一种促进头皮健康的微生物转化人参发酵液及其制备方法与应用与流程

本发明涉及生物发酵领域，具体涉及一种促进头皮健康的微生物转化人参发酵液及其制备方法与应用。

背景技术：

1、人参（p. ginseng c. a.meyer）为五加科多年生草本植物，也是中国传统中药材，具有许多生物活性成分，如人参皂苷、人参多糖、黄酮等，人参活性成分不仅可以应用于医学和保健品领域，在化妆品领域的应用也日益增多，尤其在防脱生发方面，不仅能促进头发生长、防止头发脱落，还具有抗氧化、抗炎及营养头发等功效，能帮助保持头发的健康和美丽。目前对人参的发酵利用多集中在根须部分，对人参其他部分的研究极为匮乏。但近年来，随着人参出口需求的不断加大，导致人参资源的利用问题进一步凸显。据统计，每年我国人参茎叶总产量可达人参产量的40%~48%，且近年来产量逐年增加，而其市场价格却只有人参根须的约1/50。研究发现，人参茎叶含有与根相似的活性成分，且人参叶中皂苷含量为7.6%~12.6%，是根部人参皂苷含量的3倍，如何更好地开发利用成为亟待解决的难题。

2、而利用益生菌发酵转化人参中的皂苷类成分，具有转化特异性强、产率高等特点，已经成为提高人参产品生物活性的重要途径之一。乳酸菌是被广泛应用的益生菌，发酵乳杆菌更是cfda认可的可用于食品生产的乳酸菌，具有较高的安全性，用其转化人参皂苷不需要另外添加可能产生危害的化学试剂，对环境没有污染。除此之外，乳酸菌能够产生β-葡萄糖苷酶，β-葡萄糖苷酶能够水解人参皂苷的β-葡萄糖苷，将原有皂苷转化为活性更高、功能更强稀有皂苷，提高发酵液中稀有皂苷的含量，增强人参提取液的生理功能；用发酵乳杆菌发酵人参还可以提高人参的生物利用度，增强代谢产物的功效等优势。但前期研究中发现适用于人参根须的发酵体系运用于人参茎叶时却无法产生良好的发酵效果。

3、目前，人参非药用部位的资源还未得到充分利用，同时用乳杆菌发酵人参的生物利用率较低，不利于人参发酵液更广泛、有效的应用。

技术实现思路

1、为了充分利用人参资源，本发明利用乳杆菌来发酵人参茎叶提取物，筛选出其中两种菌株进行复配发酵，以抗氧化为指标优化发酵工艺，以此来提高人参发酵液中稀有人参皂苷以及多糖等活性物质含量，从而提高其抗氧化、防脱发等应用功效。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、提供一种促进头皮健康的微生物转化人参发酵液的制备方法，制备人参发酵液所用的复配菌是以嗜酸乳杆菌和植物乳杆菌1.140的体积比1：1进行复配。

4、作为本发明制备方法的一种优选方案，所述制备方法包括如下步骤：

5、a. 制备人参培养基：取人参茎叶提取粉末，加入蒸馏水混匀得到所述人参培养基；

6、b. 制备发酵基质：用去离子水配制葡萄糖溶液以及胰蛋白胨溶液，备用；

7、c. 制备人参发酵液：

8、c1）取所述复配菌进行活化得到复配菌菌液，离心得到沉淀，清洗并稀释所述沉淀，得到种子液；

9、c2）步骤a所述人参培养基进行灭菌，得到灭菌后人参培养基，将所述种子液接入所述灭菌后人参培养基中，添加所述发酵基质，得到溶液a，在细菌培养箱静置，进行发酵；

10、c3）所述发酵后进行离心，收集上清液，即得所述人参发酵液。

11、作为本发明制备方法的一种优选方案，所述发酵的时间包括35.5小时，所述发酵的温度包括28.2℃，所述种子液接入所述灭菌后人参培养基的接种量包括2.5%。

12、进一步地，步骤a中所述人参茎叶提取粉末和所述蒸馏水的质量液料比为6:1；步骤b中所述葡萄糖溶液、所述胰蛋白胨溶液的浓度均为0.5g/ml；步骤c1中所述稀释的倍数为10倍，所述清洗并稀释的溶剂包括生理盐水、pbs缓冲液中的一种或多种，所述复配菌菌液和所述清洗的溶剂的体积比为1:1；步骤c2中所述溶液a含有1%葡萄糖、1%胰蛋白胨及16.7%所述人参茎叶提取粉末；步骤c1和步骤c3中所述离心的速度为10000rmp，所述离心的时间为10min。

13、作为本发明制备方法的一种优选方案，步骤c1中所述活化的步骤如下：分别取于-80 ℃保藏的所述嗜酸乳杆菌、所述植物乳杆菌1.140的甘油种，在37℃下解冻；将解冻后的所述嗜酸乳杆菌、所述植物乳杆菌1.140各按1%的接种量接入mrs肉汤液体培养基中；在30℃细菌培养箱中静置培养36 h；传代两次，得到所述复配菌菌液，备用。

14、作为本发明制备方法的一种优选方案，所述人参茎叶提取粉末从人参茎叶获得。

15、进一步地，所述人参茎叶提取粉末的制备步骤如下：

16、a. 粉碎所述人参茎叶，获得人参茎叶粉碎物；

17、b. 将所述人参茎叶粉碎物进行两次超声提取，获得总超声提取液；

18、c. 将所述总超声提取液用旋转蒸发仪浓缩后，进行水浴蒸干，获得粗提物；

19、d. 用蒸馏水溶解所述粗提物，获得粗提溶液；

20、e. 取所述粗提溶液用石油醚静置萃取后分液，重复三次，合并三次的下相萃取液作为萃取液a；

21、f. 取所述萃取液a用乙酸乙酯静置萃取后分液，重复三次，得到乙酸乙酯萃取三次后的下相作为萃取液b；

22、g. 取所述萃取液b与水饱和正丁醇加入锥形瓶中，摇床过夜，静置萃取后分液，重复三次，得到正丁醇萃取三次后的上相作为萃取液c；

23、h. 将所述萃取液c用旋转蒸发仪浓缩后，进行水浴蒸干，获得人参茎叶提取物；

24、i. 用蒸馏水溶解所述人参茎叶提取物，获得人参茎叶提取溶液；

25、j. 取所述人参茎叶提取溶液进行冻干，即得人参茎叶提取粉末。

26、进一步地，所述人参茎叶提取粉末的制备步骤如下：

27、a. 将人参茎叶洗净后于40°c烘箱干燥12 h，将烘干的人参茎叶用多功能粉碎机打成粉后过80目筛，得到人参茎叶粉碎物；

28、b. 取所述人参茎叶粉碎物进行第一次提取，所述第一次提取的料液比为１：10，超声提取1.5 h，过滤得到超声提取液a，取过滤后固相进行第二次提取，所述第二次提取的液料比1：8，超声提取1.0 h，得到超声提取液b；所述超声提取的提取剂包括80%甲醇水溶液，温度包括60°c，频率包括400 hz；合并所述超声提取液a和所述超声提取液b得到总超声提取液；

29、c. 用旋转蒸发仪将所述总超声提取液浓缩后于60°c 水浴锅中蒸干至无流动性，无明显黏性，即得到粗提物；

30、d. 于室温下用两倍体积的蒸馏水吹打5min，溶解所述粗提物，得到粗提溶液；

31、e. 取所述粗提溶液，于室温下用等体积的石油醚静置萃取1 h, 分液2min，重复三次萃取和分液，合并三次的下相萃取液作为萃取液a；

32、f. 取所述萃取液a，于室温下用等体积的乙酸乙酯静置萃取2 h，分液2min，重复三次，得到乙酸乙酯萃取三次后的下相作为萃取液b；

33、g. 取所述萃取液b，与等体积的水饱和正丁醇加入锥形瓶中，室温下摇床过夜，静置萃取2 h后分液2min，重复三次，得到正丁醇萃取三次后的上相作为萃取液c；

34、h. 取所述萃取液c，用旋转蒸发仪浓缩后于60°c 水浴锅中蒸干蒸至无流动性，无明显黏性，得到人参茎叶提取物；

35、i. 于室温下用两倍体积的蒸馏水溶解所述人参茎叶提取物，得到人参茎叶提取溶液；

36、j. 取所述人参茎叶提取溶液于冷冻干燥机冻干，得到人参茎叶提取粉末。

37、相应地，本发明还提供一种由上述任一制备方法获得的人参发酵液。

38、相应地，本发明还提供一种所述人参发酵液在化妆品中的应用，其中，所述化妆品包括驻留型化妆品和洗去型化妆品。

39、进一步地，所述人参发酵液在所述洗去型化妆品中的体积浓度为0.6%，在所述驻留型化妆品中的体积浓度为0.06%；其中，所述洗去型化妆品可以是防脱洗发露、防脱护发素、防脱发膜、防脱头皮凝胶，所述驻留型化妆品可以是防脱精华、防脱头皮乳、防脱头皮凝胶。

40、进一步地，所述化妆品包括防脱洗发露、防脱护发素、防脱发膜、防脱精华、防脱头皮乳、防脱头皮凝胶中的一种或多种。

41、本发明的一个目的在于利用五种乳酸菌株对人参进行发酵，从中挑选出两种菌株复配发酵，并优化发酵工艺，以提高发酵液抗氧化等活性。

42、本发明的另一个目的是利用所筛选的复配菌将人参茎叶提取粉末进行发酵。

43、本发明的另一个目的是使人参提取物中增加具有防脱生发、抗氧化等活性的人参皂苷ck、rg3、f2等成分，并以制得的复配人参发酵液作为防脱发活性成分，制备防脱发化妆品。

44、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

45、1、本发明中以复配乳酸菌作为发酵菌种，将人参进行生物转化而得到人参稀有皂苷及多糖等活性物质的制备方法，实现了绿色、高效地以食药用菌生物转化人参皂苷，克服了以不能用于食品和药品生产的细菌或霉菌作为发酵菌种的缺点，提升了生物转化的安全性。

46、2、针对人参茎叶做为底物的发酵特性，本发明经过长期实验惊喜地发现，通过选用嗜酸乳杆菌和植物乳杆菌1.140按1:1进行复配，同时优化发酵工艺（发酵时间35.5 h，接种量2.5%，发酵温度28.2℃），得到的复配菌人参发酵液相比人参原液或者单一菌种人参发酵液，其稀有人参皂苷rg3，ck，f2的含量增加，除此以外，多糖、多酚等活性物质的含量也明显提升，从而综合提高人参的生物利用度，增强人参代谢产物的功效。

47、3、本发明的人参发酵液具有抗氧化、抑制ⅱ型5α-还原酶转化等功效，且功效水平优于单一菌种发酵液，在一定的给药浓度下还能提高细胞增殖的能力，因此在抗衰老、防脱发和生发方面有巨大的应用前景，本发明的人参发酵液具有促进头皮健康的功效。

48、4、由于提升了人参稀有皂苷、多糖等活性物质含量，本发明的复配菌种发酵液应用于制备防脱洗发露时，洗发露的防脱发、生发功效显著优于单一菌种发酵液应用的防脱洗发露。

49、5、本发明采用人参茎叶替代常用的人参根须作为人参茎叶提取粉末的原料，可以降低发酵成本，在一定程度上提高人参的资源利用率。