CN116869893B - 一种牡丹籽提取物及其制备方法和应用 - Google Patents
一种牡丹籽提取物及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提出了一种牡丹籽提取物及其制备方法和应用,属于牡丹籽技术领域。将牡丹籽超临界流体萃取,得到牡丹籽精油,固体加入水中,超声波辅助提取,过滤,固体留用,滤液酸沉,得到牡丹籽粕蛋白;将固体加入水中,酶解,过滤,滤渣留用,滤液乙醇沉淀,制得牡丹籽多糖,上清液有机溶剂萃取,制得有机提取物,水相酸沉,制得牡丹籽蛋白,将滤渣发酵,制得发酵产物,将牡丹籽粕蛋白和牡丹籽蛋白酶解,制得活性肽,将牡丹籽精油和有机提取物包埋,制得内核微球,与牡丹籽多糖、发酵产物和活性肽混合再次包埋,制得牡丹籽提取物。本发明制得的牡丹籽提取物具有很好的抗衰老、抗氧化、抗炎、抗菌、抗皱、美白、防晒等效果,具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及牡丹籽技术领域,具体涉及一种牡丹籽提取物及其制备方法和应用。
背景技术
皱纹是指皮肤受到外界环境影响,形成游离自由基,自由基破坏正常细胞膜组织内的胶原蛋白、活性物质,氧化细胞而形成的小细纹、皱纹。面部皱纹分为萎缩皱纹和肥大皱纹两种类型。萎缩皱纹是指出现在稀薄、易折裂和干燥皮肤上的皱纹,如眼部周围那些无数细小的皱纹;肥大皱纹是指出现在油性皮肤上的皱纹,数量不多,纹理密而深。其中,眼部皮肤是人体最薄的皮肤,非常细致而脆弱,很容易受到伤害。
牡丹籽是毛茛科(Ranuculaceae)芍药属(Paeonia L.)植物牡丹(Paeoniasuffruticosa Andrews)的种子。牡丹有“花中之王”的美誉,牡丹根皮部位是一味著名的中药——丹皮,具有清热凉血、活血散瘀的作用。牡丹籽在民间常用于治疗腰腿疼痛,具有抗氧化、消炎止痛作用,目前牡丹籽多用于育种,作为潜在的药用资源,有待深入开发利用。根据文献报道,牡丹籽中含有齐墩果酸、常春藤皂甙元、山奈酚、木犀草素、芹菜素、柯伊利素、反式葡根素、顺式葡根素、反式白藜芦醇、β-谷甾醇、豆甾醇和β-胡萝卜苷等化学成分(易军鹏等,牡丹籽的化学成分研究,天然产物研究与开发,2009,21:604-607.)。此外,牡丹籽是一种良好的油料资源,含油率在30%左右。从牡丹籽中提取的牡丹籽油中共有17种脂肪酸成分,主要为亚麻酸、油酸、亚油酸等,不饱和脂肪酸占83.05%,饱和脂肪酸占14.33%。而亚油酸和亚麻酸,这是两种对人体健康特别重要的必需脂肪酸,亚油酸有抑制胆固醇的合成,调节血压等功能,同时也是重要日用化工原料、亚麻酸具有降血脂、将胆固醇和促进代谢、肝细胞再生及增强免疫、抗过敏反应、延缓衰老等作用(《牡丹籽油化学成分GC-MS分析》戚军超、周海梅、马锦琦等,2005年第11期,第22-23页)。此外,牡丹籽提取物具有抑菌效果,对枯草杆菌、沙门氏菌、根霉菌、黑曲霉菌和巴氏杆菌有一定抑菌作用。到目前为止,还没有发现牡丹籽提取物用于牡丹籽中,并具有抗老化、抗皱、修复皮肤等作用的报道。
中国专利申请CN104688643A公开了一种纯天然植物眼霜,其含有荔枝核提取物、丹参提取物、当归提取物、珍珠超细粉、白术提取物、紫草提取物、甘草提取物、山茶提取物、芦荟提取物、益母草提取物、枸杞提取物、牡丹皮、菊花、白芷,其中药成分含量较多,成本较高;且不含有保湿成分,不适用于较为干燥的皮肤;也不含有防腐成分,使得产品的保质期较短。
中国专利CN103385820B公开了一种修护眼霜,采用海洋胶原蛋白、甜杏仁蛋白、硫酸软骨素、R-氨基丁酸、植物甾醇,甘油;1,3丁二醇、二甲基硅氧烷、角鲨烯、霍霍巴油1-3%、水等成分制备,具有很好的修复功效,但R-氨基丁酸等存在成本高,存在神经性毒害等问题。
中国专利CN103690447B公开了一种低刺激眼霜,采用非离子表面活性剂、烷基糖苷、肌氨酸钠、红没药醇、天然油脂、保湿剂、抗氧剂、增稠悬浮剂、三乙醇胺1.5-2.0份、护肤硅油等成分制备了眼霜,具有较好的抗皱效果,但该方法采用三乙醇胺、硅油等成分,容易对眼部肌肤造成伤害。
中国专利CN103961300B、CN103479552B、CN103751064B等都公开了抗皱功效的方法,但都没有能够解决皱纹、眼袋、水肿等眼部问题的天然产物组成的眼部修复组合物。
发明内容
本发明的目的在于提出一种牡丹籽提取物及其制备方法和应用,能大大提高对牡丹籽中油性物质的提取率,同时,充分提取蛋白质、多糖、微量元素、甾体、脂肪酸类、三萜类、单萜苷类、芪类和黄酮类等化学成分,制得的产物具有很好的抗衰老、抗氧化、抗炎、抗菌、抗皱、美白、防晒等效果,抑制血管紧张素I,改善血液循环,对熬夜水肿、血管性黑眼圈有很好的修复作用,促进皮肤再生,同时经过包埋处理后,能大大延长牡丹籽提取物的使用寿命,提高活性,具有广阔的应用前景。
本发明的技术方案是这样实现的:
本发明提供一种牡丹籽提取物的制备方法,将牡丹籽进行超临界流体萃取后,得到牡丹籽精油,剩余固体加入水中,超声波辅助提取,过滤,固体留用,滤液酸沉,得到牡丹籽粕蛋白;将固体加入水中,酶解,过滤,滤渣留用,滤液加入乙醇沉淀,制得牡丹籽多糖,上清液中加入有机混合溶剂萃取,减压除去溶剂,制得有机提取物,水相酸沉,制得牡丹籽蛋白,将滤渣、葡萄糖、蛋白胨加入水中,接种枯草芽孢杆菌和白参菌,发酵,制得发酵产物,将牡丹籽粕蛋白和牡丹籽蛋白酶解,制得活性肽,将牡丹籽精油和有机提取物包埋,制得内核微球;将制得的内核微球、牡丹籽多糖、发酵产物和活性肽混合再次包埋,制得牡丹籽提取物。
作为本发明的进一步改进,包括以下步骤:
S1.超临界流体萃取:将牡丹籽干燥,粉碎,进行超临界流体萃取,夹带剂为石油醚,制得牡丹籽精油,剩余固体为牡丹籽粕;
S2.牡丹籽粕蛋白的提取:将牡丹籽粕加入水中,调节溶液pH值,超声波辅助提取,过滤,固体留用,滤液进行酸沉,固体冷冻干燥,制得牡丹籽粕蛋白;
S3.水酶法提取:将步骤S3中的固体加入水中,调节溶液pH值为第一pH值,加入第一复合酶酶解,灭酶,调节溶液pH值为第二pH值,再加入第二复合酶酶解,灭酶,调节溶液pH值为第三pH值,再加入第三复合酶酶解,灭酶,过滤,滤渣留用,滤液加入乙醇沉淀,离心,固体干燥,制得牡丹籽多糖,上清液中加入有机混合溶剂萃取,合并有机相,减压除去溶剂,制得有机提取物,水相进行酸沉,固体冷冻干燥,制得牡丹籽蛋白;
S4.菌种活化:将枯草芽孢杆菌和白参菌分别接种至高氏培养基中,活化培养,制得菌种种子液;
S5.发酵:将步骤S3中的滤渣、葡萄糖、蛋白胨加入水中,灭菌,接种步骤S4制得的枯草芽孢杆菌和白参菌菌种种子液,发酵培养,灭菌,加入活性炭脱色,过滤,滤液冷冻干燥,制得发酵产物;
S6.酶解:将步骤S2制得的牡丹籽粕蛋白和步骤S3制得的牡丹籽蛋白混合均匀,加入水中,加入混合酶酶解,灭酶,离心,收集上清液,冷冻干燥,制得活性肽;
S7.包埋:将步骤S1制得的牡丹籽精油和步骤S3制得的有机提取物混合溶于鱼油中,加入含有第一表面活性剂和海藻酸钠的水溶液中,第一快速膜乳化,滴加氯化钙溶液,离心,制得内核微球;将制得的内核微球、步骤S3制得的牡丹籽多糖、步骤S5制得的发酵产物和步骤S6制得的活性肽混合加入水中,加入海藻酸钠和第二表面活性剂,制得水相,加入鱼油中,第二快速膜乳化,滴加氯化钙溶液,离心,干燥,制得牡丹籽提取物。
作为本发明的进一步改进,步骤S1中所述超临界流体萃取的条件为CO2流量为25-32L/h,萃取压力32-35MPa,萃取温度42-53℃,解析压力9.5-10.5MPa,解析温度50-60℃,时间1-2h,夹带剂的添加量为2-3%;步骤S2中所述牡丹籽粕和水的固液比为1:5-7g/mL,所述调节溶液pH值为9-9.5,所述超声波辅助提取的超声波功率为1200-1500W,温度为40-45℃,时间为2-4h,所述酸沉的方法为调节滤液的pH值为3-3.2,沉淀1-2h。
作为本发明的进一步改进,步骤S3中所述固体和水的固液比为1:7-10g/mL,所述第一复合酶为纤维素酶和ɑ-淀粉酶的混合物,质量比为7-10:5,所述为第一pH值为3-6,所述酶解的温度为40-45℃,时间为2-3h;所述第二复合酶为果胶酶和中性蛋白酶的混合物,质量比为3-5:3,所述为第二pH值为6.5-7.5,所述酶解的温度为38-42℃,时间为1-2h;所述第三复合酶为碱性蛋白酶和胰蛋白酶的混合物,质量比为5-7:3,所述为第三pH值为8-10,所述酶解的温度为37-40℃,时间为0.5-1h;所述滤液加入乙醇至体系乙醇含量为70-80wt%,沉淀3-5h,所述有机混合溶剂为石油醚和异丙醇的混合溶剂,体积比为5-7:5,所述酸沉的方法为调节滤液的pH值为3-3.2,沉淀1-2h。
作为本发明的进一步改进,步骤S4中所述活化培养的条件为在有氧条件下,35-39℃,50-100r/min,活化培养18-24h,得到含菌量为108-109cfu/mL的菌种种子液;步骤S5中所述滤渣、葡萄糖、蛋白胨和水的质量比为15-20:7-10:5-7:100,所述枯草芽孢杆菌和白参菌菌种种子液的接种量分别为2-3%和1-2%,所述发酵培养的条件为在有氧条件下,35-39℃,50-100r/min,发酵培养48-56h,所述活性炭的添加量为体系总质量的10-12wt%,搅拌脱色20-30min。
作为本发明的进一步改进,步骤S6中所述牡丹籽粕蛋白和牡丹籽蛋白的质量比为10-12:5-7,所述混合酶为碱性蛋白酶和菠萝蛋白酶的混合物,质量比为5-7:3,所述酶解的温度为40-45℃,时间为2-3h。
作为本发明的进一步改进,步骤S7中所述牡丹籽精油、有机提取物的质量比为10-12:3-5,所述含有第一表面活性剂和海藻酸钠的水溶液中第一表面活性剂的含量为1-2wt%,海藻酸钠的含量为15-20wt%,所述第一快速膜乳化的膜孔径为500-1000nm,所述内核微球、牡丹籽多糖、发酵产物、活性肽、海藻酸钠、第二表面活性剂的质量比为12-15:3-5:7-10:5-7:25-30:1-2,所述第二快速膜乳化的膜孔径为10-15μm;所述第一表面活性剂和第二表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十四烷基苯磺酸钠、十四烷基磺酸钠、十四烷基硫酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十八烷基苯磺酸钠、十八烷基磺酸钠中的至少一种。
作为本发明的进一步改进,具体包括以下步骤:
S1.超临界流体萃取:将牡丹籽干燥,粉碎,进行超临界流体萃取,夹带剂为石油醚,制得牡丹籽精油,剩余固体为牡丹籽粕;
所述超临界流体萃取的条件为CO2流量为25-32L/h,萃取压力32-35MPa,萃取温度42-53℃,解析压力9.5-10.5MPa,解析温度50-60℃,时间1-2h,夹带剂的添加量为2-3%;
S2.牡丹籽粕蛋白的提取:将牡丹籽粕加入水中,所述牡丹籽粕和水的固液比为1:5-7g/mL,调节溶液pH值为9-9.5,1200-1500W超声波辅助提取,提取温度为40-45℃,时间为2-4h,过滤,固体留用,调节滤液的pH值为3-3.2,沉淀1-2h,固体冷冻干燥,制得牡丹籽粕蛋白;
S3.水酶法提取:将步骤S3中的固体加入水中,所述固体和水的固液比为1:7-10g/mL,调节溶液pH值为3-6,加入第一复合酶,40-45℃酶解2-3h,灭酶,调节溶液pH值为6.5-7.5,加入第二复合酶,38-42℃酶解1-2h,灭酶,调节溶液pH值为8-10,加入第三复合酶,37-40℃酶解0.5-1h,灭酶,过滤,滤渣留用,滤液加入乙醇至体系乙醇含量为70-80wt%,沉淀3-5h,离心,固体干燥,制得牡丹籽多糖,上清液中加入等体积有机混合溶剂萃取2-3次,合并有机相,减压除去溶剂,制得有机提取物,水相进行酸沉,调节水相的pH值为3-3.2,沉淀1-2h,过滤,固体冷冻干燥,制得牡丹籽蛋白;
所述第一复合酶为纤维素酶和ɑ-淀粉酶的混合物,质量比为7-10:5;所述第二复合酶为果胶酶和中性蛋白酶的混合物,质量比为3-5:3;所述第三复合酶为碱性蛋白酶和胰蛋白酶的混合物,质量比为5-7:3;所述有机混合溶剂为石油醚和异丙醇的混合溶剂,体积比为5-7:5;
S4.菌种活化:将枯草芽孢杆菌和白参菌分别接种至高氏培养基中,在有氧条件下,35-39℃,50-100r/min,活化培养18-24h,得到含菌量为108-109cfu/mL的菌种种子液;
S5.发酵:将15-20重量份步骤S3中的滤渣、7-10重量份葡萄糖、5-7重量份蛋白胨加入100重量份水中,灭菌,接种步骤S4制得的枯草芽孢杆菌和白参菌菌种种子液,所述枯草芽孢杆菌和白参菌菌种种子液的接种量分别为2-3%和1-2%,在有氧条件下,35-39℃,50-100r/min,发酵培养48-56h,灭菌,加入活性炭脱色,所述活性炭的添加量为体系总质量的10-12wt%,搅拌脱色20-30min,过滤,滤液冷冻干燥,制得发酵产物;
S6.酶解:将10-12重量份步骤S2制得的牡丹籽粕蛋白和5-7重量份步骤S3制得的牡丹籽蛋白混合均匀,加入100重量份水中,加入1-2重量份混合酶,40-45℃酶解2-3h,灭酶,离心,收集上清液,冷冻干燥,制得活性肽;
所述混合酶为碱性蛋白酶和菠萝蛋白酶的混合物,质量比为5-7:3;
S7.包埋:将10-12重量份步骤S1制得的牡丹籽精油和3-5重量份步骤S3制得的有机提取物混合溶于100重量份鱼油中,加入200重量份含有1-2wt%第一表面活性剂和15-20wt%海藻酸钠的水溶液中,快速膜乳化,所述膜的孔径为500-1000nm,滴加10重量份10-12wt%的氯化钙溶液,离心,制得内核微球;将12-15重量份制得的内核微球、3-5重量份步骤S3制得的牡丹籽多糖、7-10重量份步骤S5制得的发酵产物和5-7重量份步骤S6制得的活性肽混合加入100重量份水中,加入25-30重量份海藻酸钠和1-2重量份第二表面活性剂,制得水相,加入200重量份鱼油中,快速膜乳化,所述膜的孔径为10-15μm,30重量份滴加10-12wt%的氯化钙溶液,离心,干燥,制得牡丹籽提取物。
本发明进一步保护一种上述的制备方法制得的牡丹籽提取物。
本发明进一步保护一种上述的牡丹籽提取物在制备修复眼部问题、抗皱、抗衰老、抗氧化、美白、防晒的产品中的应用。
本发明具有如下有益效果:牡丹籽富含蛋白质、多糖、微量元素、甾体、脂肪酸类、三萜类、单萜苷类、芪类和黄酮类等化学成分。本发明首先经过超临界流体萃取,获得牡丹籽精油,牡丹籽油中含有丰富的活性组分,包括不饱和脂肪酸,含量可达85%以上,其中α-亚麻酸含量最高,还具有亚油酸、丹皮酚、牡丹多糖、植物甾醇、角鲨烯等多种生理活性物质,具有延缓衰老、消炎、抗氧化、抗菌等功能。另外,还含有含有丰富的植物甾醇,其中以β-谷甾醇为主,具有抗炎、抗氧化、抗衰老等功能。另外角鲨烯是一种优良的乳剂油性基质,可以保护表皮细胞,防止皮肤干燥,从而起到很好的抗皱效果,促进皮肤新陈代谢、软化角质层、提高皮肤保湿度。牡丹籽油对紫外线吸收有很好的作用,在290-310nm有强吸收峰,恰好能吸收紫外线,可具有防晒效果。
但是,单纯的超临界流体萃取对牡丹籽中的油类物质的提取效果不完全,因此,本发明进一步采用多级酶解的方法,首先将纤维素酶和ɑ-淀粉酶酶解破坏牡丹籽植物细胞壁,促进活性物质的溶出,进一步,逐步增加溶液pH值,在果胶酶和中性蛋白酶的组合作用下,将细胞内容物的胶状质、蛋白复合物进行酶解,从而得到水溶性蛋白、多糖以及释放更多的活性组分,更进一步增加溶液pH值,在碱性蛋白酶和胰蛋白酶的组合作用下,进一步酶解蛋白复合物,产生小分子蛋白链,从而制得的产物经过有机混合溶剂萃取,油溶性组分被石油醚和异丙醇萃取得到,大大提高了牡丹籽中油溶性组分的提取率,增强了产物的功能;水溶性组分经过醇沉,得到牡丹籽多糖,酸沉得到牡丹籽蛋白。牡丹籽多糖具有较强的自由基清除作用,显示了较强的抗氧化潜力。
进一步将滤渣经过枯草芽孢杆菌和白参菌进行发酵,白参菌能产生多种催化酶,包括纤维素酶等,枯草芽孢杆菌发酵生成α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等酶类,催化牡丹籽滤渣中的纤维素产生阿魏酸、苹果酸等,同时发酵液中产生大量的氨基酸、多肽、蛋白质、单糖、还原糖与多糖类、有机酸、皂苷类物质、黄酮类物质等化学成分,使得牡丹籽的活性组分的提取率大大提高,从而制得的牡丹籽提取物的活性更好更强;该发酵产物对酪氨酸酶单酚酶和二酚酶活性均有良好抑制作用,具有较强的抑制黑色素合成的功效,通过调节cAMP-CREB信号通路,下调黑色素生成相关蛋白基因的表达,最终导致黑色素生成减少,起到很好的美白嫩肤的作用。
本发明中牡丹籽粕蛋白和牡丹籽蛋白酶解,制得活性肽,具有很好的抑制血管紧张素转换酶(ACE)的活性,可以通过抑制血管紧张素I转换为血管紧张素II从而改善血液循环,对熬夜水肿、血管性黑眼圈有很好的修复作用;对金属蛋白酶和弹性蛋白酶的抑制作用,起到活肤和抗衰功效;还能够能够有效刺激成纤维细胞增殖、链接以及胶原蛋白合成和细胞迁移,促进纤维母细胞再生,修复伤口,刺激弹力蛋白合成重建真皮组织,增加皮肤弹性,柔软度,提升皮肤活力,促进伤口愈合,刺激层黏连蛋白IV、VII型胶原蛋白使皮肤收紧,与牡丹籽油协同作用下,重整肌肤,调控细胞,降低紫外线对肌肤的伤害,起到很好的抗紫外线、保护皮肤的效果。
虽然牡丹籽中含有如此丰富有效的活性成分,但是其仍具有保存时间不长,容易被氧化分解从而降低活性等问题,本发明采用多次包埋的方法,首先经过水包油包埋,将牡丹籽精油和有机提取物包埋,制得内核微球,该微球的粒径小于1微米,然后将其与牡丹籽多糖、发酵产物和活性抑制肽混合再次包埋,将活性组分包埋于微球中,起到隔绝氧气,避免直接光照分解,从而有效的保护活性物质,延长使用寿命,提高活性的效果。
本发明制得的牡丹籽提取物能大大提高对牡丹籽中油性物质的提取率,同时,充分提取蛋白质、多糖、微量元素、甾体、脂肪酸类、三萜类、单萜苷类、芪类和黄酮类等化学成分,制得的产物具有很好的抗衰老、抗氧化、抗炎、抗菌、抗皱、美白、防晒等效果,抑制血管紧张素I,改善血液循环,对熬夜水肿、血管性黑眼圈有很好的修复作用,促进皮肤再生,同时经过包埋处理后,能大大延长牡丹籽提取物的使用寿命,提高活性,具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
牡丹籽,购于亳州市五方九如药业有限公司。
纤维素酶,SDG-2425,1万U/g,果胶酶,SDG-2408,2.5万U/g,中性蛋白酶,SDG-2430,5万U/g,碱性蛋白酶,FDG-2202,20万U/g,胰蛋白酶,GDG-2009,20万U/g,菠萝蛋白酶,FDG-2201,10万U/g,购于夏盛(北京)生物科技开发有限公司;ɑ-淀粉酶,7万U/g,购于江苏采薇生物科技有限公司。
枯草芽孢杆菌,购于济南鲁亚生物科技有限公司;白参菌,购于湖北千宝食用菌有限公司。
实施例1
本实施例提供一种牡丹籽提取物的制备方法,具体包括以下步骤:
S1.超临界流体萃取:将牡丹籽干燥,粉碎,进行超临界流体萃取,夹带剂为石油醚,制得牡丹籽精油,剩余固体为牡丹籽粕;
所述超临界流体萃取的条件为CO2流量为25L/h,萃取压力32MPa,萃取温度42℃,解析压力9.5MPa,解析温度50℃,时间1h,夹带剂的添加量为2%;
S2.牡丹籽粕蛋白的提取:将牡丹籽粕加入水中,所述牡丹籽粕和水的固液比为1:5g/mL,调节溶液pH值为9,1200W超声波辅助提取,提取温度为40℃,时间为2h,过滤,固体留用,调节滤液的pH值为3,沉淀1h,固体冷冻干燥,制得牡丹籽粕蛋白;
S3.水酶法提取:将步骤S3中的固体加入水中,所述固体和水的固液比为1:7g/mL,调节溶液pH值为3,加入体系总质量的5wt%的第一复合酶,40℃酶解2h,灭酶,调节溶液pH值为6.5,加入体系总质量的5wt%的第二复合酶,38℃酶解1h,灭酶,调节溶液pH值为8,加入体系总质量的5wt%的第三复合酶,37℃酶解0.5h,灭酶,过滤,滤渣留用,滤液加入乙醇至体系乙醇含量为70wt%,沉淀3h,离心,固体干燥,制得牡丹籽多糖,上清液中加入等体积有机混合溶剂萃取2次,合并有机相,减压除去溶剂,制得有机提取物,水相进行酸沉,调节水相的pH值为3,沉淀1h,过滤,固体冷冻干燥,制得牡丹籽蛋白;
所述第一复合酶为纤维素酶和ɑ-淀粉酶的混合物,质量比为7:5;所述第二复合酶为果胶酶和中性蛋白酶的混合物,质量比为3:3;所述第三复合酶为碱性蛋白酶和胰蛋白酶的混合物,质量比为5:3;所述有机混合溶剂为石油醚和异丙醇的混合溶剂,体积比为5:5;
S4.菌种活化:将枯草芽孢杆菌和白参菌分别接种至高氏培养基中,在有氧条件下,35℃,50r/min,活化培养18h,得到含菌量为108cfu/mL的菌种种子液;
S5.发酵:将15重量份步骤S3中的滤渣、7重量份葡萄糖、5重量份蛋白胨加入100重量份水中,灭菌,接种步骤S4制得的枯草芽孢杆菌和白参菌菌种种子液,所述枯草芽孢杆菌和白参菌菌种种子液的接种量分别为2%和1%,在有氧条件下,35℃,50r/min,发酵培养48h,灭菌,加入活性炭脱色,所述活性炭的添加量为体系总质量的10wt%,搅拌脱色20min,过滤,滤液冷冻干燥,制得发酵产物;
S6.酶解:将10重量份步骤S2制得的牡丹籽粕蛋白和5重量份步骤S3制得的牡丹籽蛋白混合均匀,加入100重量份水中,加入1重量份混合酶,40℃酶解2h,灭酶,离心,收集上清液,冷冻干燥,制得活性肽;
所述混合酶为碱性蛋白酶和菠萝蛋白酶的混合物,质量比为5:3;
S7.包埋:将10重量份步骤S1制得的牡丹籽精油和3重量份步骤S3制得的有机提取物混合溶于100重量份鱼油中,加入200重量份含有1wt%十八烷基苯磺酸钠和15wt%海藻酸钠的水溶液中,快速膜乳化,所述膜的孔径为500nm,滴加10重量份10wt%的氯化钙溶液,离心,制得内核微球;将12重量份制得的内核微球、3重量份步骤S3制得的牡丹籽多糖、7重量份步骤S5制得的发酵产物和5重量份步骤S6制得的活性肽混合加入100重量份水中,加入25重量份海藻酸钠和1重量份十八烷基苯磺酸钠,制得水相,加入200重量份鱼油中,快速膜乳化,所述膜的孔径为10μm,30重量份滴加10wt%的氯化钙溶液,离心,干燥,制得牡丹籽提取物。
实施例2
本实施例提供一种牡丹籽提取物的制备方法,具体包括以下步骤:
S1.超临界流体萃取:将牡丹籽干燥,粉碎,进行超临界流体萃取,夹带剂为石油醚,制得牡丹籽精油,剩余固体为牡丹籽粕;
所述超临界流体萃取的条件为CO2流量为32L/h,萃取压力35MPa,萃取温度53℃,解析压力10.5MPa,解析温度60℃,时间2h,夹带剂的添加量为3%;
S2.牡丹籽粕蛋白的提取:将牡丹籽粕加入水中,所述牡丹籽粕和水的固液比为1:7g/mL,调节溶液pH值为9.5,1500W超声波辅助提取,提取温度为45℃,时间为4h,过滤,固体留用,调节滤液的pH值为3.2,沉淀2h,固体冷冻干燥,制得牡丹籽粕蛋白;
S3.水酶法提取:将步骤S3中的固体加入水中,所述固体和水的固液比为1:10g/mL,调节溶液pH值为6,加入体系总质量的5wt%的第一复合酶,45℃酶解3h,灭酶,调节溶液pH值为7.5,加入体系总质量的5wt%的第二复合酶,42℃酶解2h,灭酶,调节溶液pH值为10,加入体系总质量的5wt%的第三复合酶,40℃酶解1h,灭酶,过滤,滤渣留用,滤液加入乙醇至体系乙醇含量为80wt%,沉淀5h,离心,固体干燥,制得牡丹籽多糖,上清液中加入等体积有机混合溶剂萃取3次,合并有机相,减压除去溶剂,制得有机提取物,水相进行酸沉,调节水相的pH值为3.2,沉淀2h,过滤,固体冷冻干燥,制得牡丹籽蛋白;
所述第一复合酶为纤维素酶和ɑ-淀粉酶的混合物,质量比为10:5;所述第二复合酶为果胶酶和中性蛋白酶的混合物,质量比为5:3;所述第三复合酶为碱性蛋白酶和胰蛋白酶的混合物,质量比为7:3;所述有机混合溶剂为石油醚和异丙醇的混合溶剂,体积比为7:5;
S4.菌种活化:将枯草芽孢杆菌和白参菌分别接种至高氏培养基中,在有氧条件下,39℃,100r/min,活化培养24h,得到含菌量为109cfu/mL的菌种种子液;
S5.发酵:将20重量份步骤S3中的滤渣、10重量份葡萄糖、7重量份蛋白胨加入100重量份水中,灭菌,接种步骤S4制得的枯草芽孢杆菌和白参菌菌种种子液,所述枯草芽孢杆菌和白参菌菌种种子液的接种量分别为3%和2%,在有氧条件下,39℃,100r/min,发酵培养56h,灭菌,加入活性炭脱色,所述活性炭的添加量为体系总质量的12wt%,搅拌脱色30min,过滤,滤液冷冻干燥,制得发酵产物;
S6.酶解:将12重量份步骤S2制得的牡丹籽粕蛋白和7重量份步骤S3制得的牡丹籽蛋白混合均匀,加入100重量份水中,加入2重量份混合酶,45℃酶解3h,灭酶,离心,收集上清液,冷冻干燥,制得活性肽;
所述混合酶为碱性蛋白酶和菠萝蛋白酶的混合物,质量比为7:3;
S7.包埋:将12重量份步骤S1制得的牡丹籽精油和5重量份步骤S3制得的有机提取物混合溶于100重量份鱼油中,加入200重量份含有2wt%十四烷基硫酸钠和20wt%海藻酸钠的水溶液中,快速膜乳化,所述膜的孔径为1000nm,滴加10重量份12wt%的氯化钙溶液,离心,制得内核微球;将15重量份制得的内核微球、5重量份步骤S3制得的牡丹籽多糖、10重量份步骤S5制得的发酵产物和7重量份步骤S6制得的活性肽混合加入100重量份水中,加入30重量份海藻酸钠和2重量份十四烷基硫酸钠,制得水相,加入200重量份鱼油中,快速膜乳化,所述膜的孔径为15μm,30重量份滴加12wt%的氯化钙溶液,离心,干燥,制得牡丹籽提取物。
实施例3
本实施例提供一种牡丹籽提取物的制备方法,具体包括以下步骤:
S1.超临界流体萃取:将牡丹籽干燥,粉碎,进行超临界流体萃取,夹带剂为石油醚,制得牡丹籽精油,剩余固体为牡丹籽粕;
所述超临界流体萃取的条件为CO2流量为227L/h,萃取压力33MPa,萃取温度49℃,解析压力10MPa,解析温度55℃,时间1.5h,夹带剂的添加量为2.5%;
S2.牡丹籽粕蛋白的提取:将牡丹籽粕加入水中,所述牡丹籽粕和水的固液比为1:6g/mL,调节溶液pH值为9.2,1350W超声波辅助提取,提取温度为42℃,时间为3h,过滤,固体留用,调节滤液的pH值为3.1,沉淀1.5h,固体冷冻干燥,制得牡丹籽粕蛋白;
S3.水酶法提取:将步骤S3中的固体加入水中,所述固体和水的固液比为1:8.5g/mL,调节溶液pH值为4.5,加入体系总质量的5wt%的第一复合酶,42℃酶解2.5h,灭酶,调节溶液pH值为7,加入体系总质量的5wt%的第二复合酶,40℃酶解1.5h,灭酶,调节溶液pH值为9,加入体系总质量的5wt%的第三复合酶,38℃酶解1h,灭酶,过滤,滤渣留用,滤液加入乙醇至体系乙醇含量为75wt%,沉淀4h,离心,固体干燥,制得牡丹籽多糖,上清液中加入等体积有机混合溶剂萃取3次,合并有机相,减压除去溶剂,制得有机提取物,水相进行酸沉,调节水相的pH值为3.1,沉淀1.5h,过滤,固体冷冻干燥,制得牡丹籽蛋白;
所述第一复合酶为纤维素酶和ɑ-淀粉酶的混合物,质量比为8.5:5;所述第二复合酶为果胶酶和中性蛋白酶的混合物,质量比为4:3;所述第三复合酶为碱性蛋白酶和胰蛋白酶的混合物,质量比为6:3;所述有机混合溶剂为石油醚和异丙醇的混合溶剂,体积比为6:5;
S4.菌种活化:将枯草芽孢杆菌和白参菌分别接种至高氏培养基中,在有氧条件下,37℃,70r/min,活化培养21h,得到含菌量为109cfu/mL的菌种种子液;
S5.发酵:将17重量份步骤S3中的滤渣、8.5重量份葡萄糖、6重量份蛋白胨加入100重量份水中,灭菌,接种步骤S4制得的枯草芽孢杆菌和白参菌菌种种子液,所述枯草芽孢杆菌和白参菌菌种种子液的接种量分别为2.5%和1.5%,在有氧条件下,37℃,70r/min,发酵培养52h,灭菌,加入活性炭脱色,所述活性炭的添加量为体系总质量的11wt%,搅拌脱色25min,过滤,滤液冷冻干燥,制得发酵产物;
S6.酶解:将11重量份步骤S2制得的牡丹籽粕蛋白和6重量份步骤S3制得的牡丹籽蛋白混合均匀,加入100重量份水中,加入1.5重量份混合酶,42℃酶解2.5h,灭酶,离心,收集上清液,冷冻干燥,制得活性肽;
所述混合酶为碱性蛋白酶和菠萝蛋白酶的混合物,质量比为6:3;
S7.包埋:将11重量份步骤S1制得的牡丹籽精油和4重量份步骤S3制得的有机提取物混合溶于100重量份鱼油中,加入200重量份含有1.5wt%十二烷基苯磺酸钠和17wt%海藻酸钠的水溶液中,快速膜乳化,所述膜的孔径为700nm,滴加10重量份11wt%的氯化钙溶液,离心,制得内核微球;将13.5重量份制得的内核微球、4重量份步骤S3制得的牡丹籽多糖、8.5重量份步骤S5制得的发酵产物和6重量份步骤S6制得的活性肽混合加入100重量份水中,加入27重量份海藻酸钠和1.5重量份十二烷基苯磺酸钠,制得水相,加入200重量份鱼油中,快速膜乳化,所述膜的孔径为12μm,30重量份滴加11wt%的氯化钙溶液,离心,干燥,制得牡丹籽提取物。
实施例4
与实施例3相比,不同之处在于,所述混合酶为单一的碱性蛋白酶。
实施例5
与实施例3相比,不同之处在于,所述混合酶为单一的菠萝蛋白酶。
对比例1
与实施例3相比,不同之处在于,步骤S1中未添加夹带剂。
具体如下:
S1.超临界流体萃取:将牡丹籽干燥,粉碎,进行超临界流体萃取,制得牡丹籽精油,剩余固体为牡丹籽粕;
所述超临界流体萃取的条件为CO2流量为227L/h,萃取压力33MPa,萃取温度49℃,解析压力10MPa,解析温度55℃,时间1.5h。
对比例2
与实施例3相比,不同之处在于,步骤S3中未加入第一复合酶酶解。
具体如下:
S3.水酶法提取:将步骤S3中的固体加入水中,所述固体和水的固液比为1:8.5g/mL,调节溶液pH值为7,加入体系总质量的5wt%的第二复合酶,40℃酶解1.5h,灭酶,调节溶液pH值为9,加入体系总质量的5wt%的第三复合酶,38℃酶解1h,灭酶,过滤,滤渣留用,滤液加入乙醇至体系乙醇含量为75wt%,沉淀4h,离心,固体干燥,制得牡丹籽多糖,上清液中加入等体积有机混合溶剂萃取3次,合并有机相,减压除去溶剂,制得有机提取物,水相进行酸沉,调节水相的pH值为3.1,沉淀1.5h,过滤,固体冷冻干燥,制得牡丹籽蛋白;
所述第二复合酶为果胶酶和中性蛋白酶的混合物,质量比为4:3;所述第三复合酶为碱性蛋白酶和胰蛋白酶的混合物,质量比为6:3;所述有机混合溶剂为石油醚和异丙醇的混合溶剂,体积比为6:5。
对比例3
与实施例3相比,不同之处在于,步骤S3中未加入第二复合酶酶解。
具体如下:
S3.水酶法提取:将步骤S3中的固体加入水中,所述固体和水的固液比为1:8.5g/mL,调节溶液pH值为4.5,加入体系总质量的5wt%的第一复合酶,42℃酶解2.5h,灭酶,调节溶液pH值为9,加入体系总质量的5wt%的第三复合酶,38℃酶解1h,灭酶,过滤,滤渣留用,滤液加入乙醇至体系乙醇含量为75wt%,沉淀4h,离心,固体干燥,制得牡丹籽多糖,上清液中加入等体积有机混合溶剂萃取3次,合并有机相,减压除去溶剂,制得有机提取物,水相进行酸沉,调节水相的pH值为3.1,沉淀1.5h,过滤,固体冷冻干燥,制得牡丹籽蛋白;
所述第一复合酶为纤维素酶和ɑ-淀粉酶的混合物,质量比为8.5:5;所述第三复合酶为碱性蛋白酶和胰蛋白酶的混合物,质量比为6:3;所述有机混合溶剂为石油醚和异丙醇的混合溶剂,体积比为6:5。
对比例4
与实施例3相比,不同之处在于,步骤S3中未加入第三复合酶酶解。
具体如下:
S3.水酶法提取:将步骤S3中的固体加入水中,所述固体和水的固液比为1:8.5g/mL,调节溶液pH值为4.5,加入体系总质量的5wt%的第一复合酶,42℃酶解2.5h,灭酶,调节溶液pH值为7,加入体系总质量的5wt%的第二复合酶,40℃酶解1.5h,灭酶,过滤,滤渣留用,滤液加入乙醇至体系乙醇含量为75wt%,沉淀4h,离心,固体干燥,制得牡丹籽多糖,上清液中加入等体积有机混合溶剂萃取3次,合并有机相,减压除去溶剂,制得有机提取物,水相进行酸沉,调节水相的pH值为3.1,沉淀1.5h,过滤,固体冷冻干燥,制得牡丹籽蛋白;
所述第一复合酶为纤维素酶和ɑ-淀粉酶的混合物,质量比为8.5:5;所述第二复合酶为果胶酶和中性蛋白酶的混合物,质量比为4:3;所述有机混合溶剂为石油醚和异丙醇的混合溶剂,体积比为6:5。
对比例5
与实施例3相比,不同之处在于,步骤S5中未接种枯草芽孢杆菌菌种种子液。
具体如下:
S5.发酵:将17重量份步骤S3中的滤渣、8.5重量份葡萄糖、6重量份蛋白胨加入100重量份水中,灭菌,接种步骤S4制得的白参菌菌种种子液,所述白参菌菌种种子液的接种量为4%,在有氧条件下,37℃,70r/min,发酵培养52h,灭菌,加入活性炭脱色,所述活性炭的添加量为体系总质量的11wt%,搅拌脱色25min,过滤,滤液冷冻干燥,制得发酵产物。
对比例6
与实施例3相比,不同之处在于,步骤S5中未接种白参菌菌种种子液。
具体如下:
S5.发酵:将17重量份步骤S3中的滤渣、8.5重量份葡萄糖、6重量份蛋白胨加入100重量份水中,灭菌,接种步骤S4制得的枯草芽孢杆菌菌种种子液,所述枯草芽孢杆菌菌种种子液的接种量为4%,在有氧条件下,37℃,70r/min,发酵培养52h,灭菌,加入活性炭脱色,所述活性炭的添加量为体系总质量的11wt%,搅拌脱色25min,过滤,滤液冷冻干燥,制得发酵产物。
对比例7
与实施例3相比,不同之处在于,步骤S6中未添加牡丹籽粕蛋白。
具体如下:
S6.酶解:将17重量份步骤S3制得的牡丹籽蛋白加入100重量份水中,加入1.5重量份混合酶,42℃酶解2.5h,灭酶,离心,收集上清液,冷冻干燥,制得活性肽;
所述混合酶为碱性蛋白酶和菠萝蛋白酶的混合物,质量比为6:3。
对比例8
与实施例3相比,不同之处在于,步骤S6中未添加牡丹籽蛋白。
具体如下:
S6.酶解:将17重量份步骤S2制得的牡丹籽粕蛋白加入100重量份水中,加入1.5重量份混合酶,42℃酶解2.5h,灭酶,离心,收集上清液,冷冻干燥,制得活性肽;
所述混合酶为碱性蛋白酶和菠萝蛋白酶的混合物,质量比为6:3。
对比例9
与实施例3相比,不同之处在于,步骤S6中未进行酶解。
具体如下:
S6.酶解:将11重量份步骤S2制得的牡丹籽粕蛋白和6重量份步骤S3制得的牡丹籽蛋白混合均匀,制得活性肽。
对比例10
与实施例3相比,不同之处在于,步骤S7中未添加牡丹籽精油。
具体如下:
S7.包埋:将15重量份步骤S3制得的有机提取物溶于100重量份鱼油中,加入200重量份含有1.5wt%十二烷基苯磺酸钠和17wt%海藻酸钠的水溶液中,快速膜乳化,所述膜的孔径为700nm,滴加10重量份11wt%的氯化钙溶液,离心,制得内核微球;将13.5重量份制得的内核微球、4重量份步骤S3制得的牡丹籽多糖、8.5重量份步骤S5制得的发酵产物和6重量份步骤S6制得的活性肽混合加入100重量份水中,加入27重量份海藻酸钠和1.5重量份十二烷基苯磺酸钠,制得水相,加入200重量份鱼油中,快速膜乳化,所述膜的孔径为12μm,30重量份滴加11wt%的氯化钙溶液,离心,干燥,制得牡丹籽提取物。
对比例11
与实施例3相比,不同之处在于,步骤S7中未添加有机提取物。
具体如下:
S7.包埋:将15重量份步骤S1制得的牡丹籽精油溶于100重量份鱼油中,加入200重量份含有1.5wt%十二烷基苯磺酸钠和17wt%海藻酸钠的水溶液中,快速膜乳化,所述膜的孔径为700nm,滴加10重量份11wt%的氯化钙溶液,离心,制得内核微球;将13.5重量份制得的内核微球、4重量份步骤S3制得的牡丹籽多糖、8.5重量份步骤S5制得的发酵产物和6重量份步骤S6制得的活性肽混合加入100重量份水中,加入27重量份海藻酸钠和1.5重量份十二烷基苯磺酸钠,制得水相,加入200重量份鱼油中,快速膜乳化,所述膜的孔径为12μm,30重量份滴加11wt%的氯化钙溶液,离心,干燥,制得牡丹籽提取物。
对比例12
与实施例3相比,不同之处在于,步骤S7中未添加牡丹籽多糖。
具体如下:
S7.包埋:将11重量份步骤S1制得的牡丹籽精油和4重量份步骤S3制得的有机提取物混合溶于100重量份鱼油中,加入200重量份含有1.5wt%十二烷基苯磺酸钠和17wt%海藻酸钠的水溶液中,快速膜乳化,所述膜的孔径为700nm,滴加10重量份11wt%的氯化钙溶液,离心,制得内核微球;将13.5重量份制得的内核微球、8.5重量份步骤S5制得的发酵产物和6重量份步骤S6制得的活性肽混合加入100重量份水中,加入27重量份海藻酸钠和1.5重量份十二烷基苯磺酸钠,制得水相,加入200重量份鱼油中,快速膜乳化,所述膜的孔径为12μm,30重量份滴加11wt%的氯化钙溶液,离心,干燥,制得牡丹籽提取物。
对比例13
与实施例3相比,不同之处在于,步骤S7中未添加发酵产物。
具体如下:
S7.包埋:将11重量份步骤S1制得的牡丹籽精油和4重量份步骤S3制得的有机提取物混合溶于100重量份鱼油中,加入200重量份含有1.5wt%十二烷基苯磺酸钠和17wt%海藻酸钠的水溶液中,快速膜乳化,所述膜的孔径为700nm,滴加10重量份11wt%的氯化钙溶液,离心,制得内核微球;将13.5重量份制得的内核微球、4重量份步骤S3制得的牡丹籽多糖、6重量份步骤S6制得的活性肽混合加入100重量份水中,加入27重量份海藻酸钠和1.5重量份十二烷基苯磺酸钠,制得水相,加入200重量份鱼油中,快速膜乳化,所述膜的孔径为12μm,30重量份滴加11wt%的氯化钙溶液,离心,干燥,制得牡丹籽提取物。
对比例14
与实施例3相比,不同之处在于,步骤S7中未添加活性肽。
具体如下:
S7.包埋:将11重量份步骤S1制得的牡丹籽精油和4重量份步骤S3制得的有机提取物混合溶于100重量份鱼油中,加入200重量份含有1.5wt%十二烷基苯磺酸钠和17wt%海藻酸钠的水溶液中,快速膜乳化,所述膜的孔径为700nm,滴加10重量份11wt%的氯化钙溶液,离心,制得内核微球;将13.5重量份制得的内核微球、4重量份步骤S3制得的牡丹籽多糖、8.5重量份步骤S5制得的发酵产物加入100重量份水中,加入27重量份海藻酸钠和1.5重量份十二烷基苯磺酸钠,制得水相,加入200重量份鱼油中,快速膜乳化,所述膜的孔径为12μm,30重量份滴加11wt%的氯化钙溶液,离心,干燥,制得牡丹籽提取物。
对比例15
与实施例3相比,不同之处在于,未进行包埋,各组分简单混合。
具体如下:
S7.混合:将11重量份步骤S1制得的牡丹籽精油、4重量份步骤S3制得的有机提取物、4重量份步骤S3制得的牡丹籽多糖、8.5重量份步骤S5制得的发酵产物和6重量份步骤S6制得的活性肽混合均匀,制得牡丹籽提取物。
测试例1酶抑制作用测定
将实施例1-5和对比例1-14制得的牡丹籽提取物用蒸馏水配置成10mg/L的样品溶液,于37℃加热处理10min。对比例15制得的牡丹籽提取物用蒸馏水配置成10mg/L的样品溶液,于50℃处理30min。
1、ACE(血管紧张素酶)抑制实验
以FAPGG(N-[3-(2-呋喃基)丙烯酰]-L-苯丙氨酰-甘氨酰-甘氨酸)(购于美国Sigma公司)为底物。
反应体系包括:
样品组:ACE 0.1U/mL 10μL,FAPGG 1mmol/L 50μL,样品溶液10mg/L 40μL;
空白组:ACE 0.1U/mL 10μL,FAPGG 1mmol/L 50μL,缓冲液0.1mg/L 40μL;
用酶标仪在340nm下,测定反应前的吸光度A1,而后在37℃下孵育30min后测定吸光值A2,计算ΔA,ΔA=A1-A2,以单位时间内吸光度值的变化表示ACE酶活性,ACE抑制率的计算如下:
ACE抑制率(%)=1-ΔAa/ΔAb×100%
式中:ΔAb为空白组吸光度在30min内的变化;ΔAa为样品组吸光度在30min内的变化。
2、酪氨酸酶抑制实验
用pH=6.8的磷酸氢二钠-柠檬酸(PBS)缓冲液将样品溶液,按照如下组进行配样:
A组:1mL样品溶液+0.5mL100u/mL酪氨酸酶溶液;
B组:1mL样品溶液+0.5mL PBS缓冲液;
C组:1mL PBS缓冲液+0.5mL 100U/mL酪氨酸酶(购于美国Worthington公司)溶液;
D组:1.5mL PBS缓冲液。
加入10mL离心管中,混匀,于37℃避光孵育10min。依次在各管中加入1.0mg/mL的左旋多巴(购于Aladdin公司)溶液2mL,反应5min,即刻在475nm处测定吸光值。酪氨酸酶抑制率(%)按下式计算:
酪氨酸酶抑制率(%)=[1-(A-B)/(C-D)]×100%
式中:A为样品溶液与酪氨酸酶反应后溶液(A组)吸光值;B为不含酪氨酸酶样品溶液(B组)本底吸光值;C为未加样品溶液时酪氨酸酶和多巴反应的吸光值(C组);D为溶剂(D组)本底吸光值。
结果见表1。
表1
由上表可知,本发明实施例1-3制得的牡丹籽提取物对血管紧张素酶和酪氨酸酶有较好的抑制作用,具有较好的美白皮肤,改善血液循环的效果。
测试例2抗氧化能力测定
将实施例1-5和对比例1-14制得的牡丹籽提取物用蒸馏水配置成10mg/L的样品溶液,于37℃加热处理10min。对比例15制得的牡丹籽提取物用蒸馏水配置成10mg/L的样品溶液,于50℃处理30min。
1、DPPH自由基清除能力测定
将2.0mL样品溶液加入2.0mL的40μg/mL DPPH溶液,摇匀,室温下避光放置30min,517nm下测定吸光度(A1);另以等体积甲醇替换DPPH溶液和样品液反应并测定吸光(A2);以等体积甲醇替换样品液与DPPH反应并测定吸光值(A0),以维生素C(10mg/L)作为阳性对照,通过公式(1)计算DPPH自由基清除率(%)。
DPPH自由基清除率=[1-(A1-A2)/A0]×100%
式中:A0为甲醇与DPPH工作液的吸光度;A1为样品与DPPH工作液的吸光度;A2为样品与甲醇的吸光度。
2、ABTS+·清除能力测定
取样品溶液200μL,加入2.0mL ABTS工作液(参考文献:刘韫滔,等.两种富硒黄牛肝菌伞多糖的制备、表征及其抗氧化活性[J].食品科学,2022,43(7):31-37),混合均匀后置于暗处反应6min,于734nm波长处测定样品吸光度,以维生素C(10mg/L)作为阳性对照,按照公式(2)计算ABTS+·清除率。
ABTS+·清除率=(1-A)/A0×100%
式中:A0为甲醇与ABTS工作液的吸光度;A为样品与ABTS工作液样的吸光度。
结果见表2。
表2
由上表可知,本发明实施例1-3制得的牡丹籽提取物具有较好的抗氧化效果。
测试例3
制备含有牡丹籽提取物的眼部精华:
原料组成(重量份):将本发明实施例1-5和对比例1-14制得的牡丹籽提取物1.5份、甘油4份、1,2-丁二醇1.2份、卡波姆0.5份、玻尿酸0.5份、生育酚0.2份、烟酰胺0.1份、去离子水30份、甘草酸二钾0.5份、葡萄籽油3份。
制备方法:
S1.将甘油、1,2-丁二醇、玻尿酸、甘草酸二钾加入去离子水中,加热至50℃,搅拌混合20min,制得A相;
S2.将烟酰胺、生育酚、牡丹籽提取物、葡萄籽油加热至60℃,搅拌混合20min,制得B相;
S3.将A相加入B相中,加入卡波姆,10000r/min乳化15min,出料,制得含有牡丹籽提取物的眼部精华。
对比例15制得的牡丹籽提取物于50℃处理30min,采用上述同样方法制得含有牡丹籽提取物的眼部精华。
选择200位皮肤健康的女性受测者,分为20组,分别为实施例1-5和对比例1-15组,每组10人,受测者眼部周围涂抹制备的含有牡丹籽提取物的眼部精华为实验组。实验为期8周,于第8周由各项仪器进行受测者皮肤的检测分析,评估精华对于眼部周围皮肤的水分含量、皮肤弹性、细纹、皮肤粗糙度、皮肤黑色素含量的改善功效,第8周测试的各组的人员的平均值。
1、皮肤水分含量变化反映在测试周期内,实验区域皮肤水分含量随时间变化规律。其值越大,皮肤水分含量越大,保湿效果越好,反之,保湿效果越差。
2、皮肤弹性变化反映在测试周期内,实验区域皮肤弹性随时间变化规律。其值越大,皮肤弹性越大,反之,皮肤弹性越小。
3、细纹变化反映在测试周期内,实验区域皮肤细纹量随时间变化规律。其值越大,细纹量越大,反之,细纹量越小。
4、皮肤粗糙度变化反映在测试周期内,实验区域皮肤粗糙度随时间变化规律。其值越大,皮肤粗糙度越大,反之,皮肤粗糙度越小,皮肤越光滑细嫩。
5、皮肤黑色素含量变化反映在测试周期内,实验区域皮肤黑色素含量随时间变化规律。其值越大,皮肤黑色素含量越大,反之,皮肤黑色素含量小,皮肤越白净。
测试项目差值(%)==[使用产品后测试项目值-使用产品前测试项目值]/使用产品前水分含量×100%
结果见表3。
表3
同时,收集各组过敏人员的数据,结果见表4。
表4
组别 | 过敏人数(人) |
实施例1 | 0 |
实施例2 | 0 |
实施例3 | 0 |
实施例4 | 0 |
实施例5 | 0 |
对比例1 | 0 |
对比例2 | 0 |
对比例3 | 0 |
对比例4 | 0 |
对比例5 | 0 |
对比例6 | 0 |
对比例7 | 0 |
对比例8 | 0 |
对比例9 | 0 |
对比例10 | 0 |
对比例11 | 0 |
对比例12 | 0 |
对比例13 | 0 |
对比例14 | 0 |
对比例15 | 0 |
由上表可知,本发明实施例1-3制得的牡丹籽提取物制得的含有牡丹籽提取物的眼部精华,对于眼部周围皮肤具有较好的保湿、淡化细纹、改善皮肤弹性、美白的效果,且无过敏反应,安全无副作用。
实施例4、5与实施例3相比,所述混合酶为单一的碱性蛋白酶或菠萝蛋白酶。对比例9与实施例3相比,步骤S6中未进行酶解。对血管紧张素酶和酪氨酸酶有较好的抑制效果下降,淡化细纹、改善皮肤弹性、美白效果下降。单一酶酶解或未经过酶解的牡丹籽粕蛋白和牡丹籽蛋白,则不具有很好的抑制血管紧张素转换酶(ACE)的活性,以及金属蛋白酶和弹性蛋白酶抑制活性,因此,其护肤效果明显下降。
对比例7、8与实施例3相比,步骤S6中未添加牡丹籽粕蛋白或牡丹籽蛋白。对比例14与实施例3相比,步骤S7中未添加活性肽。对血管紧张素酶和酪氨酸酶有较好的抑制效果下降,抗氧化效果下降,淡化细纹、改善皮肤弹性、美白效果下降。本发明中牡丹籽粕蛋白和牡丹籽蛋白酶解,制得活性肽,具有很好的抑制血管紧张素转换酶(ACE)的活性,可以通过抑制血管紧张素I转换为血管紧张素II从而改善血液循环,对熬夜水肿、血管性黑眼圈有很好的修复作用;对金属蛋白酶和弹性蛋白酶的抑制作用,起到活肤和抗衰功效;还能够能够有效刺激成纤维细胞增殖、链接以及胶原蛋白合成和细胞迁移,促进纤维母细胞再生,修复伤口,刺激弹力蛋白合成重建真皮组织,增加皮肤弹性,柔软度,提升皮肤活力,促进伤口愈合,刺激层黏连蛋白IV、VII型胶原蛋白使皮肤收紧,与牡丹籽油协同作用下,重整肌肤,调控细胞,降低紫外线对肌肤的伤害,起到很好的抗紫外线、保护皮肤的效果。
对比例1与实施例3相比,步骤S1中未添加夹带剂。对比例10与实施例3相比,步骤S7中未添加牡丹籽精油。抗氧化效果下降,保湿、淡化细纹、改善皮肤弹性、美白效果下降。牡丹籽富含蛋白质、多糖、微量元素、甾体、脂肪酸类、三萜类、单萜苷类、芪类和黄酮类等化学成分。本发明首先经过超临界流体萃取,获得牡丹籽精油,牡丹籽油中含有丰富的活性组分,包括不饱和脂肪酸,含量可达85%以上,其中α-亚麻酸含量最高,还具有亚油酸、丹皮酚、牡丹多糖、植物甾醇、角鲨烯等多种生理活性物质,具有延缓衰老、消炎、抗氧化、抗菌等功能。另外,还含有含有丰富的植物甾醇,其中以β-谷甾醇为主,具有抗炎、抗氧化、抗衰老等功能。另外角鲨烯是一种优良的乳剂油性基质,可以保护表皮细胞,防止皮肤干燥,从而起到很好的抗皱效果,促进皮肤新陈代谢、软化角质层、提高皮肤保湿度。牡丹籽油对紫外线吸收有很好的作用,在290-310nm有强吸收峰,恰好能吸收紫外线,可具有防晒效果。
对比例2、3、4与实施例3相比,步骤S3中未加入第一复合酶酶解、第二复合酶酶解或第三复合酶酶解。对血管紧张素酶和酪氨酸酶有较好的抑制效果下降,抗氧化效果下降,保湿、淡化细纹、改善皮肤弹性、美白效果下降。单纯的超临界流体萃取对牡丹籽中的油类物质的提取效果不完全,因此,本发明进一步采用多级酶解的方法,首先将纤维素酶和ɑ-淀粉酶酶解破坏牡丹籽植物细胞壁,促进活性物质的溶出,进一步,逐步增加溶液pH值,在果胶酶和中性蛋白酶的组合作用下,将细胞内容物的胶状质、蛋白复合物进行酶解,从而得到水溶性蛋白、多糖以及释放更多的活性组分,更进一步增加溶液pH值,在碱性蛋白酶和胰蛋白酶的组合作用下,进一步酶解蛋白复合物,产生小分子蛋白链。
对比例11与实施例3相比,步骤S7中未添加有机提取物。抗氧化效果下降,保湿、淡化细纹、改善皮肤弹性、美白效果下降。本发明酶解后制得的产物经过有机混合溶剂萃取,油溶性组分被石油醚和异丙醇萃取得到,大大提高了牡丹籽中油溶性组分的提取率,增强了产物的功能。
对比例12与实施例3相比,步骤S7中未添加牡丹籽多糖。抗氧化效果下降,保湿效果下降。水溶性组分经过醇沉,得到牡丹籽多糖,牡丹籽多糖具有较强的自由基清除作用,显示了较强的抗氧化潜力。
对比例5、6与实施例3相比,步骤S5中未接种枯草芽孢杆菌菌种种子液或白参菌菌种种子液。对比例13与实施例3相比,步骤S7中未添加发酵产物。对酪氨酸酶有较好的抑制效果下降,抗氧化效果下降,保湿、淡化细纹、改善皮肤弹性、美白效果下降。本发明将滤渣经过枯草芽孢杆菌和白参菌进行发酵,白参菌能产生多种催化酶,包括纤维素酶等,枯草芽孢杆菌发酵生成α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等酶类,催化牡丹籽滤渣中的纤维素产生阿魏酸、苹果酸等,同时发酵液中产生大量的氨基酸、多肽、蛋白质、单糖、还原糖与多糖类、有机酸、皂苷类物质、黄酮类物质等化学成分,使得牡丹籽的活性组分的提取率大大提高,从而制得的牡丹籽提取物的活性更好更强;该发酵产物对酪氨酸酶单酚酶和二酚酶活性均有良好抑制作用,具有较强的抑制黑色素合成的功效,通过调节cAMP-CREB信号通路,下调黑色素生成相关蛋白基因的表达,最终导致黑色素生成减少,起到很好的美白嫩肤的作用。
对比例15与实施例3相比,未进行包埋,各组分简单混合。对血管紧张素酶和酪氨酸酶有较好的抑制效果下降,抗氧化效果下降,保湿、淡化细纹、改善皮肤弹性、美白效果下降。虽然牡丹籽中含有如此丰富有效的活性成分,但是其仍具有保存时间不长,容易被氧化分解从而降低活性等问题,本发明采用多次包埋的方法,首先经过水包油包埋,将牡丹籽精油和有机提取物包埋,制得内核微球,该微球的粒径小于1微米,然后将其与牡丹籽多糖、发酵产物和活性抑制肽混合再次包埋,将活性组分包埋于微球中,起到隔绝氧气,避免直接光照分解,从而有效的保护活性物质,延长使用寿命,提高活性的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种牡丹籽提取物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.超临界流体萃取:将牡丹籽干燥,粉碎,进行超临界流体萃取,夹带剂为石油醚,制得牡丹籽精油,剩余固体为牡丹籽粕;
S2.牡丹籽粕蛋白的提取:将牡丹籽粕加入水中,调节溶液pH值为9-9.5,超声波辅助提取,过滤,固体留用,滤液进行酸沉,固体冷冻干燥,制得牡丹籽粕蛋白;
S3.水酶法提取:将步骤S2中的固体加入水中,调节溶液pH值为第一pH值,加入第一复合酶酶解,灭酶,调节溶液pH值为第二pH值,再加入第二复合酶酶解,灭酶,调节溶液pH值为第三pH值,再加入第三复合酶酶解,灭酶,过滤,滤渣留用,滤液加入乙醇沉淀,离心,固体干燥,制得牡丹籽多糖,上清液中加入有机混合溶剂萃取,合并有机相,减压除去溶剂,制得有机提取物,水相进行酸沉,固体冷冻干燥,制得牡丹籽蛋白;
所述第一复合酶为纤维素酶和ɑ-淀粉酶的混合物,质量比为7-10:5,所述为第一pH值为3-6,所述酶解的温度为40-45℃,时间为2-3h;
所述第二复合酶为果胶酶和中性蛋白酶的混合物,质量比为3-5:3,所述为第二pH值为6.5-7.5,所述酶解的温度为38-42℃,时间为1-2h;
所述第三复合酶为碱性蛋白酶和胰蛋白酶的混合物,质量比为5-7:3,所述为第三pH值为8-10,所述酶解的温度为37-40℃,时间为0.5-1h;
所述有机混合溶剂为石油醚和异丙醇的混合溶剂,体积比为5-7:5;
S4.菌种活化:将枯草芽孢杆菌和白参菌分别接种至高氏培养基中,活化培养,制得菌种种子液;
S5.发酵:将步骤S3中的滤渣、葡萄糖、蛋白胨加入水中,灭菌,接种步骤S4制得的枯草芽孢杆菌和白参菌菌种种子液,发酵培养,灭菌,加入活性炭脱色,过滤,滤液冷冻干燥,制得发酵产物;
S6.酶解:将步骤S2制得的牡丹籽粕蛋白和步骤S3制得的牡丹籽蛋白混合均匀,加入水中,加入混合酶酶解,灭酶,离心,收集上清液,冷冻干燥,制得活性肽;所述混合酶为碱性蛋白酶和菠萝蛋白酶的混合物;
S7.包埋:将步骤S1制得的牡丹籽精油和步骤S3制得的有机提取物混合溶于鱼油中,加入含有第一表面活性剂和海藻酸钠的水溶液中,第一快速膜乳化,滴加氯化钙溶液,离心,制得内核微球;将制得的内核微球、步骤S3制得的牡丹籽多糖、步骤S5制得的发酵产物和步骤S6制得的活性肽混合加入水中,加入海藻酸钠和第二表面活性剂,制得水相,加入鱼油中,第二快速膜乳化,滴加氯化钙溶液,离心,干燥,制得牡丹籽提取物;
所述第一表面活性剂和第二表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十四烷基苯磺酸钠、十四烷基磺酸钠、十四烷基硫酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十八烷基苯磺酸钠、十八烷基磺酸钠中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S1中所述超临界流体萃取的条件为CO2流量为25-32L/h,萃取压力32-35MPa,萃取温度42-53℃,解析压力9.5-10.5MPa,解析温度50-60℃,时间1-2h,夹带剂的添加量为2-3%;步骤S2中所述牡丹籽粕和水的固液比为1:5-7g/mL,所述超声波辅助提取的超声波功率为1200-1500W,温度为40-45℃,时间为2-4h,所述酸沉的方法为调节滤液的pH值为3-3.2,沉淀1-2h。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S3中所述固体和水的固液比为1:7-10g/mL,所述滤液加入乙醇至体系乙醇含量为70-80wt%,沉淀3-5h,所述酸沉的方法为调节滤液的pH值为3-3.2,沉淀1-2h。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S4中所述活化培养的条件为在有氧条件下,35-39℃,50-100r/min,活化培养18-24h,得到含菌量为108-109cfu/mL的菌种种子液;步骤S5中所述滤渣、葡萄糖、蛋白胨和水的质量比为15-20:7-10:5-7:100,所述枯草芽孢杆菌和白参菌菌种种子液的接种量分别为2-3%和1-2%,所述发酵培养的条件为在有氧条件下,35-39℃,50-100r/min,发酵培养48-56h,所述活性炭的添加量为体系总质量的10-12wt%,搅拌脱色20-30min。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S6中所述牡丹籽粕蛋白和牡丹籽蛋白的质量比为10-12:5-7,所述混合酶中碱性蛋白酶和菠萝蛋白酶的质量比为5-7:3,所述酶解的温度为40-45℃,时间为2-3h。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S7中所述牡丹籽精油、有机提取物的质量比为10-12:3-5,所述含有第一表面活性剂和海藻酸钠的水溶液中第一表面活性剂的含量为1-2wt%,海藻酸钠的含量为15-20wt%,所述第一快速膜乳化的膜孔径为500-1000nm,所述内核微球、牡丹籽多糖、发酵产物、活性肽、海藻酸钠、第二表面活性剂的质量比为12-15:3-5:7-10:5-7:25-30:1-2,所述第二快速膜乳化的膜孔径为10-15μm。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
S1.超临界流体萃取:将牡丹籽干燥,粉碎,进行超临界流体萃取,夹带剂为石油醚,制得牡丹籽精油,剩余固体为牡丹籽粕;
所述超临界流体萃取的条件为CO2流量为25-32L/h,萃取压力32-35MPa,萃取温度42-53℃,解析压力9.5-10.5MPa,解析温度50-60℃,时间1-2h,夹带剂的添加量为2-3%;
S2.牡丹籽粕蛋白的提取:将牡丹籽粕加入水中,所述牡丹籽粕和水的固液比为1:5-7g/mL,调节溶液pH值为9-9.5,1200-1500W超声波辅助提取,提取温度为40-45℃,时间为2-4h,过滤,固体留用,调节滤液的pH值为3-3.2,沉淀1-2h,固体冷冻干燥,制得牡丹籽粕蛋白;
S3.水酶法提取:将步骤S2中的固体加入水中,所述固体和水的固液比为1:7-10g/mL,调节溶液pH值为3-6,加入第一复合酶,40-45℃酶解2-3h,灭酶,调节溶液pH值为6.5-7.5,加入第二复合酶,38-42℃酶解1-2h,灭酶,调节溶液pH值为8-10,加入第三复合酶,37-40℃酶解0.5-1h,灭酶,过滤,滤渣留用,滤液加入乙醇至体系乙醇含量为70-80wt%,沉淀3-5h,离心,固体干燥,制得牡丹籽多糖,上清液中加入等体积有机混合溶剂萃取2-3次,合并有机相,减压除去溶剂,制得有机提取物,水相进行酸沉,调节水相的pH值为3-3.2,沉淀1-2h,过滤,固体冷冻干燥,制得牡丹籽蛋白;
所述第一复合酶为纤维素酶和ɑ-淀粉酶的混合物,质量比为7-10:5;所述第二复合酶为果胶酶和中性蛋白酶的混合物,质量比为3-5:3;所述第三复合酶为碱性蛋白酶和胰蛋白酶的混合物,质量比为5-7:3;所述有机混合溶剂为石油醚和异丙醇的混合溶剂,体积比为5-7:5;
S4.菌种活化:将枯草芽孢杆菌和白参菌分别接种至高氏培养基中,在有氧条件下,35-39℃,50-100r/min,活化培养18-24h,得到含菌量为108-109cfu/mL的菌种种子液;
S5.发酵:将15-20重量份步骤S3中的滤渣、7-10重量份葡萄糖、5-7重量份蛋白胨加入100重量份水中,灭菌,接种步骤S4制得的枯草芽孢杆菌和白参菌菌种种子液,所述枯草芽孢杆菌和白参菌菌种种子液的接种量分别为2-3%和1-2%,在有氧条件下,35-39℃,50-100r/min,发酵培养48-56h,灭菌,加入活性炭脱色,所述活性炭的添加量为体系总质量的10-12wt%,搅拌脱色20-30min,过滤,滤液冷冻干燥,制得发酵产物;
S6.酶解:将10-12重量份步骤S2制得的牡丹籽粕蛋白和5-7重量份步骤S3制得的牡丹籽蛋白混合均匀,加入100重量份水中,加入1-2重量份混合酶,40-45℃酶解2-3h,灭酶,离心,收集上清液,冷冻干燥,制得活性肽;
所述混合酶为碱性蛋白酶和菠萝蛋白酶的混合物,质量比为5-7:3;
S7.包埋:将10-12重量份步骤S1制得的牡丹籽精油和3-5重量份步骤S3制得的有机提取物混合溶于100重量份鱼油中,加入200重量份含有1-2wt%第一表面活性剂和15-20wt%海藻酸钠的水溶液中,快速膜乳化,所述膜的孔径为500-1000nm,滴加10重量份10-12wt%的氯化钙溶液,离心,制得内核微球;将12-15重量份制得的内核微球、3-5重量份步骤S3制得的牡丹籽多糖、7-10重量份步骤S5制得的发酵产物和5-7重量份步骤S6制得的活性肽混合加入100重量份水中,加入25-30重量份海藻酸钠和1-2重量份第二表面活性剂,制得水相,加入200重量份鱼油中,快速膜乳化,所述膜的孔径为10-15μm,30重量份滴加10-12wt%的氯化钙溶液,离心,干燥,制得牡丹籽提取物;
所述第一表面活性剂和第二表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十四烷基苯磺酸钠、十四烷基磺酸钠、十四烷基硫酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十八烷基苯磺酸钠、十八烷基磺酸钠中的至少一种。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的制备方法制得的牡丹籽提取物。
9.一种如权利要求8所述的牡丹籽提取物在制备修复眼部问题、抗皱、抗衰老、抗氧化、美白、防晒的产品中的应用。
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