具有保湿功效的发酵米糠脂质提取物及其制备方法与应用

    技术2024-12-04  21


    本发明涉及功能性发酵米糠脂质提取物,具体涉及一种酵母和乳酸菌共发酵从米糠中制备富含神经酰胺的脂质提取物及其制备方法与应用,发酵米糠脂质提取物主要应用于皮肤保湿;属于发酵工程。


    背景技术:

    1、皮肤结构和功能的衰退是由多种因素共同作用造成的,主要包括:生理衰老、环境损伤和护理不当等。随着年龄的增长,老化的皮肤脂质分泌减少,角质细胞增殖能力降低,屏障功能减弱,皮肤持水能力减弱。而且不适宜的环境温度、湿度、紫外线都有可能对皮肤造成损伤从而使皮肤干燥。除此之外,错误的皮肤护理方法也可能造成皮肤干燥敏感,使皮肤脂质分泌降低,导致皮肤屏障受损。目前常见的保湿剂主要有多元醇类,多糖类等,虽然它们水溶性、吸湿性、亲肤性都较好,但长期保湿补水效果较差,而且容易受环境湿度影响。所以开发一种安全、有效可用于护肤保湿的功能性成分是十分必要的。

    2、人体皮肤可以描述为“砖墙灰浆”结构,“砖墙”主要代表角质形成细胞,“灰浆”则指细胞间隙中脂质,其中50%为神经酰胺,还有一小部分为胆固醇和脂肪酸。“砖墙”与“灰浆”可以使表皮形成牢固结构,从而限制细胞内外水分流失,以维持细胞的屏障功能。它们所构建的屏障不仅是物理屏障,还是免疫屏障、化学屏障、微生物和色素屏障,在减少皮肤水分流失的同时,还可以维持酸碱度稳态,抵御化学物质渗透,并维持皮肤微生物组成稳定,还可以通过色素沉着达到对皮肤的光防护效果。所以功能活性脂质成分应用于护肤品中不但可以提高皮肤持水力,还可以改善皮肤屏障功能。其中神经酰胺是细胞间含量最多的脂质,是天然的保湿因子,而且外源神经酰胺可以用作化妆品补充剂。神经酰胺主要来源于人工合成、动物和植物提取以及微生物发酵法,其中植物来源的具有更高的安全性,而且成本更低。已有关于植物来源神经酰胺的研究,中国发明专利申请202210385862.5和中国发明专利201610350666.9分别公开了采用不同酶解和提取方法以实现对米糠中神经酰胺的高效提取和纯化。中国发明专利202210385862.5需要通过酶解处理、石油醚萃取等繁琐步骤,而且有机试剂存在安全问题。中国发明专利201610350666.9需要经过酶解、微波逆流提取、浓缩、有机溶剂萃取分离、硅胶层析吸附分离和浓缩干燥,其所用的酶解时间较长,所用有机溶剂为乙酸乙酯,具有挥发性,且安全性较低。

    3、研究表明,微生物发酵法是近年来较常用的神经酰胺制备方法,通常应用毕赤酵母、酿酒酵母等在一定环境下发酵得到四乙酰植物鞘氨醇(taps)再对其去乙酰化得到植物鞘氨醇,然后加入脂肪酸合成神经酰胺等物质。如中国发明专利申请201910248114.0公开了一种酵母菌发酵法提取、制备米糠和板栗神经酰胺的方法。该方法将米糠和板栗壳烘干、除杂、粉碎,过筛,得原料基体,制备发酵培养基,接种酵母菌,均质破壁,分离、过滤、脱色,将滤液经过连续色谱选择分离得到神经酰胺;酵母菌本身可以通过发酵产生神经酰胺的前体物质,利于原料中神经酰胺的获取,但该技术需要提供专门制备的发酵培养基,还需均质破壁、匀浆等复杂环节。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种具有保湿功效的发酵米糠脂质提取物的制备方法,该发酵米糠脂质提取物富含多种活性脂质成分,具有较强的体外和细胞保湿活性,提取物的体外保湿率可达70~80%,吸湿率达12%以上,可以将干燥损伤细胞存活率提高25~35%,还具有较好的体外抗氧化功能,其中dpph自由基清除率的ic50值为18~25μg/ml,abts自由基清除率为8~10μg/ml。

    2、本发明的另一目的在于提供所述的具有保湿功效的发酵米糠脂质提取物在制备天然提取保湿剂中的应用。

    3、为达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:

    4、1.一种具有保湿功效的发酵米糠脂质提取物的制备方法,其特征在于包含如下步骤:

    5、(1)将菌株在培养基中接种培养,制备种子液;将米糠灭菌后,加入米糠重量3~5倍的无菌水,然后接种乳酸菌和酵母菌种子液进行发酵;所述乳酸菌为干酪乳杆菌(lacticaseibacillus casei)m8,保藏号为gdmcc no:64441;所述酵母为如下三种中的一种:阿米塞毕赤酵母(pichia amenthionina)y,保藏号为cgmcc no:10183;马克斯克鲁维酵母(kluyveromyces marxianus)sp-1,保藏号为gdmcc no:64440;嗜酒假丝酵母(candidaethanolica)atw1,保藏号为gdmcc no:61360;

    6、(2)将步骤(1)所得发酵体系加入乙醇超声辅助提取;

    7、(3)将步骤(2)所得混合物抽滤,旋蒸,冷冻干燥,得发酵米糠脂质提取物。

    8、为进一步实现本发明目的,优选地,步骤(1)中,所述的发酵的温度为30~37℃,发酵的时间为5~7d。

    9、优选地,步骤(1)中,所述的酵母菌和乳酸菌的接种量均为米糠和水混合物总体积的1~5%。

    10、优选地,据权利要求1所述的一种具有保湿功效的发酵米糠脂质提取物的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述的乙醇的体积浓度为90~95%乙醇;分别以g和ml作为质量和体积单位,米糠混合物与乙醇料液比为1:4~6;所述的超声辅助提取的温度为45~55℃,时间为40~50min。

    11、优选地,步骤(3)中,所述的抽滤采用循环水式多用真空泵,温度为25~30℃,时间为5~15min。

    12、优选地,步骤(3)中,所述的旋蒸的温度为30~45℃。

    13、优选地,步骤(1)中,所述的米糠为可食用米糠。

    14、一种具有保湿功效的发酵米糠脂质提取物,由上述的制备方法制得;所述的发酵米糠脂质提取物的体外保湿率达70~80%,吸湿率达12%以上。

    15、所述的具有保湿功效的发酵米糠脂质提取物在制备天然保湿、抗炎护肤品中的应用。

    16、与现有技术相比,本发明具有如下优点:

    17、1)本发明应用阿米塞毕赤酵母(pichia amenthionina)y或马克斯克鲁维酵母(kluyveromyces marxianus)sp-1或嗜酒假丝酵母(candida ethanolica)atw1与干酪乳杆菌(lacticaseibacillus casei)m8共同发酵,本发明使用的酵母菌含有神经酰胺的前体物质,鞘氨醇,有利于神经酰胺的合成。

    18、2)本发明的sp-1、y和atw1都具有较强的脂肪酶活性,脂质代谢能力更强,使提取物中含有丰富的脂质成分,其中胆固醇和神经酰胺还是细胞间脂质的主要成分,可以与细胞表面蛋白通过酯键连接起到粘合细胞作用,并与水分子共价结合,同时发挥细胞屏障和保湿作用;而且丰富的脂类成分可以起到很好的保湿和锁水作用,而且效果更加稳定持久。

    19、3)本发明得到的脂质提取物具有体外保湿和吸湿性,能够通过显著提高细胞存活率来保护和修复干燥损伤hacat细胞,并促进与保湿相关蛋白mrna的表达量,此外还具有很强的体外抗氧化活性。

    20、4)本发明使用的乳酸菌m8可以分别利用葡萄糖、纤维二糖、淀粉和羧甲基纤维素作为唯一碳源,无需在米糠中添加额外碳源或其他营养物质,本发明无需匀浆、破壁等繁琐步骤,更加安全、高效。

    21、5)本发明提取物通过乙醇提取,不使用其它有机试剂,提取物的安全性更高。

    22、6)本发明原料为米糠,来源丰富,而且有利于提高这类难以利用副产物的生物利用率,提取工艺简单,操作方便,处理成本低,具有良好的产业化前景。

    23、7)本发明所用的原料米糠属于植物来源成分,具有高效的同时,还具有安全、绿色、健康和环保等优点,有利于作为保湿成分在护肤品和化妆品中应用。

    24、8)现有技术需要额外制备发酵培养基,还需破壁、匀浆等复杂环节,本发明无需制备发酵培养基,且无需在米糠中添加额外碳源或其他营养物质,而且本发明在发酵时接种乳酸菌,通过其产生的纤维素酶、淀粉酶等水解米糠细胞壁,更加方便、安全。

    25、9)本发明不仅可以获得较多的神经酰胺,还可以获得丰富的脂肪酸、甘油磷脂、固醇脂,这些都是细胞间脂质的主要成分,具有保湿功效,本发明还获得了羟基脂肪酸、酰基肉碱等具有功能活性的脂质,可以更好地促进样品的护肤效果。


    技术特征:

    1.一种具有保湿功效的发酵米糠脂质提取物的制备方法,其特征在于包含如下步骤:

    2.根据权利要求1所述的一种具有保湿功效的发酵米糠脂质提取物的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的发酵的温度为30~37℃,发酵的时间为5~7d。

    3.根据专利要求1所述的一种具有保湿功效的发酵米糠脂质提取物的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的酵母菌和乳酸菌的接种量均为米糠和水混合物总体积的1~5%。

    4.根据权利要求1所述的一种具有保湿功效的发酵米糠脂质提取物的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的灭菌的温度为115~121℃,灭菌的时间为15~30min。

    5.根据权利要求1所述的一种具有保湿功效的发酵米糠脂质提取物的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述的乙醇的体积浓度为90~95%乙醇;分别以g和ml作为质量和体积单位,米糠混合物与乙醇料液比为1:4~6;所述的超声辅助提取的温度为45~55℃,时间为40~50min。

    6.根据权利要求1所述的一种具有保湿功效的发酵米糠脂质提取物的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述的抽滤采用循环水式多用真空泵,温度为25~30℃,时间为5~15min。

    7.根据权利要求1所述的一种具有保湿功效的发酵米糠脂质提取物的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述的旋蒸的温度为30~45℃。

    8.根据权利要求1所述的一种具有保湿功效的发酵米糠脂质提取物的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的米糠为可食用米糠。

    9.一种具有保湿功效的发酵米糠脂质提取物,其特征在于其由权利要求1-8任一项所述的制备方法制得;所述的发酵米糠脂质提取物的体外保湿率达70~80%,吸湿率达12%以上。

    10.权利要求9所述的具有保湿功效的发酵米糠脂质提取物在制备天然保湿、抗炎护肤品中的应用。


    技术总结
    本发明公开了具有保湿功效的发酵米糠脂质提取物及其制备方法与应用;该制备方法包括以下步骤:将米糠灭菌后,加入米糠重量3~5倍的无菌水,然后接种乳酸菌和酵母菌种子液进行发酵;乳酸菌为干酪乳杆菌;酵母为:阿米塞毕赤酵母、马克斯克鲁维酵母、嗜酒假丝酵母中的一种;将所得发酵体系加入乙醇超声辅助提取;将所得混合物抽滤,旋蒸,冷冻干燥,得发酵米糠脂质提取物。本发明方法发酵后产物中脂肪酰和甘油脂含量显著下降,甘油磷脂和鞘脂得到富集,尤其是神经酰胺在酵母和乳酸菌共同发酵样品中含量明显增加。发酵米糠脂质提取物样品具有较高的体外清除自由基和螯合三价铁能力,在促进HaCaT细胞增殖的同时还具有优异的保湿活性。

    技术研发人员:李理,张一铭
    受保护的技术使用者:华南理工大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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