一种紫外线诱导蓝藻产生天然防晒物质的方法及其应用

本发明涉及天然防晒物质生产，具体涉及一种紫外线诱导蓝藻产生天然防晒物质的方法及其应用。

背景技术：

1、随着人们对健康和美容的关注度不断提高，防晒已成为日常生活中的重要需求。紫外线(uv)辐射对皮肤具有多种危害，如导致晒伤、晒黑、皮肤过早老化(皱纹、松弛等)以及增加皮肤癌的发病风险。为了抵御紫外线的伤害，防晒产品得到了广泛的应用。

2、传统的防晒产品主要基于化学合成的防晒剂，例如二苯酮类、水杨酸酯类等。然而，这些化学合成防晒剂存在一些局限性。一方面，部分化学防晒剂可能会引起皮肤过敏反应，对皮肤较为敏感的人群不友好。另一方面，化学防晒剂在生产过程中可能会对环境造成一定的污染，并且在使用后随着雨水冲刷等进入自然环境，可能会对生态系统产生潜在的负面影响。

3、天然防晒物质具有来源天然、对皮肤刺激性小、环境友好等优点，但现有的天然来源防晒物质，如植物提取物，防晒效果有限，且提取复杂，产量难以满足需求。

4、蓝藻作为光合微生物，具有应对紫外线辐射的机制，可合成天然防晒物质，是极具潜力的天然防晒物质生产者。然而，如何有效诱导蓝藻大量生产天然防晒物质，在生产效率、产量控制及产品质量稳定性方面存在诸多挑战，难以满足商业化生产需求。

5、因此，本方案特提出一种紫外线诱导蓝藻产生天然防晒物质的方法及其应用，以解决上述问题。

技术实现思路

1、为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种紫外线诱导蓝藻产生天然防晒物质的方法及其应用。

2、为达到所述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种紫外线诱导蓝藻产生天然防晒物质的方法：

3、提供蓝藻培养体系：

4、所述蓝藻培养体系包含特定的培养基，所述培养基的成分以每升计包含：硝酸钠0.5-2.0克、磷酸二氢钾0.02-0.1克、硫酸镁0.05-0.2克、氯化钙0.01-0.05克、微量元素溶液1-5毫升，余量为水；所述微量元素溶液以每升计包含：硼酸0.5-2.0克、氯化锰0.05-0.3克、硫酸锌0.01-0.1克、钼酸钠0.005-0.02克、硫酸铜0.0005-0.002克、氯化钴0.0005-0.002克；

5、所述蓝藻菌种为荒漠念珠藻；

6、对所述蓝藻培养体系施加特定波长和强度的紫外线照射：

7、所述紫外线的波长为280-320nm；

8、所述紫外线的强度为5-20微瓦/平方厘米；

9、所述紫外线照射采用脉冲式照射，脉冲频率为1-5赫兹，每次脉冲持续时间为1-10秒，总照射时间为1-6小时；

10、在紫外线照射后，继续培养蓝藻，使其生产天然防晒物质：

11、继续培养的温度为25℃；

12、继续培养的ph值为7.5-9.0；

13、继续培养的时间为24-72小时。

14、优选地，所述蓝藻培养体系在进行紫外线照射前，处于对数生长期，其中，通过测定680nm处的光密度值(od680)来确定蓝藻的生长阶段，当od680达到0.3-0.8时判定为对数生长期；

15、在紫外线照射过程中，对蓝藻培养体系进行搅拌，搅拌速度为50-200转/分钟；

16、所述蓝藻培养体系在培养过程中采用光生物反应器，所述光生物反应器的光照强度为100-500微摩尔光子/平方米·秒，光暗周期为12小时:12小时。

17、优选地，所述天然防晒物质包含类菌孢素氨基酸(maas)，且maas的含量占天然防晒物质总重量的30％-70％；

18、所述天然防晒物质对紫外线的吸收波长范围为280-400nm，在310-360nm波长范围内的紫外线吸收系数为100-500l/(mol·cm)。

19、优选地，所述防晒产品的剂型为乳液，所述乳液包含以下成分：

20、天然防晒物质：5％-20％；

21、油相成分：10％-30％，所述油相成分包含橄榄油、角鲨烷中的一种或多种；

22、水相成分：40％-70％，所述水相成分包含去离子水、甘油、透明质酸钠中的一种或多种；

23、乳化剂：1％-5％，所述乳化剂为聚山梨醇酯-80、鲸蜡硬脂醇聚醚-20中的一种或多种；

24、防腐剂：0.1％-1％，所述防腐剂为苯氧乙醇、羟苯甲酯中的一种或多种。

25、优选地，所述防晒产品的防晒指数(spf)为15-50，对uva的防护系数(pfa)为5-20。

26、优选地，在化妆品和护肤品领域用于制备具有防晒功能的产品，在医药领域用于制备预防紫外线引起的皮肤疾病的药物。

27、优选地，在紫外线照射后，向蓝藻培养体系中添加诱导剂以进一步促进天然防晒物质的生产，所述诱导剂为蝶呤，添加量为0.01-0.1毫摩尔/升。

28、优选地，所述天然防晒物质在防晒产品中的添加量根据所需防晒指数进行调整，当制备spf为15-30的防晒产品时，添加量为5％-15％；当制备spf为30-50的防晒产品时，添加量为15％-20％

29、所述天然防晒物质还包含类胡萝卜素，类胡萝卜素的含量占天然防晒物质总重量的10％-30％，且所述类胡萝卜素对天然防晒物质的抗氧化性能有增强作用；

30、所述天然防晒物质经过提取和纯化处理，所述提取采用乙醇-水混合溶剂，乙醇与水的体积比为7:3，提取温度为40-60℃，提取时间为2-6小时；所述纯化采用硅胶柱层析法，洗脱剂为正己烷-乙酸乙酯混合溶剂，正己烷与乙酸乙酯的体积比为5:1。

31、优选地，所述防晒产品还包含抗氧化剂，所述抗氧化剂为维生素c、维生素e中的一种或多种，抗氧化剂的含量为0.5％-3％，用于增强防晒产品的稳定性和抗氧化能力；

32、所述防晒产品具有防水性能，通过添加成膜剂实现，所述成膜剂为聚乙烯吡咯烷酮，添加量为1％-3％。

33、本发明的有益效果体现在：

34、紫外线诱导蓝藻生产天然防晒物质的方法：

35、提供了一种可持续、环保的生产天然防晒物质的方法，利用蓝藻作为原料，减少了对化学合成防晒剂的依赖，降低了对环境的潜在危害。

36、通过特定的培养基成分和紫外线照射条件，能够有效地诱导蓝藻产生天然防晒物质，提高了生产效率和产量。

37、脉冲式紫外线照射和特定的波长、强度设置，既能刺激蓝藻合成防晒物质，又能减少对蓝藻细胞的过度损伤，保证了蓝藻的生长和代谢。

38、对蓝藻培养体系的生长阶段进行控制，确保在对数生长期进行紫外线照射，提高了天然防晒物质的生产效果。

39、搅拌操作有助于均匀接受紫外线照射，提高反应的一致性。

40、采用光生物反应器，提供了适宜的光照条件，有利于蓝藻的生长和天然防晒物质的合成。

41、添加诱导剂蝶呤，进一步促进了天然防晒物质的生产，提高了产量。

42、天然防晒物质：

43、包含类菌孢素氨基酸(maas)和类胡萝卜素，具有良好的紫外线吸收性能，能够有效防护紫外线对皮肤的伤害。

44、maas的含量较高，占天然防晒物质总重量的30％-70％，确保了产品的防晒效果。

45、对紫外线的吸收波长范围为280-400nm，特别是在310-360nm波长范围内有较高的紫外线吸收系数，提供了广谱的紫外线防护。

46、类胡萝卜素的存在增强了天然防晒物质的抗氧化性能，有助于保护皮肤免受自由基的损伤。

47、经过提取和纯化处理，提高了天然防晒物质的纯度和质量，减少了杂质对皮肤的潜在刺激。

48、包含天然防晒物质的防晒产品：

49、以天然防晒物质为主要成分，减少了对皮肤的刺激性，提高了产品的安全性。

50、防晒产品的剂型为乳液，具有良好的涂抹性和肤感，容易被皮肤吸收。

51、配方中包含的油相成分、水相成分、乳化剂和防腐剂等，能够使产品具有良好的稳定性和保湿性。

52、天然防晒物质的添加量根据所需防晒指数进行调整，能够满足不同消费者对防晒效果的需求。

53、防晒产品的防晒指数(spf)为15-50，对uva的防护系数(pfa)为5-20，提供了有效的紫外线防护，降低了皮肤晒伤和晒黑的风险。

54、添加抗氧化剂，增强了防晒产品的稳定性和抗氧化能力，有助于保护皮肤免受氧化损伤。

55、成膜剂的添加使防晒产品具有防水性能，延长了防晒效果的持续时间，适合在户外活动和出汗等情况下使用。

56、应用领域：

57、在化妆品和护肤品领域，该天然防晒物质的生产方法和防晒产品为消费者提供了更加安全、有效的防晒选择，有助于满足市场对天然、环保化妆品的需求。

58、在医药领域，天然防晒物质可用于制备预防紫外线引起的皮肤疾病的药物，为皮肤健康提供了新的治疗途径和预防手段，对于降低皮肤疾病的发生率具有重要意义。

59、总的来说，本发明的紫外线诱导蓝藻生产天然防晒物质的方法及其应用，不仅为防晒产品的生产提供了一种新的、可持续的途径，而且生产出的天然防晒物质和防晒产品具有良好的性能和安全性，在化妆品、护肤品和医药领域都具有广泛的应用前景和重要的社会意义。这种方法有助于推动行业的可持续发展，保护消费者的皮肤健康，同时也为环境保护做出了积极的贡献。