CN116919876B - 植物发酵提取液及其制备方法和在抗衰化妆品中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种植物发酵提取液及其制备方法和在抗衰化妆品中的应用。植物发酵提取液的其制备方法包括以下步骤:S10、以常春藤茎、羽衣草花为原料,进行以下发酵预处理:S10a、将所述常春藤茎、所述羽衣草花粉碎与桃胶、硫酸铵和水混合,然后调节pH=4‑4.5,灭菌处理后,制得发酵培养基;S10b、将保藏号为GDMCC 3.576的黑曲霉菌株接种于种子液培养基中培养,制得种子液;S10c、将所述种子液接种于所述发酵培养基中培养,制得发酵物;S20、采用提取剂对发酵物进行提取,制得植物发酵提取液。采用本发明的方法可以提取含有黄酮和常春藤皂苷元的植物发酵提取液,并且可以有效减少植物发酵提取液中的单宁等杂质。
Description
技术领域
本发明涉及日用化妆品技术领域,具体涉及一种植物发酵提取液及其制备方法和在抗衰化妆品中的应用。
背景技术
皮肤老化是人体衰老最直接的外在表现,具体表现为皮肤弹性下降、皱纹、暗淡。社会地位的提高和收入的改善刺激了人们对于美丽的追求,尤其是抗衰类(抗皱、紧致、抗氧化功效)的化妆品和相关功效原料,多年来热度不减,占据了较大的市场份额。植物提取成分因其天然、安全的特点,符合当下的消费理念,更受消费者青睐。
但是,植物提取物类原料也存在一些缺陷。目前多数的化妆品配方是以水为主要溶剂,黄酮类,萜类、甾醇等物质的水溶性普遍很低,因而限制了含有此类成分的植物提取物的应用。此外,植物的茎、花中存在的高含量杂质比如单宁,容易与其他成分中的蛋白、肽、生物碱、甙类沉淀,影响配方稳定性,这一问题在抗衰类化妆品配方中特别突出。
为了提取上述水溶性低的植物活性成分,通常需要使用大量的乙醇、甲醇,比如专利CN103126954A,后续如果需要减少提取物的杂质,可能还需要使用乙酸乙酯、正丁醇、氯仿等有毒溶剂,这些做法不仅成本高、污染大,还容易产生生产安全问题,也不符合当前一些消费者追求的“纯净美妆”的理念。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种植物发酵提取液的制备方法,提取含有黄酮和常春藤皂苷元的植物发酵提取液,并且可以有效减少植物发酵提取液中的单宁等杂质。
本发明的目的之二在于提供一种植物发酵提取液,其含有黄酮和常春藤皂苷元,且单宁等杂质含量少,稳定性好。
本发明的目的之三提供一种植物发酵提取液在抗衰类化妆品中的应用,该植物发酵提取液可与多种其他原料复配,适合抗衰化妆品。
为达上述目的,本发明采用以下技术方案:
一方面,提供一种植物发酵提取液的制备方法,包括以下步骤:
S10、以常春藤茎、羽衣草花为原料,进行以下发酵预处理:
S10a、将所述常春藤茎、所述羽衣草花粉碎与桃胶、硫酸铵和水混合,然后调节pH=4-4.5,灭菌处理后,制得发酵培养基;
S10b、将保藏号为GDMCC 3.576的黑曲霉菌株接种于种子液培养基中培养,制得种子液;
S10c、将所述种子液接种于所述发酵培养基中培养,制得发酵物;
S20、采用提取剂对发酵物进行提取,制得植物发酵提取液,具体为:
S20a、将发酵物进行离心处理,收集沉淀;
S20b、采用水对步骤S20a收集的沉淀重悬洗涤,再次离心,收集沉淀;
S20c、往步骤S20b收集的沉淀中加入提取剂后搅拌均匀,并依次进行过滤和微滤,收集透过液,即为植物发酵提取液;
其中,所述提取剂为含0.4%甘氨酸钠、0.5%阿拉伯胶、0.2%羟丙基淀粉和0.04%PEG-40氢化蓖麻油的水溶液。
步骤S10a中,桃胶能作为黑曲霉发酵的碳源,在此发酵条件下,黑曲霉极少产生孢子。
步骤S10b中,黑曲霉菌株的保藏号为GDMCC 3.576,购自广东省微生物菌种保藏中心,该黑曲霉菌株对特定成分有很强的分解能力,可以将常春藤皂苷元衍生物分解成皂苷元,其作用在桃胶作为碳源时可以得到加强,同时,菌株也能产生单宁酶,分解单宁。常春藤皂苷元的水溶性很低,存在游离的羧基,生物活性与其他衍生物有所不同,比如能促进胶原蛋白合成。
本发明以常春藤茎、羽衣草花为原料进行发酵预处理的作用为:①破坏植物细胞壁,促进物质的释放;②将常春藤皂苷衍生物转变为常春藤皂苷元,改变其生物活性,为下一步的提取工作做准备;③部分降解单宁,减少单宁、蛋白等杂质。
进一步地,步骤S10a具体为:按重量份取6份常春藤茎和4份羽衣草花粉碎,过20目筛,获得的粉末再与1份桃胶、0.2份硫酸铵和100份水混合,然后采用柠檬酸调节pH=4-4.5,灭菌(115℃)处理后,制得发酵培养基。
进一步地,步骤S10b具体为:将保藏号为GDMCC 3.576的黑曲霉菌株接种于种子液培养基中,于31-33℃培养2-3d,制得种子液。
进一步地,按质量分数计,所述种子液培养基包含2%蔗糖、0.2%单宁、0.5%桃胶、1%纤维素粉、0.2%酵母膏、0.4%硫酸铵和95.7%水,并采用柠檬酸调节其pH=4。
进一步地,步骤S10c具体为:以发酵培养基的质量为基准,接种4%种子液至所述发酵培养基中,有氧条件下于32℃培养4-5d,然后升温至60℃维持30min,制得发酵物。
进一步地,按质量分数计,提取剂由0.4%甘氨酸钠、0.5%阿拉伯胶、0.2%羟丙基淀粉和0.04% PEG-40氢化蓖麻油和98.86%水组成。
常春藤皂苷元和部分黄酮(色原酮母核7’或4’位至少存在一个酚羟基的黄酮),能够溶于甘氨酸钠,阿拉伯胶、羟丙基淀粉可以提高体系在不同pH的配方体系中的稳定性。
其中,S20b中,按重量份计,水的添加量为80份;S20c中,按重量份计,提取剂的添加量为80份。
进一步地,步骤S20c中,搅拌条件为50℃搅拌30min。
另一方面,提供一种采用所述的植物发酵提取液的制备方法制得的植物发酵提取液,所述植物发酵提取液含有黄酮和常春藤皂苷元。
再一方面,提供一种采用所述的植物发酵提取液的制备方法制得的植物发酵提取液在抗衰类化妆品中的应用。
本发明的有益效果:本发明结合发酵和植物提取技术,制备含有羽衣草黄酮和常春藤皂苷元的植物提取液,具有清除自由基、增强皮肤细胞活力的功效。同时,产物中杂质少,适用于多数抗衰化妆品配方。植物发酵提取液的制备过程中没有用到有机溶剂,降低了成本,也减少了污染。
附图说明
图1是本发明所述的细胞活性氧清除试验结果示意图。
图2是本发明所述的成纤维细胞胶原蛋白试验结果示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如无具体说明,本发明的各种原料均可市售购得,或根据本技术领域的常规方法制备得到。
实施例1
实验室制备植物发酵提取液,具体如下:
S1、发酵预处理
S11、取 30g常春藤茎和20g羽衣草花粉碎,过20目筛,粉末再与5g桃胶,1g份硫酸铵,500g水混合,用柠檬酸调节pH=4,115℃高温灭菌15min,作为发酵培养基备用;
S12、配制种子液培养基,成分为2%蔗糖、0.2%单宁、0.5%桃胶、1%纤维素粉、0.2%酵母膏、0.4%硫酸铵、95.7%水(均为质量分数),柠檬酸调节pH为4,115℃高温灭菌15min,备用;
S13、保存在PDA斜面培养基的黑曲霉菌株GDMCC 3.576,用接种环接种到种子液培养基(由2%蔗糖、0.2%单宁、0.5%桃胶、1%纤维素粉、0.2%酵母膏、0.4%硫酸铵组成,并采用柠檬酸调节其pH=4),32℃、200rpm摇床震荡培养60h,作为种子液使用;
S14、接种22.2g种子液到发酵培养基中,32℃、180rpm震荡培养培养96h,从摇床中取出放入60℃水浴锅中,维持30min,结束发酵,获得发酵物。
S2、提取
S21、把S1获得的发酵物,4000g离心20min,弃上清,沉淀转移至烧杯中;
S22、向沉淀加入400g水,搅拌至沉淀完全分散,再次4000g离心20min,弃上清,沉淀转移至烧杯中;
S23、向沉淀加入400g的提取剂,加热至50℃搅拌30min,获得提取液,其中,提取剂为含0.4%甘氨酸钠、0.5%阿拉伯胶、0.2%羟丙基淀粉、0.04% PEG-40氢化蓖麻油的水溶液;
S24、提取液依次用滤纸过滤和0.22μm滤膜微滤,即得植物发酵提取液。
实施例2
中试植物发酵提取液,具体如下:
S1、发酵预处理
S11、12kg常春藤茎和8kg羽衣草花粉碎,过20目筛,粉末再与2kg桃胶,0.4kg份硫酸铵,200kg水混合,用柠檬酸调节pH=4,混合均匀,整体转入500L发酵罐中,115℃高温灭菌15min,备用;
S12、配制种子液培养基,成分为2%蔗糖、0.2%单宁、0.5%桃胶、1%纤维素粉、0.2%酵母膏、0.4%硫酸铵、95.7%水(均为质量分数),柠檬酸调节pH为4,转入20L发酵罐中,115℃高温灭菌15min,备用;
S13、保存在PDA斜面培养基的黑曲霉菌株GDMCC 3.576先转移到新的PDA平板培养基,待长出黑色孢子,用少量0.5%吐温-80水溶液冲洗平板,冲洗液接种到种子液培养基,32℃,180rpm,通气量1V/V·min,培养72h,作为种子液使用;
S14、接种8.9kg种子液到发酵培养基中,32℃,180rpm,通气量1 V/V·min,培养120h,发酵罐加热升温到60℃,维持30min,结束发酵,制得发酵物。
S2、提取
S21、把S1获得的发酵物,通过管式离心机(转速16000rpm)离心,收集沉淀转移至搅拌罐中;
S22、向沉淀加入160kg水,搅拌至沉淀完全分散,再次通过管式离心机(转速16000rpm)离心,收集沉淀转移至搅拌罐中;
S23、向沉淀加入160kg的提取剂,加热至50℃搅拌30min,获得提取液,其中,提取剂为含0.4%甘氨酸钠、0.5%阿拉伯胶、0.2%羟丙基淀粉、0.04% PEG-40氢化蓖麻油的水溶液;
S24、提取液依次用板框(400目滤布)过滤和100nm陶瓷膜微滤,即得植物发酵提取液。
对照例1
本对照例提供一种不进行发酵处理的植物提取液的制备方法,包括以下步骤:
①30g常春藤茎和20g羽衣草花粉碎,过20目筛;
②加入400g的提取剂,加热至50℃搅拌30min,获得提取液,其中,提取剂为含0.4%甘氨酸钠、0.5%阿拉伯胶、0.2%羟丙基淀粉、0.04% PEG-40氢化蓖麻油的水溶液。
③提取液依次用滤纸过滤和0.22μm滤膜微滤,即得提取液。
对照例2
本对照例的植物发酵提取液的制备方法中,发酵菌种改为黑曲霉菌株GDMCC 3.22(购自广东省微生物菌种保藏中心),其他与实施例1相同。
对照例3
本对照例的植物发酵提取液的制备方法中,用相同质量的常春藤叶替换常春藤茎,其他均与实施例1相同。
对照例4
本对照例的植物发酵提取液的制备方法中,用相同质量的羽衣草花替换常春藤茎,其他与实施例1相同。
对照例5
本对照例的植物发酵提取液的制备方法与实施例1基本相同,区别在于步骤S23中所使用的提取剂改成仅含0.4%甘氨酸钠的水溶液,其他不变。
对照例6
本对照例提供的植物提取液由市售羽衣草提取液和市售常春藤提取液2:3混合而得。
对照例7
本对照例的植物发酵提取液的制备方法与实施例1基本相同,区别在于将S11和S12中的桃胶成分替换成等量的可溶性淀粉。
成分分析
检测实施例1-2及对照例1-7中的黄酮、常春藤皂苷元、α常春藤皂苷及常春藤皂苷C的含量。其中,黄酮的检测方法参照文献《响应面试验优化超声辅助提取金银花叶黄酮工艺及其抗氧化活性》(罗磊等)。常春藤皂苷元、α常春藤皂苷、常春藤皂苷C的检测方法参照文献《常春藤药材HPLC指纹图谱及8种成分的含量测定方法》(刘家鑫等)和《HPLC法测定刺楸茎枝中常春藤皂苷元的含量》(倪晓霓&方缘源)。单宁的检测方法参照 NY/T 1600-2008《水果、蔬菜及其制品中单宁含量的测定》。检测结果见表1。
表1.成分检测表(单位mg/kg)
实施例1-2和对照例5进行了基本相同的发酵处理,产物中常春藤皂苷元含量远高于其他,说明发酵过程对于常春藤皂苷C、α-常春藤皂苷等衍生物进行了转化。对照例2由于使用不同菌株,其转化效率明显降低。对照例1未进行发酵,黄酮含量低于实施例1,说明发酵过程促进了植物成分释放;另一方面,实施例1-2的常春藤皂苷C、α-常春藤皂苷、单宁的含量远低于对照例1,这几个成分水溶性相对较好的水溶性,除了发酵过程的分解转化,提取过程中2次离心去上清处理也是导致含量降低的原因。对照例3使用了常春藤叶进行发酵,其常春藤皂苷元和黄酮含量低于实施例1,可能是常春藤叶含有抑制黑曲霉生长代谢的成分。对照例7采用了可溶性淀粉作为碳源,其对于常春藤皂苷的转化作用明显低于实施例1,可能是桃胶的多糖促进了黑曲霉产生相关代谢的酶。
酸碱稳定性测试
采用NaOH和稀盐酸调节实施例1及对照例5、6制得的样品的pH分别为8、7、6、5.5、5、4.5,观察各测试样品的变化,结果见表2。
表2.不同pH下的各样品的稳定性情况
其中,实施例在4.5到8的范围内不析出沉淀,多数面部护肤品的pH在4.5-7之间。对照例5仅使用甘氨酸钠成分作为提取剂,说明阿拉伯胶、羟丙基淀粉、氢化蓖麻油具有很好的体系稳定作用。
配方应用测试
采用以下2个配方测试各样品应用情况。
表3.配方1-胶原蛋白滋润精华液(pH约6.0)
制备方法:1、称取A相原料,搅拌分散均匀;2、加入B相,加热至40℃搅拌均匀;3、冷却30℃以下,依次加入C相,边加边搅拌。
表4.配方2-二裂酵母修护抗衰精华液(pH约5.3)
制备方法:称取A相原料,80~85℃均质,搅拌均匀;降温至50℃以下加入B相原料,边加边搅拌。
以上两个配方中,胶原蛋白、发酵产物类原料是抗衰护肤品常用的功效成分。观察各样品应用于各配方中的产品配伍稳定性,结果见表5。
表5.各样品在抗衰化妆品中的配伍稳定性
以上结果表明,实施例1-2的样品应用于上述抗衰化妆品中具有更好的配伍性。
功效测试
细胞活性氧清除试验:参照T/SHRH 032-2020《化妆品紧致抗皱-体外角质形成细胞活性氧(ROS)抑制测试方法》对实施例1-2及对照例1-2、4、6-7制得的样品进行细胞活性氧清除试验,各样品测试浓度均为2%。试验结果(图1)表明,在2%测试浓度下,与阴性对照相比,除对照例6外,其他均表现出显著差异,说明角质细胞清除ROS功效主要与黄酮物质相关,与单宁基本无关(注:测试中以紫外线作为外源性刺激诱导角质细胞内ROS含量升高,阴性对照只照射紫外线,阳性对照培养基添加0.05%维生素E)。
成纤维细胞胶原蛋白试验:参照T/SHRH 031-2020《化妆品紧致、抗皱功效测试-体外成纤维细胞Ⅰ型胶原蛋白含量测定》对实施例1-2及对照例1-2、4、6-7制得的样品进行成纤维细胞胶原蛋白试验,各样品测试浓度均为2%。试验结果(图2)表明,在2%测试浓度下,与阴性对照相比,只有实施例的胶原蛋白显著高于空白,表明常春藤皂苷元可能是促进胶原合成的主要因素(注:100 ng/mL TGF-β1作为阳性对照)。
综上,采用本发明的植物发酵提取液的制备方法制得的植物发酵提取液具有抗氧化作用,能促进胶原蛋白生成,并且杂质少、稳定性好,适合当下常见的抗衰类化妆品配方。
以上实施例仅用来说明本发明的详细方法,本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明白,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (4)
1.一种植物发酵提取液的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S10、以常春藤茎、羽衣草花为原料,进行以下发酵预处理:
S10a、按重量份取6份常春藤茎和4份羽衣草花粉碎,过20目筛,获得的粉末再与1份桃胶、0.2份硫酸铵和100份水混合,然后采用柠檬酸调节pH=4-4.5,灭菌处理后,制得发酵培养基;
S10b、将保藏号为GDMCC 3.576的黑曲霉菌株接种于种子液培养基中,于31-33℃培养2-3d,制得种子液,其中,按质量分数计,所述种子液培养基包含2%蔗糖、0.2%单宁、0.5%桃胶、1%纤维素粉、0.2%酵母膏、0.4%硫酸铵和95.7%水,并采用柠檬酸调节其pH=4;
S10c、以发酵培养基的质量为基准,接种4%种子液至所述发酵培养基中,有氧条件下于32℃培养4-5d,然后升温至60℃维持30min,制得发酵物;
S20、采用提取剂对发酵物进行提取,制得植物发酵提取液,具体为:
S20a、将发酵物进行离心处理,收集沉淀;
S20b、采用水对步骤S20a收集的沉淀重悬洗涤,再次离心,收集沉淀;
S20c、往步骤S20b收集的沉淀中加入提取剂后搅拌均匀,并依次进行过滤和微滤,收集透过液,即为植物发酵提取液;
其中,所述提取剂为含0.4%甘氨酸钠、0.5%阿拉伯胶、0.2%羟丙基淀粉和0.04% PEG-40氢化蓖麻油的水溶液。
2.根据权利要求1所述的植物发酵提取液的制备方法,其特征在于,步骤S20c中,搅拌条件为50℃搅拌30min。
3.一种采用权利要求1-2任一项所述的植物发酵提取液的制备方法制得的植物发酵提取液,其特征在于,所述植物发酵提取液含有黄酮和常春藤皂苷元。
4.一种采用权利要求1-2任一项所述的植物发酵提取液的制备方法制得的植物发酵提取液在制备抗衰化妆品中的应用。
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