一种发酵桦树汁的制备方法及其应用与流程

1.本发明涉及植物提取物开发技术领域，尤其涉及一种发酵桦树汁的制备方法及其应用。


背景技术：

2.桦树汁为采集桦木科（betulaceae）桦木属（betula）植物的新鲜汁液，含有丰富的营养成分和生物活性物质，有较高的营养价值和医疗保健作用。
3.随着社会经济的发展和生活质量的提高，人们的消费观念也在逐渐改变。随着化妆品行业的快速发展，人们对绿色、安全和健康化妆品的需求日渐增长，因此，开发功效明显、安全高效的化妆品具有广阔的市场前景。从天然原料中提取有效成分应用于化妆品曾经一度成为研究热点，天然原料虽然来源丰富，但是其生长周期较长，有效成分含量低，甚至具有毒副作用等，使得该方法的开发应用受到了限制。随着现代生物技术的发展，利用发酵技术富集原料中的保湿、抗氧化、抗衰老、抗炎修护等活性功效成分，同时降低原料的毒副作用，改善化妆品的功效性和安全性，已经成为化妆品领域新的研发方向。
4.目前化妆品领域中发酵桦树汁的相关研究仍处于空白状态。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种发酵桦树汁的制备方法及其应用，以解决天然桦树汁性能有限的问题。
6.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：本发明提供了一种发酵桦树汁的制备方法，包括以下步骤：将复合菌剂接种至桦树汁中，进行发酵，得到发酵桦树汁；所述复合菌剂包含米曲霉和植物乳杆菌。
7.优选的，所述米曲霉和植物乳杆菌的菌液体积比为1:1.5~2.5。
8.优选的，所述米曲霉的孢子浓度为5
×
105~5
×
106cfu/ml；所述植物乳杆菌的活菌浓度为5
×
105~5
×
106cfu/ml。
9.优选的，所述复合菌剂与桦树汁的体积比为1:80~120。
10.优选的，所述发酵的温度为28~32℃。
11.优选的，所述发酵伴随搅拌，所述搅拌的转速为80~120rpm。
12.优选的，所述发酵的时间为2~4天。
13.本发明还提供了通过上述制备方法制备得到的发酵桦树汁。
14.本发明还提供了上述发酵桦树汁在制备保湿和/或修护产品中的应用。
15.优选的，所述发酵桦树汁在保湿和/或修护产品中的添加重量比为2~20%。
16.本发明的技术效果和优点：本发明采用米曲霉和植物乳杆菌的复配菌剂对桦树汁进行发酵能够使发酵桦树汁的保湿性能和修护性能显著提升，该发酵桦树汁的抗炎性显著优于未经发酵的桦树汁原
液，在修护类的化妆品中具有良好的应用前景。通过该发酵桦树汁制备得到的面膜能够实现长效保湿，该面膜产品经受试者使用后4h皮肤仍处于水分充分的水平。
具体实施方式
17.本发明提供了一种发酵桦树汁的制备方法，包括以下步骤：将复合菌剂接种至桦树汁中，进行发酵，得到发酵桦树汁；所述复合菌剂包含米曲霉和植物乳杆菌；在本发明中，所述复合菌剂优选为液体制剂，所述米曲霉和植物乳杆菌的菌液体积比优选为1:1.5~2.5，进一步优选为1:1.8~2.2，所述米曲霉的孢子浓度优选为5
×
105~5
×
106cfu/ml，进一步优选为8
×
105~2
×
106cfu/ml，所述植物乳杆菌的活菌浓度优选为5
×
105~5
×
106cfu/ml，进一步优选为8
×
105~2
×
106cfu/ml；本发明所述复合菌剂与桦树汁的体积比优选为1:80~120，进一步优选为1:90~110；本发明所述发酵的温度优选为28~32℃，进一步优选为29~31℃，所述发酵伴随搅拌，所述搅拌的转速为80~120rpm，进一步优选为90~110rpm，所述发酵优选在发酵罐中进行，所述发酵的时间优选为2~4天，进一步优选为2.5~3.5天。
18.本发明还提供了通过上述制备方法制备得到的发酵桦树汁。所述发酵桦树汁优选为清透微黄略粘稠的液体，带有清香气味，如呈现浑浊、颜色异常或出现异味则说明发酵失败，为变质产品。
19.本发明还提供了上述发酵桦树汁在制备保湿和/或修护产品中的应用，所述保湿和/或修护产品优选为化妆品或日化用品，应用方式为外用；所述保湿和/或修护产品的剂型优选为化妆水、乳液、膏霜、面膜、精华、凝胶等，所述发酵桦树汁在保湿和/或修护产品中的添加重量比优选为2~20%，进一步优选为5~15%；在本发明中，所述保湿和/或修护产品还包括化妆品所能够接受的辅料，所述辅料包括保湿剂、乳化剂、增稠剂、皮肤调理剂、ph调节剂、防腐剂和水等；所述乳化剂优选为月桂酰谷氨酸钠、月桂酰胺丙基甜菜碱、肉豆蔻酸异丙酯或椰油基葡糖苷；所述保湿剂优选为透明质酸钠、甘油、丙二醇、丁二醇、双丙甘醇、山梨醇、肌醇、β-葡聚糖或海藻糖；所述增稠剂优选为edta二钠、卡波姆、黄原胶、丙烯酰二甲基牛磺酸铵/vp共聚物或聚丙烯酸钠接枝淀粉；所述皮肤调理剂优选为辛酰羟肟酸、尿囊素、神经酰胺、烟酰胺、维生素c衍生物、熊果苷、传明酸、酵母/水解酵母；所述ph调节剂优选为精氨酸、柠檬酸钠、柠檬酸、磷酸、酒石酸、磷酸二氢钠、三乙醇胺，所述防腐剂优选为羟苯甲酯、羟苯丁酯、羟苯乙酯、羟苯异丁酯、羟苯丙酯、山梨酸钾、苯甲酸钠，不影响本发明发酵桦树汁的功效即可。
20.下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
21.以下桦树汁采用北京嘉桦生物技术有限公司生产的嘉桦白桦树汁。
22.保加利亚乳杆菌（cctcc hb 20082817）、酵母菌（cctcc ny 20083094）、米曲霉（cctcc nf 20082211）和植物乳杆菌（cctcc lb 2008168）均购自中国典型培养物保藏中心，非特殊菌种。
实施例1
23.将1ml米曲霉菌液（106cfu/ml）、2ml植物乳杆菌菌液（106cfu/ml）接种到300ml桦树汁中（接菌量1%），温度30℃、在发酵罐中以100rpm的转速发酵3天，得到发酵桦树汁原液。
实施例2
24.将1ml米曲霉菌液（5
×
106cfu/ml）、2.5ml植物乳杆菌菌液（5
×
106cfu/ml）接种到700ml桦树汁中，温度28℃、在发酵罐中以80rpm的转速发酵4天，得到发酵桦树汁原液。
实施例3
25.将1ml米曲霉菌液（5
×
105cfu/ml）、1.5ml植物乳杆菌菌液（5
×
105cfu/ml）接种到150ml桦树汁中，温度32℃、在发酵罐中以120rpm的转速发酵2天，得到发酵桦树汁原液。
实施例4
26.配制面膜液，按重量百分比计：10%实施例1制得的发酵桦树汁原液、0.1%edta二钠、0.1%黄原胶、余量为水。
27.将无纺布面膜纸浸于面膜液中，封装入袋，巴氏灭菌30min即得发酵桦树汁面膜成品。
对比例1
28.将3ml米曲霉菌液（106cfu/ml）接种到300ml桦树汁中（接菌量1%），温度30℃、在发酵罐中以100rpm的转速发酵3天，得到发酵桦树汁原液。
对比例2
29.将3ml植物乳杆菌菌液（106cfu/ml）接种到300ml桦树汁中（接菌量1%），温度30℃、在发酵罐中以100rpm的转速发酵3天，得到发酵桦树汁原液。
对比例3
30.将3ml酵母菌菌液（106cfu/ml）接种到300ml桦树汁中（接菌量1%），温度30℃、在发酵罐中以100rpm的转速发酵3天，得到发酵桦树汁原液。
对比例4
31.将1ml米曲霉菌液（106cfu/ml）、2ml保加利亚乳杆菌菌液（106cfu/ml）接种到300ml桦树汁中（接菌量1%），温度30℃、在发酵罐中以100rpm的转速发酵3天，得到发酵桦树汁原液。
对比例5
32.与实施例4仅有以下区别：将发酵桦树汁原液替换为未经发酵处理的桦树汁。
对比例6
33.与实施例4仅有以下区别：发酵桦树汁原液由对比例1制得。
对比例7
34.与实施例4仅有以下区别：发酵桦树汁原液由对比例2制得。
对比例8
35.与实施例4仅有以下区别：发酵桦树汁原液由对比例3制得。
对比例9
36.与实施例4仅有以下区别：发酵桦树汁原液由对比例4制得。
实验例1 保湿性能测试
37.分别采用实施例4、对比例5~9的方案制备桦树汁面膜，得到面膜样品a、b、c、d、e、f，进行保湿性能实验。
38.选取年龄在25~35间的健康皮肤志愿者30名，实验前24h内不使用任何护肤品，且进入测试环境休息4h后进行实验，志愿者面部清洁后分别使用面膜样品a、b、c、d、e、f，15min后取下，擦除多余面膜液，用皮肤水份测试仪（德国corneometer cm825）测定使用后0h、0.5h、1h、2h、3h、4h后以及使用面膜前额头和脸颊的水分含量，在同一区域内选取不同点测定4次，取均值记为皮肤水分含量mvv值。每种面膜样品分别由5名志愿者试用，每个时间点的测定结果由5次平行实验取均值，避免个人肤质水平造成的影响。
39.mvv值的普通评判标准：mvv值《35记为皮肤干燥；mvv值处于35~50记为皮肤水分中等；mvv值》50皮肤水分充分。
40.测定结果如下表1所示：表1 保湿性能测试结果
41.对保湿性能测试结果进行分析可知，采用米曲霉和植物乳杆菌的复配菌剂对桦树汁进行发酵得到的发酵桦树汁面膜具有最优良的保湿性能，原因可能是此种复配菌剂能够
将桦树汁中的有效成分分解为小分子活性成分，能在短时间内渗透到皮肤的真皮层，发挥保湿修护功效，同时稳定性较高，维持功效的时间更久。该面膜产品经受试者使用后4h皮肤仍处于水分充分水平，而其余实验组的皮肤水分含量mvv值降低幅度较大，在面膜使用2h后基本均降至中等水平，保湿时效较短。说明本发明提供的米曲霉-植物乳杆菌复配发酵桦树汁面膜的保湿功效要优于菌种单独发酵实验组、未经发酵处理的桦树汁实验组、采用酵母菌作为发酵菌种的实验组以及米曲霉-保加利亚乳杆菌复配发酵桦树汁面膜的实验组。
实验例2 修护性能测试
42.采用叉菜胶致炎模型评价抗炎性能，采用实施例1、对比例1~4制备得到的发酵桦树汁原液以及未经发酵的桦树汁原液作为样品。
43.雄性大鼠（购自杰思捷实验动物有限公司）35只，随机分为7组：米曲霉+植物乳杆菌组、米曲霉组、植物乳杆菌组、酵母菌组、米曲霉+保加利亚乳杆菌组、桦树汁原液组和生理盐水组。
44.各组采用灌胃给药法分别将对应样品或生理盐水给药，给药剂量为15ml/kg，每天1次，连续给药5天，第五天给药1h后采用毛细管放大测量法进行基础容积的测量，然后对所有大鼠的右后足足跖部位皮下注射1%角叉菜胶（sigma，0.1ml/只），注射后再测量致炎后4h大鼠的右后足足容积，记录各组均值，计算肿胀率（%）=（致炎后容积-基础容积）/基础容积
×
100%，结果如表2所示：表2 致炎后不同时间大鼠足跖肿胀情况
45.对抗炎性能测试结果进行分析可知，采用米曲霉和植物乳杆菌的复配菌剂对桦树汁进行发酵能够使发酵桦树汁的抗炎性能显著提升，肿胀率降至13.10%，显著低于对照组（38.51%）以及未经发酵的桦树汁原液组（25.93%），显示出优越性能，在修护类的化妆品中具有良好的应用前景。通过不同菌种的实验组比较可知，采用不同菌种对桦树汁发酵的效果差异显著，其中米曲霉和植物乳杆菌的单一菌种发酵实验组、酵母菌发酵实验组和米曲霉-保加利亚乳杆菌复配发酵实验组并没有提升桦树汁在抗炎方面的功效，可能是桦树汁中的某些抗炎成分在发酵过程中被部分降解、或是产生了与抗炎成分拮抗的物质，原理有待进一步探究。
46.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应
视为本发明的保护范围。