一种一步法生产含菇类发酵提取物的全发酵细菌纤维素膜的方法与流程

本发明涉及生物发酵技术领域，特别涉及一种一步法生产含菇类发酵提取物的全发酵细菌纤维素膜的方法。

背景技术：

细菌纤维素(bacterialcellulose，bc)是由如木醋杆菌(acetobacterxylinus)等微生物合成的纤维直径大小约为20～100nm、孔隙结构大小约为0.5～1.0μm的三维网状微细纤维。bc与天然纤维有着相似的化学结构，但与天然纤维相比，bc没有半纤维素和木质素等这些复杂的成分，因此bc具有高结晶度、高机械强度、高纯度和高聚合度等特点。由于其特殊的结构和来源，bc还具有亲水性、吸收能力强、非过敏性、易生物降解、良好生物相容性等独特的性质。基于其特有的纳米特性，bc作为化妆品膜基材被广泛研究应用。

目前，bc化妆品膜基材生产工艺流程为种子培养、发酵接种、静置培养、碱洗、漂洗、消毒、成型、包装，后处理工艺复杂。

菇类味道鲜美、质地脆嫩，被人们公认为健康食品。因其含有多糖、多酚、多肽、萜类、核苷和不饱和脂肪酸等多功能活性成分，被越来越多地应用于化妆品领域。目前许多化妆品中有添加菇类提取物，菇类提取物在美容方面功效显著：1)抗氧化；2)抗衰老；3)保湿；4)美白；5)抗炎；6)抑菌等。

传统的菇类提取物采用高温、溶剂提取等工艺(cn201310462349.2、cn201510542540.7、cn201510186384.5、cn201510167505.1)，不仅影响菇类多功能成分活性，也使活性成分变得单一。

在化妆品应用领域，菇类提取物与细菌纤维素膜结合的传统方法是，将预先提取的菇类多功能提取物作为精华液成分之一加入到经过后处理的细菌纤维素基膜材中，制备为敷用化妆品。这种敷用化妆品的制备需要细菌纤维素膜和菇类提取物进行各自不同的生产工艺，存在生产周期长、工艺复杂等缺点。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种一步法生产含菇类发酵提取物的全发酵细菌纤维素膜的方法。该方法采用微生物发酵方法对菇类多功能成分进行发酵提取并同步接种产细菌纤维素菌种，一步法发酵获得可直接使用的含菇类发酵多功能提取物的纯天然、无添加全发酵细菌纤维素膜，简化工艺流程、缩短生产周期、降低生产成本、提高生产效率。

本发明的另一目的在于提供通过上述方法获得的含菇类发酵提取物的全发酵细菌纤维素膜。

本发明的另一目的在于提供上述方法获得的发酵残液。

本发明的再一目的在于提供上述含菇类发酵提取物的全发酵细菌纤维素膜或发酵残液的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种一步法生产含菇类发酵提取物的全发酵细菌纤维素膜的方法，包括下列步骤：

步骤a：将菇类粉碎打浆为糊状，加入椰子液，菇类：椰子液＝1：1～9，90～95℃高温瞬间消毒1～5min；

步骤b：在步骤a得到的灭菌培养物中按体积含量为0.5～20％的接种量接种乳酸菌和酵母菌，20～40℃静置培养6～72小时；

步骤c：在步骤b得到的培养物中按体积含量为0.5～20％的接种量接种细菌纤维素产生菌，20～40℃于灭菌后的浅盘中静置培养24～120小时；

步骤d：将步骤c得到的细菌纤维素膜在成型机上切割成型，并收集成型后的残液；

步骤e：将步骤d得到的成型细菌纤维素膜和残液分别置于灭菌袋中，灭菌即得成品全发酵细菌纤维素膜和发酵残液。

其中，步骤a中所述的菇类为香菇、平菇、茶树菇、猴头菇、双孢菇、金针菇、松茸、鸡腿菇、牛肚菌、牛肝菌、羊肚菌、竹荪、鲍鱼菇、杏鲍菇、白灵菇、阿魏菇中的至少一种。

优选的，所述的菇类为香菇、金针菇、牛肝菌和鲍鱼菇按质量比2：1：2：1组成的混合物；或者，白灵菇；或者，茶树菇、平菇、猴头菇、松茸和羊肚菌按质量比1：0.2：1：1：0.5组成的混合物；或者，双孢菇、阿魏菇和竹荪按质量比1：1：1组成的混合物。

优选的，步骤a中所述的菇类：椰子液＝1：1～6。

其中，步骤b中所述的乳酸菌、酵母菌按质量比1～5：1～2组成；优选为按质量比1～3：1～2组成。

其中，所述的乳酸菌为植物乳杆菌、短乳杆菌、干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、副干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、唾液乳杆菌、嗜热链球菌、肠球菌、乳酸乳球菌中的至少一种；所述的酵母菌为假丝酵母、酿酒酵母、深红酵母、鲁氏结合酵母、巴氏酵母中的至少一种；

优选的，所述的乳酸菌为植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌和乳酸乳球菌按质量比1：1：1组成的混合物；或者，保加利亚乳杆菌；或者，短乳杆菌和干酪乳杆菌按质量比1：2组成的混合物；或者，保加利亚乳杆菌和罗伊氏乳杆菌按质量比1：1组成的混合物。

优选的，所述的酵母菌为假丝酵母和酿酒酵母按质量比1：5组成的混合物；或者，巴氏酵母；或者，深红酵母和鲁氏结合酵母按质量比0.5：1组成的混合物；或者，深红酵母。

其中，步骤a中所述的椰子液为废弃椰子水和废弃椰肉浆液中的至少一种。

其中，步骤c中所述的细菌纤维素产生菌为木葡糖酸醋杆菌、汉氏葡糖醋杆菌、木醋杆菌、醋化醋杆菌、产醋醋杆菌、巴氏醋杆菌、气杆菌、根瘤杆菌、无色杆菌、土壤杆菌、假单胞杆菌、产碱杆菌、八叠球菌、动胶菌中的至少一种。

优选的，所述的细菌纤维素产生菌为木醋杆菌；或者，木葡糖酸醋杆菌；或者，木葡糖酸醋杆菌、汉氏葡糖醋杆菌和木醋杆菌按质量比1：1：1组成的混合物；或者，木醋杆菌和巴氏醋杆菌按质量比1：0.5组成的混合物。

优选的，步骤c中所述的细菌纤维素产生菌的接种量在步骤b得到的培养物中按体积含量为1～20％接种；更优选的，在步骤b得到的培养物中按体积含量为1～10％接种。

优选的，步骤c中所述的静置培养的条件为25～37℃于灭菌后的浅盘中静置培养24～120小时；更优选为28～37℃于灭菌后的浅盘中静置培养60～120小时。

步骤e中所述的灭菌的条件为100～121℃灭菌5～50min；优选为100～121℃灭菌10～50min。

菇类由蛋白质、脂肪、碳水化合物、微量元素，粗纤维等组成，单一的微生物菌种不能更好的将菇类中的多糖、多酚、多肽、萜类、核苷和不饱和脂肪酸等多功能活性成分水解出来，本发明采用乳酸菌、酵母菌和细菌纤维素产生菌共发酵生产含菇类发酵提取物的全发酵细菌纤维素膜，发酵过程中不同微生物之间形成酶系互补、互利共生，更快、更加彻底的分解出菇类中的多功能有效成分。

本发明还提供了一种含菇类发酵提取物的全发酵细菌纤维素膜，由上述方法制得。

所述的含菇类发酵提取物的全发酵细菌纤维素膜中的主要功能活性物质：多糖为0.281～0.543mg/g全发酵细菌纤维素膜，多酚为0.211～0.443mg/g全发酵细菌纤维素膜，黄酮化合物为0.011～0.058mg/g全发酵细菌纤维素膜。

优选的，所述的含菇类发酵提取物的全发酵细菌纤维素膜中的主要功能活性物质：多糖为0.350～0.543mg/g全发酵细菌纤维素膜，多酚为0.320～0.443mg/g全发酵细菌纤维素膜，黄酮化合物为0.020～0.058mg/g全发酵细菌纤维素膜。

其中，所述成品全发酵细菌纤维素膜可作敷用化妆品面膜、眼膜、手膜、颈膜、脚膜、唇膜、鼻膜、胸膜中的任意一种。

本发明还提供一种发酵残液，由上述方法制得。

所述的发酵残液中的主要功能活性物质：多糖为0.281～0.543mg/g发酵残液，多酚为0.211～0.443mg/g发酵残液，黄酮化合物为0.011～0.058mg/g发酵残液。

优选的，所述的发酵残液中的主要功能活性物质：多糖为0.350～0.543mg/g发酵残液，多酚为0.320～0.443mg/g发酵残液，黄酮化合物为0.020～0.058mg/g发酵残液。

其中，所述的发酵残液可作为化妆品精华液、乳液、爽肤水、面霜、面膜的添加物。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)利用微生物协同发酵法对菇类的活性成分进行提取，反应条件温和，不需要添加化学试剂，菇类原料中有效成分能够被充分地提取和分离，且发酵液中含有大量的活性酶，可以最大限度地保持菇类天然成分的功效性，并且在生物转化过程中可能会产生新的有效成分，进而增强菇类原料的功效性。

(2)采用一步法发酵提取菇类活性物质并同步形成细菌纤维素膜，所获得的细菌纤维素膜可经过简单成型、消毒后即包装使用。细菌纤维素膜既在发酵过程中充分的吸收、吸附了菇类发酵的活性物质，又缩减了细菌纤维素膜的繁琐后处理工艺。与传统方法相比，本工艺技术难度小，工艺流程简化，节能省工、生产效率高。

(3)本发明的含菇类发酵提取物的全发酵细菌纤维素膜为纯天然物质发酵制得，无添加、安全、无刺激。

(4)本发明使用废弃椰子水、废弃椰肉浆液作为发酵添加物，变废为宝，减少资源浪费。

附图说明

图1是含菇类发酵提取物的全发酵细菌纤维素膜的生产工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

本发明含菇类发酵提取物的全发酵细菌纤维素膜的生产工艺流程图如图1所示。

实施例中所用的植物乳杆菌为植物乳杆菌(lactobacillusplantarum)atcc14917、嗜酸乳杆菌为嗜酸乳杆菌(lactobacillusacidophilus)cicc6005、乳酸乳球菌为乳酸乳球菌(lactococcuslactis)atcc49032，假丝酵母为假丝酵母(candidatropicalis)atcc20962、酿酒酵母为酿酒酵母(saccharomycescerevisiae)cicc1596，木醋杆菌为木醋杆菌(acetobacterxylinus)atcc23767。

保加利亚乳杆菌为保加利亚乳杆菌(lactobacillusdelbrueckiisubsp.bularicus)cicc6045，巴氏酵母为巴氏酵母(saccharomycespastorianus)fby0095，木葡糖酸醋杆菌为木葡糖酸醋杆菌(gluconacetobacterxylinus)jcm9730。

短乳杆菌为短乳杆菌(lactobacillusbrevis)cicc6239、干酪乳杆菌为干酪乳杆菌(lactobacilluscasei)atcc393，深红酵母为深红酵母(rhodotorularubra(demme)lodder)accc20252、鲁氏结合酵母为鲁氏结合酵母(iygosaccharomycesrouxii(boutroux)yarrow)as2.181，汉氏葡糖醋杆菌为汉氏葡糖醋杆菌(gluconacetobacterhansenii)atcc35959。

罗伊氏乳杆菌为罗伊氏乳杆菌(lactobacillusreuteri)f275，巴氏醋杆菌为巴氏醋杆菌(acetobacterpasteurianum)cctccab91094。

实施例1

一种一步法生产含菇类发酵提取物的全发酵细菌纤维素膜的方法，包括下列步骤：

步骤a：将菇类粉碎打浆为糊状，加入椰子液，菇类：椰子液＝1：1(w/w)，95℃高温瞬间消毒1min；

步骤b：在步骤a得到的灭菌培养物中按体积含量为1％(w/v)的接种量接种乳酸菌和酵母菌，30℃静置培养72小时；

步骤c：在步骤b得到的培养物中按体积含量为10％(w/v)的接种量接种细菌纤维素产生菌，32℃于灭菌后的浅盘中静置培养120小时；

步骤d：将步骤c得到的细菌纤维素膜在成型机上切割成型，并收集成型后的残液；

步骤e：将步骤d得到的成型细菌纤维素膜和残液分别置于灭菌袋中，100℃灭菌50min即得成品全发酵细菌纤维素膜，也是细菌纤维素湿膜；和发酵残液。

本实施例的菇类为香菇、金针菇、牛肝菌和鲍鱼菇按质量比2：1：2：1组成的混合物。

本实施例乳酸菌和酵母菌按质量比1：2组成。

本实施例的乳酸菌为植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌和乳酸乳球菌按质量比1：1：1组成的混合物；本实施例的酵母菌为假丝酵母和酿酒酵母按质量比1：5组成的混合物。

本实施例的椰子液为废弃椰子水。

本实施例的细菌纤维素产生菌为木醋杆菌。

经检测细菌纤维素膜的膜产量(按干重计算)为12.15g/kg培养物，膜中的主要功能活性物质：多糖为0.386mg/g细菌纤维素湿膜，多酚为0.354mg/g细菌纤维素湿膜，黄酮化合物为0.033mg/g细菌纤维素湿膜。

本实施例获得的发酵残液中的主要功能活性物质：多糖为0.386mg/g发酵残液，多酚为0.354mg/g发酵残液，黄酮化合物为0.033mg/g发酵残液。

实施例2

一种一步法生产含菇类发酵提取物的全发酵细菌纤维素膜的方法，包括下列步骤：

步骤a：将菇类粉碎打浆为糊状，加入椰子液，菇类：椰子液＝1：5(w/w)，90℃高温瞬间消毒5min；

步骤b：在步骤a得到的灭菌培养物中按体积含量为20％(w/v)的接种量接种乳酸菌和酵母菌，20℃静置培养48小时；

步骤c：在步骤b得到的培养物中按体积含量为5％(w/v)的接种量接种细菌纤维素产生菌，28℃于灭菌后的浅盘中静置培养96小时；

步骤d：将步骤c得到的细菌纤维素膜在成型机上切割成型，并收集成型后的残液；

步骤e：将步骤d得到的成型细菌纤维素膜和残液分别置于灭菌袋中，121℃灭菌10min即得成品全发酵细菌纤维素膜，也是细菌纤维素湿膜；和发酵残液。

本实施例的菇类为白灵菇。

本实施例乳酸菌和酵母菌按质量比2：1.5组成。

本实施例的乳酸菌为保加利亚乳杆菌；本实施例的酵母菌为巴氏酵母。

本实施例的椰子液为废弃椰肉浆液。

本实施例的细菌纤维素产生菌为木葡糖酸醋杆菌。

经检测细菌纤维素膜的膜产量(按干重计算)为11.20g/kg培养物，膜中的主要功能活性物质：多糖为0.543mg/g细菌纤维素湿膜，多酚为0.443mg/g细菌纤维素湿膜，黄酮化合物为0.058mg/g细菌纤维素湿膜。

本实施例获得的发酵残液中的主要功能活性物质：多糖为0.543mg/g发酵残液，多酚为0.443mg/g发酵残液，黄酮化合物为0.058mg/g发酵残液。

实施例3

一种一步法生产含菇类发酵提取物的全发酵细菌纤维素膜的方法，包括下列步骤：

步骤a：将菇类粉碎打浆为糊状，加入椰子液，菇类：椰子液＝1：9(w/w)，92℃高温瞬间消毒3min；

步骤b：在步骤a得到的灭菌培养物中按体积含量为8％(w/v)的接种量接种乳酸菌和酵母菌，37℃静置培养10小时；

步骤c：在步骤b得到的培养物中按体积含量为20％(w/v)的接种量接种细菌纤维素产生菌，25℃于灭菌后的浅盘中静置培养24小时；

步骤d：将步骤c得到的细菌纤维素膜在成型机上切割成型，并收集成型后的残液；

步骤e：将步骤d得到的成型细菌纤维素膜和残液分别置于灭菌袋中，115℃灭菌20min即得成品全发酵细菌纤维素膜，也是细菌纤维素湿膜；和发酵残液。

本实施例的菇类为茶树菇、平菇、猴头菇、松茸和羊肚菌按质量比1：0.2：1：1：0.5组成的混合物。

本实施例乳酸菌和酵母菌按质量比5：1组成。

本实施例的乳酸菌为短乳杆菌和干酪乳杆菌按质量比1：2组成的混合物；本实施例的酵母菌为深红酵母和鲁氏结合酵母按质量比0.5：1组成的混合物。

本实施例的椰子液为废弃椰子水。

本实施例的细菌纤维素产生菌为木葡糖酸醋杆菌、汉氏葡糖醋杆菌和木醋杆菌按质量比1：1：1组成的混合物。

经检测细菌纤维素膜的膜产量(按干重计算)为10.06g/kg培养物，膜中的主要功能活性物质：多糖为0.281mg/g细菌纤维素湿膜，多酚为0.211mg/g细菌纤维素湿膜，黄酮化合物为0.011mg/g细菌纤维素湿膜。

本实施例获得的发酵残液中的主要功能活性物质：多糖为0.281mg/g发酵残液，多酚为0.211mg/g发酵残液，黄酮化合物为0.011mg/g发酵残液。

实施例4

一种一步法生产含菇类发酵提取物的全发酵细菌纤维素膜的方法，包括下列步骤：

步骤a：将菇类粉碎打浆为糊状，加入椰子液，菇类：椰子液＝1：6(w/w)，94℃高温瞬间消毒2min；

步骤b：在步骤a得到的灭菌培养物中按体积含量为0.5％(w/v)的接种量接种乳酸菌和酵母菌，40℃静置培养6小时；

步骤c：在步骤b得到的培养物中按体积含量为1％(w/v)的接种量接种细菌纤维素产生菌，37℃于灭菌后的浅盘中静置培养60小时；

步骤d：将步骤c得到的细菌纤维素膜在成型机上切割成型，并收集成型后的残液；

步骤e：将步骤d得到的成型细菌纤维素膜和残液分别置于灭菌袋中，118℃灭菌15min即得成品全发酵细菌纤维素膜，也是细菌纤维素湿膜；和发酵残液。

本实施例的菇类为双孢菇、阿魏菇和竹荪按质量比1：1：1组成的混合物。

本实施例乳酸菌和酵母菌按质量比1：1组成。

本实施例的乳酸菌为保加利亚乳杆菌和罗伊氏乳杆菌按质量比1：1组成的混合物；本实施例的酵母菌为深红酵母。

本实施例的椰子液为废弃椰肉浆液。

本实施例的细菌纤维素产生菌为木醋杆菌和巴氏醋杆菌按质量比1：0.5组成的混合物。

经检测细菌纤维素膜的膜产量(按干重计算)为11.00g/kg培养物，膜中的主要功能活性物质：多糖为0.350mg/g细菌纤维素湿膜，多酚为0.320mg/g细菌纤维素湿膜，黄酮化合物为0.020mg/g细菌纤维素湿膜。

本实施例获得的发酵残液中的主要功能活性物质：多糖为0.350mg/g发酵残液，多酚为0.320mg/g发酵残液，黄酮化合物为0.020mg/g发酵残液。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。