一种具有乌发功能的益生菌植物发酵产品和制备方法

技术领域

本发明涉及发酵技术领域，具体涉及一种具有乌发功能的益生菌植物发酵产品和制备方法。

背景技术

现有的洗发产品为了达到良好的防脱发、乌发、柔顺等效果通常会添加多种添加剂如月桂硫酸钠、二乙醇胺以及硅油等，以硅油为例，硅油的加入通常能够使洗发产品达到柔顺的效果，但其容易与头皮代谢的油脂混合，粘附空气中的灰尘、细菌、病毒等，导致头痒、头皮屑以及掉发等问题，加重了头皮负担，针对此类问题，近年来，研究者们对天然、无毒害成分在洗发产品的应用中展开了探索，以求促进洗发产品更为健康、安全、高效，从而满足公众日益增长的需求。在广西桂林的天下第一长发村，瑶族女性大多头发乌黑亮丽，经调查发现，瑶族女性从小都用淘米水洗发，头发和头皮的状态十分健康。针对此类情况，部分研究者针对淘米水在洗发液方面的应用进行了一系列的研究，例如专利CN106667861A公开了一种淘米水洗发水，含有以下重量份的物质：大米发酵淘米水20-30份、糯米发酵淘米水20-30份、表面活化剂3-5份、皂角提取液10-15份、乙二醇二硬脂肪酸酯20-30份、何首乌提取液5-10份、增泡剂3-5份、调理剂1-3份、珠光剂1-3份、香精1-3份、大姜提取液1-3份、矿物质水20-40份。最终得到的产品能够使头发具有活力，修护脆弱头发，使头发不分叉，具有韧性，不会轻易折断，促进头发发育，使头发浓密同时还可以使头发乌黑光亮，经常使用可以养发、乌发、固发。

研究发现，淘米水之所以有如此功效，主要原因在于淘米水发酵产物中含有三种益生菌(双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、戊糖片球菌)以及一些氨基酸和短肽。益生菌可以分解头皮油脂，氨基酸和短肽能防止头皮氧化、抗衰老，还能为益生菌提供营养物质，保持头皮微生态平衡，起到清洁补水的作用。因此，淘米水发酵产物能增加头发生长速度，延长头发生长周期，减少白发、脱发。中国专利CN110325194A公开了一种用于防止脱发及促进生发的包含水产动物发酵产物的组合物，包含水产动物或水产动物加工副产物的乳酸菌及酵母发酵产物作为有效成分，其中乳酸菌包括嗜酸乳杆菌、戊糖片球菌、啤酒片球菌等，该组合物具有抑制及预防脱发并促进生发的功效。中国专利CN110292553A公开了一种生姜酵素在制备防脱发洗发水中的应用，该洗发水包括酵素以及其他植物酵素或植物提取物(例如何首乌提取物、人参提取物、薄荷精油、艾叶提取物等)，其中，酵素经由果蔬复合菌制备得到，该果蔬复合菌选自植物乳杆菌、副干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、乳双歧杆菌、鼠李糖乳杆菌，五菌复合，最终值得的产品具有良好的防脱发效果。但上述专利中的产品相对而言在乌方面的作用效果仍值得商榷，难以达到较好的乌发效果。此外，在上述专利的部分产品中添加有的原料如对羟基苯甲酸甲酯不仅会刺激皮肤，使头皮不健康，还会进一步导致脱发，对人体健康产生威胁。

针对现有洗发产品存在的增加头皮负担、威胁人体健康以及乌发效果较差的问题，亟需寻找一种健康、安全的同时，在防脱发、乌发方面拥有良好效果的洗发产品。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种具有乌发功能的益生菌植物发酵产品和制备方法，其中，发酵液通过三种益生菌发酵制得，将其与植物提取物以及中药材等进行混合搭配使用，能够有效地促进各物料之间的协同作用效果，所制备得到的洗发产品在防脱发、乌发方面拥有良好的效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明申请人团队通过对天然发酵液进行筛选纯化，或者纯培养微生物物3株，经鉴定分别为嗜酸乳杆菌、戊糖片球菌和长双歧杆菌，并对以上3株微生物进行保藏，保藏信息如下：

1.保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所

保藏日期：2020年09月21日

菌种名称：嗜酸乳杆菌

拉丁名：Lactobacillus acidophilus

参椐的生物材料(株)：LA-2020

保藏机构：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心

保藏机构简称：CGMCC

保藏中心登记入册编号：CGMCC No.20683

2.保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所

保藏日期：2020年09月21日

菌种名称：戊糖片球菌

拉丁名：Pediococcuspentosaceus

参椐的生物材料(株)：PP-2020

保藏机构：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心

保藏机构简称：CGMCC

保藏中心登记入册编号：CGMCC No.20682

3.保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所

保藏日期：2020年09月21日

菌种名称：长双歧杆菌

拉丁名：Bifidobacterium longum

参椐的生物材料(株)：BL-2020

保藏机构：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心

保藏机构简称：CGMCC

保藏中心登记入册编号：CGMCC No.20684

同时，针对上述3株微生物的复配发酵产品进行了技术开发，本发明提供了一种微生物发酵液，由CGMCC No.20683的嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、保藏编号为CGMCC No.20682的戊糖片球菌(Pediococcuspentosaceus)和保藏编号为CGMCC No.20684的长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)发酵得到；

所述微生物发酵液在发酵起始时，嗜酸乳杆菌、戊糖片球菌和长双歧杆菌接种量的重量比为1:5-7:2-3。

优选地，所述微生物发酵液在发酵起始时，嗜酸乳杆菌、戊糖片球菌和长双歧杆菌接种量的重量比为1:6:2。

优选地，所述微生物发酵液为淘米水益生菌发酵液。

进一步地，所述微生物发酵液的制备方法包括以下步骤：将大米浸泡于3-5倍质量的蒸馏水中，150-180r/min下搅拌60-90min，过滤，得到滤液；将滤液置于密闭容器中并加入益生菌组合物，抽真空，30℃下发酵120-240小时，发酵完成，得到淘米水发酵液(胞内+胞外分泌物)，过滤淘米水发酵液得到上清液和沉淀，其中上清液为淘米水发酵滤液，沉淀为淘米水发酵溶胞物。

本发明还提供了一种包括上述微生物发酵液的洗发产品。

进一步地，所述洗发产品，还包括辅料：植物提取物、旱莲草、黑芝麻、景天三七、熟地黄、黑木耳多糖、表面活性剂、保湿剂和水。

优选地，所述洗发产品按重量份数计包括：10-15份微生物发酵液、5-8份植物提取物、4-7份旱莲草、5-9份黑芝麻、2-3份景天三七、2-5份熟地黄、3-7份黑木耳、4-6份表面活性剂、2-4份保湿剂和150-280份水。

优选地，所述洗发产品按重量份数计包括：12份微生物发酵液、6份植物提取物、5份旱莲草、8份黑芝麻、2份景天三七、3份熟地黄、5份黑木耳、5份表面活性剂、3份保湿剂和220份水。

进一步地，所述植物提取物包括：何首乌提取物、芦荟提取物、苦参提取物和黑桑葚提取物。

优选地，所述何首乌提取物、苦参提取物和黑桑葚提取物的重量比为1-2:2-3:1。

进一步地，所述表面活性剂包括月桂酸单甘油酯、丙二醇脂肪酸酯或二聚甘油中的一种或多种；所述保湿剂为甘油。

本发明还提供了上述洗发产品的制备方法，包括以下步骤：

(1)将旱莲草、黑芝麻、景天三七、熟地黄和黑木耳干燥并粉碎后，第一次加水煮沸并过滤，将过滤后的药渣第二次加水煮沸并过滤，将两次滤液合并得到溶液A；

(2)将微生物发酵液和植物提取物混合后，加热并搅拌得到溶液B；

(3)将溶液A、溶液B、表面活性剂、保湿剂和剩余的水混合后，加热并搅拌，得到洗发产品。

进一步地，步骤(2)中所述加热的温度为30-40℃，步骤(3)中所述加热的温度为60-70℃。

进一步地，步骤(1)中所述第一次加水的重量为旱莲草、黑芝麻、景天三七、熟地黄和黑木耳总重量的5倍，所述第二次加水的重量为旱莲草、黑芝麻、景天三七、熟地黄和黑木耳总重量的3倍。所述第一次加水煮沸中的煮沸指大火微沸后转文火保持20-30min，所述第二次加水煮沸中的煮沸指大火微沸后转文火保持30-40min。

本发明所取得的技术效果是：

本发明通过三种益生菌(双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、戊糖片球菌)发酵淘米水得到淘米水发酵液(胞内+胞外分泌物)，进而将淘米水发酵液添加至洗发液中，可以分解头皮油脂、防止头皮氧化、抗衰老，还能为益生菌提供营养物质，保持头皮微生态平衡，起到清洁补水的作用，进而能增加头发生长速度，延长头发生长周期，减少白发、脱发，具有调节头皮微生态以及防脱发功能。此外，通过植物提取物如何首乌提取物、芦荟提取物、苦参提取物和黑桑葚提取物等原料的添加，同时配合各类药材植物等配伍组方使用，能够有效地促进本发明中洗发产品在防脱发、乌发方面功效的提高。本发明中的产品通过植物提取物与淘米水益生菌发酵液的配合使用，更为安全、健康、高效。

保藏说明

1.保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所

保藏日期：2020年09月21日

菌种名称：嗜酸乳杆菌

拉丁名：Lactobacillus acidophilus

参椐的生物材料(株)：LA-2020

保藏机构：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心

保藏机构简称：CGMCC

保藏中心登记入册编号：CGMCC No.20683

2.保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所保藏日期：2020年09月21日

菌种名称：戊糖片球菌

拉丁名：Pediococcuspentosaceus

参椐的生物材料(株)：PP-2020

保藏机构：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心

保藏机构简称：CGMCC

保藏中心登记入册编号：CGMCC No.20682

3.保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所保藏日期：2020年09月21日

菌种名称：长双歧杆菌

拉丁名：Bifidobacterium longum

参椐的生物材料(株)：BL-2020

保藏机构：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心

保藏机构简称：CGMCC

保藏中心登记入册编号：CGMCC No.20684

具体实施方式

值得说明的是，本发明中使用的保藏编号为CGMCC No.20683的嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、保藏编号为CGMCC No.20682的戊糖片球菌(Pediococcuspentosaceus)和保藏编号为CGMCC No.20684的长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)均于2020年9月21日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，其地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所。

本发明中使用的苦参提取物(货号：SY-KD)、芦荟提取物(货号为SY-LH)以及何首乌提取物(货号：SY-sHSW)购自陕西森悦生物科技有限公司，黑桑葚提取物(货号为YS-602)购自西安优硕生物科技有限公司，其余原料均为普通市售产品，因此对其来源不做具体限定。

基础实施例1

一种淘米水益生菌发酵液，由嗜酸乳杆菌、戊糖片球菌和长双歧杆菌发酵得到。淘米水益生菌发酵液在发酵起始时，嗜酸乳杆菌、戊糖片球菌和长双歧杆菌接种量的重量比为1:5:2。

该淘米水益生菌发酵液的制备方法包括以下步骤：将大米浸泡于3倍质量的蒸馏水中，150r/min下搅拌90min，过滤，得到滤液；将滤液置于密闭容器中并加入益生菌组合物，抽真空，30℃下发酵120小时，发酵完成，得到淘米水发酵液(胞内+胞外分泌物)。

基础实施例2

一种淘米水益生菌发酵液，由嗜酸乳杆菌、戊糖片球菌和长双歧杆菌发酵得到。淘米水益生菌发酵液在发酵起始时，嗜酸乳杆菌、戊糖片球菌和长双歧杆菌接种量的重量比为1:7:3。

该淘米水益生菌发酵液的制备方法包括以下步骤：将大米浸泡于5倍质量的蒸馏水中，180r/min下搅拌60min，过滤，得到滤液；将滤液置于密闭容器中并加入益生菌组合物，抽真空，30℃下发酵240小时，发酵完成，得到淘米水发酵液(胞内+胞外分泌物)。

基础实施例3

一种淘米水益生菌发酵液，由嗜酸乳杆菌、戊糖片球菌和长双歧杆菌发酵得到。淘米水益生菌发酵液在发酵起始时，嗜酸乳杆菌、戊糖片球菌和长双歧杆菌接种量的重量比为1:6:2。

该淘米水益生菌发酵液的制备方法包括以下步骤：将大米浸泡于4倍质量的蒸馏水中，160r/min下搅拌80min，过滤，得到滤液；将滤液置于密闭容器中并加入益生菌组合物，抽真空，30℃下发酵180小时，发酵完成，得到淘米水发酵液(胞内+胞外分泌物)。

应用实施例1

一种洗发产品，按重量份数计包括：10份淘米水益生菌发酵液、5份植物提取物、4份旱莲草、5份黑芝麻、2份景天三七、2份熟地黄、3份黑木耳、4份表面活性剂、2份保湿剂和150份水。其中，淘米水益生菌发酵液为基础实施例1制备得到的淘米水益生菌发酵液。

上述洗发产品的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将旱莲草、黑芝麻、景天三七、熟地黄和黑木耳干燥并粉碎后，第一次加水大火微沸后转文火保持20min并过滤，其中，加入的水的重量为旱莲草、黑芝麻、景天三七、熟地黄和黑木耳总重量的5倍，将过滤后的药渣第二次加水大火微沸后转文火保持30min并过滤，其中，加入的水的重量为旱莲草、黑芝麻、景天三七、熟地黄和黑木耳总重量的3倍，将两次滤液合并得到溶液A；

(2)将淘米水益生菌发酵液和植物提取物混合后，加热至30℃并搅拌得到溶液B；

(3)将溶液A、溶液B、表面活性剂、保湿剂和剩余的水混合后，加热至60℃并搅拌，得到洗发产品。

其中，植物提取物为重量比为1:2:1的首乌提取物、苦参提取物和黑桑葚提取物；表面活性剂为月桂酸单甘油酯；保湿剂为甘油。

应用实施例2

一种洗发产品，按重量份数计包括：15份淘米水益生菌发酵液、8份植物提取物、7份旱莲草、9份黑芝麻、3份景天三七、5份熟地黄、7份黑木耳、6份表面活性剂、4份保湿剂和280份水。其中，淘米水益生菌发酵液为基础实施例2制备得到的淘米水益生菌发酵液。

上述洗发产品的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将旱莲草、黑芝麻、景天三七、熟地黄和黑木耳干燥并粉碎后，第一次加水大火微沸后转文火保持30min并过滤，其中，加入的水的重量为旱莲草、黑芝麻、景天三七、熟地黄和黑木耳总重量的5倍，将过滤后的药渣第二次加水大火微沸后转文火保持40min并过滤，其中，加入的水的重量为旱莲草、黑芝麻、景天三七、熟地黄和黑木耳总重量的3倍，将两次滤液合并得到溶液A；

(2)将淘米水益生菌发酵液和植物提取物混合后，加热至40℃并搅拌得到溶液B；

(3)将溶液A、溶液B、表面活性剂、保湿剂和剩余的水混合后，加热至70℃并搅拌，得到洗发产品。

其中，植物提取物为重量比为2:3:1的首乌提取物、苦参提取物和黑桑葚提取物；表面活性剂为丙二醇脂肪酸酯；保湿剂为甘油。

应用实施例3

一种洗发产品，按重量份数计包括：12份淘米水益生菌发酵液、6份植物提取物、5份旱莲草、8份黑芝麻、2份景天三七、3份熟地黄、5份黑木耳、5份表面活性剂、3份保湿剂和220份水。其中，淘米水益生菌发酵液为基础实施例3制备得到的淘米水益生菌发酵液。

上述洗发产品的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将旱莲草、黑芝麻、景天三七、熟地黄和黑木耳干燥并粉碎后，第一次加水大火微沸后转文火保持25min并过滤，其中，加入的水的重量为旱莲草、黑芝麻、景天三七、熟地黄和黑木耳总重量的5倍，将过滤后的药渣第二次加水大火微沸后转文火保持35min并过滤，其中，加入的水的重量为旱莲草、黑芝麻、景天三七、熟地黄和黑木耳总重量的3倍，将两次滤液合并得到溶液A；

(2)将淘米水益生菌发酵液和植物提取物混合后，加热至35℃并搅拌得到溶液B；

(3)将溶液A、溶液B、表面活性剂、保湿剂和剩余的水混合后，加热至65℃并搅拌，得到洗发产品。

其中，植物提取物为重量比为1:3:1的首乌提取物、苦参提取物和黑桑葚提取物；表面活性剂为二聚甘油；保湿剂为甘油。

应用实施例4

将实施例3得到的淘米水发酵液经过滤后，得到上清液，即为淘米水发酵滤液。将实施例3中洗发液的原料替换为10份淘米水发酵滤液、10份植物提取物、4份表面活性剂、4份

保湿剂、1份增效剂和25份水，通过实施例3中的制备方法制备得到洗发产品。

应用实施例5

将实施例3得到的淘米水发酵液经过滤后，得到沉淀，即为淘米水发酵溶胞物。将实施例3中洗发液的原料替换为10份淘米水发酵溶胞物、10份植物提取物、4份表面活性剂、4份保湿剂、1份增效剂和25份水，通过实施例3中的制备方法制备得到洗发产品。

应用对比例1

与实施例3的区别仅在于，洗发产品中不加入淘米水益生菌发酵液。

应用对比例2

与实施例3的区别仅在于，淘米水益生菌发酵液在发酵起始时，嗜酸乳杆菌、戊糖片球菌和长双歧杆菌接种量的重量比为1:4:5(三者的总接种量与实施例3一致)。

应用对比例3

与实施例3的区别仅在于，洗发产品按重量份数计包括：8份淘米水益生菌发酵液、10份植物提取物、3份旱莲草、10份黑芝麻、1份景天三七、6份熟地黄、2份黑木耳、7份表面活性剂、1份保湿剂和300份水(原料的总重量与实施例3一致)。

应用对比例4

与实施例3的区别仅在于，植物提取物为重量比为3:1:1的首乌提取物、苦参提取物和黑桑葚提取物(三者的总重量与实施例3一致)。

应用对比例5

与实施例3的区别仅在于，不加入植物提取物。

一、本发明中洗发产品对酪氨酸酶活性的影响

取实施例1-5以及对比例1-5中的产品与PBS溶液混合配置成PBS样品液，再按照A-D配置检测液，如下所示：

A：0.3mL PBS溶液+2mL酪氨酸酶溶液(10U/mL)；

B：0.3mL PBS溶液+2mLPBS溶液；

C：0.3mL PBS样品液(0.05mol/L，pH＝6.8)+2mL酪氨酸酶溶液(10U/mL)；

D：0.3mL PBS样品液(0.05mol/L，pH＝6.8)+2mLPBS溶液；

将上述溶液分别摇匀后37℃水浴条件下温育10min，加入2mL质量分数为0.05％的左旋多巴溶液，再次温育5min，分别测定475nm时的吸光度，按照下式计算激活率：

酪氨酸酶的激活率(％)＝[(C-D)-(A-B)]/(A-B)×100％

将试验结果统计至表1。

表1

白发是因毛球中黑素细胞形成黑色素的功能减退，酪氨酸酶的活性减低或丧失，使毛干中缺乏黑色素而引起的，哺乳动物的黑色素是在黑素细胞的黑素小体里合成的，其合成主要由3种酶调控，其中即包括酪氨酸酶，酪氨酸酶是黑素合成中最为关键的限速酶，催化黑素合成过程的前两步，其表达和活性决定着黑素生成的速度和产量。由表1可知，本发明中各应用实施例中洗发产品对于酪氨酸酶活性的激活率达42.30％以上，其中，实施例3中产品最优，激活率可达49.36％，而当洗发产品中不加入淘米水益生菌发酵液时，酪氨酸酶活性的激活率产生了极大的下降，同样，当不加入植物提取物时，激活率也将下降。而当在发酵起始时嗜酸乳杆菌、戊糖片球菌和长双歧杆菌接种量的重量比发生改变时，能养也将影响到最终产品的酶激活率。此外，产品中各个原料的组成成分含量配比等也会进一步影响到最终产品对于酪氨酸酶活性的激活率，进而影响到产品的乌发效果。

二、本发明中洗发产品对小鼠脱毛区毛生长的影响

试验动物：近交系C57BL/6小鼠，130只；

试验方法：将小鼠随机分为13组，每组10只，使用乙醚麻醉后使用重量比为1:1的松香-石蜡混合热融物涂抹在各组小鼠背部，凝固后揭开，脱毛面积约2cm×2cm(以小鼠被后光滑无伤无毛根为准)。其中三组分别设置为阳性对照组、阴性对照组和模型对照组，其中阳性对照组涂抹米诺地尔溶液，阴性对照组涂抹空白溶剂，模型对照组不涂抹任何药物，剩余各组小鼠分别涂抹实施例1-5以及对比例1-5中洗发水，每日两次，每次0.2mL/只，共涂抹15日。第16日时取脱毛区最长毛发十根，测量长度，以均长作为毛长。处死小鼠后将背部脱毛区毛皮剪下，采用打孔器在相同区域取下毛皮片，刮下体毛并称重，得到表2。

表2

(注：相比于阴性对照组：*：P＜0.05，**：P＜0.01；相比于空白对照组：△：P＜0.05，△△：P＜0.01。)

由表2可知，本发明中的产品除了具有乌发功效以外，在乌发的同时也具备促进生发的作用。主要表现在各实施例中产品对于小鼠脱毛去毛长和毛重的影响。而当本发明的技术方案发生改变时，如对比例1-5所示，产品的生发、防脱发功效也将或多或少地收到影响。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。