算清除率，清除率越大抗氧化能力越强。
清除率 I (％) ＝ [1-(T-T0) / (C-C0)]×100％
式中： T：2mL样品液加2mL DPPH 溶液的吸光度；
T0：2mL 样品液加 2mL无水乙醇溶液的吸光度；
C0：2mL 水加 2mL无水乙醇的吸光度；
C：2mLDPPH溶液加2mL超纯水的吸光度。
测试结果如表5所示。
表5. 抗氧化测试结果
| 自由基清除率（%，n=3） | |
| 实施例1 | 84.97 |
| 实施例2 | 92.46 |
| 实施例3 | 83.13 |
| 实施例4 | 50.68 |
| 实施例5 | 43.21 |
| 实施例6 | 92.88 |
| 实施例7 | 90.87 |
| 实施例8 | 91.17 |
| 对比例1 | 79.91 |
| 对比例2 | 80.46 |
| 对比例3 | 83.18 |
| 对比例4 | 85.81 |
| 对比例5 | 14.79 |
| 发酵液 | 2.17 |
| Vc | 25.90 |
从表5可以看出，在相同条件下（提取温度、提取时间、植物原料）的情况下，以发酵液作为提取溶剂得到的植物发酵液提取物的自由基清除率显著高于以超纯水作为提取溶剂的效果（实施例1 vs对比例1，实施例4 vs对比例5，实施例6 vs对比例2，实施例7 vs对比例3，实施例8 vs对比例4），并且适当的延长提取时间、提高提取温度对于植物发酵液提取物的自由基清除效果是有利的。
此外，本试验例中还对发酵液的自由基清除效果进行了测试，发现其自由基清除率仅2.17%，几乎可以忽略不计。这充分说明了，植物发酵液提取物的自由基清除效果更好并不完全是发酵液本身带来的，而是跟发酵液的提取效果有着莫大的关联性。
在此基础上，我们还能发现，不同的植物原料，其提取物的自由基清除效果是存在显著差异的（实施例1 vs 实施例4、5），可见，提取物的自由基清除效果不仅由提取效率决定，更大程度上受到植物本身成分影响。相比之下，紫笋茶和出芽短梗霉是发明人目前找到的最佳组合方式。
试验例3
本试验例采用实施例9所提供的具有抗衰老功效的化妆品，在常温、耐热和光照条件下，对其稳定性进行了测试，测试方法如下：
常温测试条件为：20℃±5℃，不避光，一周；
耐热测试条件为：45±1℃，恒温避光，一周；
光照测试条件为：光照恒温恒湿试验箱（1.47×106 Lux·hr），一周；
测试结果如表6所示。
表6稳定性测试
| 常温 | 耐热 | 光照 | |
| 气味 | 无异常 | 无异常 | 无异常 |
| 颜色 | 无异常 | 无异常 | 无异常 |
由表6可以看出，本发明所提供的具有抗衰老功效的化妆品在常温、耐热和光照条件下，均能保持较佳的稳定性。并且其不额外添加溶剂，提取物具有更高含量的活性成分，更好的抗氧化活性的同时具有更好的安全性和稳定性。
综上所述，本发明实施例提供了一种从植物中提取活性成分的方法，其采用发酵液作为提取溶剂，发酵液中含有微生物代谢产生的天然阴阳离子如氨基酸、脂肪酸、多肽、蛋白质、矿物离子等，本身可以既可以作为营养物质存在，同时还可以提高对植物活性物质的提取效率和提取的选择性。此外，本发明实施例还提供了一种植物发酵液提取物和具有抗衰老功效的化妆品，其富含多种营养成分，具有较佳的清除自由基、抗衰老效果。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种从植物中提取活性成分的方法，其特征在于，包括：
以发酵液作为提取溶剂，与植物原料混合进行提取；
所述发酵液是从发酵菌种的培养液提取得到的液体成分；所述发酵菌种为出芽短梗霉；所述植物原料和所述发酵液的料液比为1：100~200；
提取过程在超声下进行，超声功率为100~1000 W，提取的温度为15~40℃，时间为10~60min；
所述培养液的制备方法包括：
将所述发酵菌种接种至第一培养基，于20~30℃下培养36~60 h，得到种子液；
接种3~8vol%的所述种子液到第二培养基，于20~30℃下摇床培养2~5天，得到所述培养液；
所述植物原料为紫笋茶，所述活性成分为总多酚。
2.根据权利要求1所述的从植物中提取活性成分的方法，其特征在于，从所述发酵菌种的所述培养液提取得到的所述液体成分的方法包括：
将所述培养液于3000~10000 rpm的转速下离心5~20 min，取上清液抽滤除菌，得到所述发酵液。
3.根据权利要求2所述的从植物中提取活性成分的方法，其特征在于，所述第一培养基、所述第二培养基为PDA固体培养基、PDA液体培养基、PDB固体培养基、PDB液体培养基、MRS液体培养基中的任一种。
4.一种植物发酵液提取物，其特征在于，采用权利要求1~3任一项所提供的从植物中提取活性成分的方法制备得到。
5.一种具有抗衰老功效的化妆品，其特征在于，包括权利要求4所提供的植物发酵液提取物。
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| CN113520939A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-10-22 | 徐晓英 | 一种具有美白效果人参水蛭素发酵液的制备方法 |
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2022
- 2022-04-29 CN CN202210464341.9A patent/CN114601775B/zh active Active
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