Fermenteringsteknologi og kosmetiske plantematerialer
Udviklingsstatus og tendenser

1.1 Status og tendenser for anvendelse af fermenteringsteknologi
Fermenteringsteknologi har en lang historie, så tidligt som for tusinder af år siden begyndte folk at engagere sig i produktionen af vin, sauce, ost og så videre. Da den mikrobielle fermenteringsindustri har fordelene ved lave investeringer, hurtige resultater, lav forurening, effektivt udtryk osv. er den blevet en vigtig del af den globale økonomi.

Fermenteringsteknologi er blevet brugt i vid udstrækning inden for forskellige industrielle områder, der spiller en vigtig rolle, såsom medicinalindustrien, fødevareindustrien, energiindustrien, kemisk industri, landbrug, miljøbeskyttelse osv. og med de kontinuerlige fremskridt inden for biologisk videnskab og bioteknologi udvides anvendelsen af fermenteringsteknologi også.

1.2 Status og tendenser for udvikling af kosmetiske planteråvarer
Med videnskabens og teknologiens fremskridt og den løbende forbedring af folks levestandard øges jagten på grøn, naturlig og sund kosmetik. Da de aktive ingredienser fra naturlige grønne planter bare følger denne tendens, bliver plantebaserede aktive ingredienser i naturlige skønhedsprodukter brugt af de fleste forbrugere.

"Grøn, tilbage til naturen", forbrugernes synspunkt er også blevet mainstream i kosmetikindustrien, hvilket også førte til, at effektiviteten af råmaterialer fra planter er blevet et hot spot inden for forskning i kosmetiske råvarer. Derfor har udviklingen af kosmetiske planteeffektivitetsråvarer en bred anvendelsesværdi og markedsudsigter.

Men kun begrænset til udvinding af effektive aktive ingredienser fra naturlige planter begrænser til en vis grad dens anvendelsesvirkning og anvendelsesområde. For eksempel kan effekten af de opnåede planteeffektivitetsråmaterialer undertiden være vanskelig at imødekomme de faktiske behov; desuden kan nogle planteeffektivitetsingredienser også have visse bivirkninger.

Derfor har de fleste forskere fokuseret på at finde forskellige fremstillingsmetoder til at opnå effektive og sikre råmaterialer til planteeffektivitet. Det har vist sig, at fermenteringsteknologi er et godt teknisk middel til at nå dette mål.

Fermenteringsteknologi i kosmetiske planteråvarer
Anvendelsen af fermenteringsteknologi i udviklingen af kosmetiske planteråvarer

I de senere år har et stort antal forskningsresultater vist, at fermenteringsteknologi i udviklingen af kosmetiske planteeffektivitetsråvarer har gode udsigter til anvendelse. Først og fremmest indeholder de grønne og naturlige planteressourcer selv rige biomasseressourcer, som giver ubegrænsede muligheder for anvendelse af fermenteringsteknologi. Derudover har fermenteringsteknologi unikke fordele ved at forbedre effekten af planteråvarer og reducere giftige bivirkninger.

2.1 Berigelse af plantens virkningskomponenter og forbedring af virkningen
Planteaktive ingredienser, såsom vitaminer, aminosyrer, mineraler, polysaccharider, flavonoider, polyfenoler og så videre, har normalt gode fugtgivende, blegende, sensibiliserende og forsinkende aldringseffekter.

Men på grund af begrænsningerne i ekstraktionsmidler, processer og fremstillingsmetoder er det nogle gange svært at få effekten af planteekstrakter fremstillet ved traditionelle processer til at leve op til forventningerne. Talrige undersøgelser har vist, at fermentering af planteråvarer kan berige de effektive næringsstoffer og forbedre effekten.

Rhodiola roseaRhodiolosid, som er en planteressource af høj kvalitet, har en bred vifte af anvendelsesmuligheder inden for kosmetiske råmaterialer til planteeffektivitet. Dets vigtigste aktive stof er rhodiolosid.

Li Ying et al. sammenlignede indholdet af rhodiola rosea-glykosider i Rhodiola rosea-ekstrakt og Rhodiola rosea-fermenteringsbouillon og kvantificerede indholdet af rhodiola-glykosider ved hjælp af HPLC. Resultaterne viste, at indholdet af rhodiola-glykosider i Rhodiola rosea-fermenteringsbouillon var 2,39%, og at det i Rhodiola rosea-ekstrakt var 1,61%, og indholdet af rhodiola-glykosider, som er en aktiv ingrediens i Rhodiola rosea, blev øget med ca. 48,45% gennem mikrobiel fermentering.

Isoflavoner fra soja er flavonoider, en klasse af sekundære metabolitter, der dannes under sojabønners vækstproces, og er en slags biologisk aktive stoffer, som hovedsageligt er af to typer: fri type og glykosidisk type. I fermenteret sojamælk findes soja-isoflavoner hovedsageligt i fri form, mens glykosidiske isoflavoner dominerer i ufermenteret sojamælk.

Undersøgelser har vist, at frie isoflavoner er mere bioaktive end glykosidiske isoflavoner, så biotilgængeligheden af fermenteret sojamælk er meget højere end for ufermenteret sojamælk.

Rød ginseng er en type traditionel kinesisk medicin og tilhører familien Umbelliferae, Wucaceae. Nogle forskere har identificeret nye ginsenosider i rød ginseng, som ikke er blevet fundet i hvid ginseng.

Hyun-SunLe et al. fandt, at fermenteret rød ginseng havde højere niveauer af glyoxylater, polyfenoler og flavonoider samt højere antioxidanter og havde et øget indhold af ginsenosidmetabolitter sammenlignet med rød ginseng. Derfor blev antirynke- og blegningseffekterne af fermenteret rød ginseng forbedret.

Zhai Feihong et al. undersøgte virkningerne af faststoffermentering af Agaricus blazei på de vigtigste næringsstoffer i korn. Det samlede indhold af fenol, aminosyre-nitrogen, vandopløseligt protein og reducerende sukker i korn var positivt korreleret med fermenteringstiden, og forlængelsen af fermenteringstiden var gunstig for den betydelige stigning i indholdet af disse næringsstoffer i fermenteringsprodukterne.

Ved hjælp af mikrobiel transformationsteknologi øgede Feng et al. antallet af fenoliske hydroxylgrupper i den traditionelle kinesiske medicin betydeligt. saflor og forbedrede saflorens antioxidantegenskaber og biotilgængelighed.

Resultaterne af et stort antal litteraturundersøgelser viser, at planteressourcer af høj kvalitet effektivt kan berige effektkomponenterne ved at anvende passende fermenteringsmetoder, hvilket er af stor betydning for at løse problemet med utilstrækkelig effekt i udviklingen af kosmetiske planteråvarer.

2.2 Kan reducere de toksiske bivirkninger
De fleste planteressourcer er rige på næringsstoffer, sammensætningen af aktive stoffer er kompleks, og mange plantekomponenter har visse giftige bivirkninger, hvilket i høj grad påvirker den effektive brug af planteressourcer.

Gennem mikrobiel transformationsteknologi bruges et enkelt giftigt stof i planter som substrat for mikrobiel handling, og gennem deltagelse af enzymer udføres biotransformation for at få transformationsproduktet modificeret af specifikke dele, som er mindre giftigt end det giftige stof i de oprindelige planter, hvilket sikrer sikkerheden ved brug.

Undersøgelser har vist, at ginseng har en immunstimulerende aktivitet. Det er velkendt, at immunrespons spiller en vigtig rolle i værtsforsvarsmekanismen, men det kan også forårsage toksicitet og hudallergi.

Hyun-SunLee et al. fandt, at fermenteret rød ginseng hæmmede tyrosinaseaktivitet og elastaseaktivitet mere effektivt end ufermenteret rød ginseng. I en hudsensibiliseringstest var irritationsfølsomheden for fermenteret rød ginseng betydeligt lavere end for ufermenteret rød ginseng. I mellemtiden viste en høj dosis ufermenteret rød ginseng (10%) toksicitet, mens fermenteret rød ginseng viste lavere toksicitet.

Chen He et al. brugte affald fra traditionel kinesisk medicin som det vigtigste råmateriale og dyrkede Ganoderma lucidum fast mycelium ved fast fermenteringsmetode, som indeholdt rige bioaktive komponenter (Ganoderma lucidum mycelial polysaccharider, Ganoderma lucidum triterpenoider og proteiner osv.) med et lavt indhold af tungmetaller og lav toksicitet og bivirkninger.

Stryknin er de tørrede modne frø af Strychnaceae, som har en vis medicinsk værdi, men som har en vis toksicitet, hvilket begrænser anvendelsen af det som en planteressource af høj kvalitet. Pan Yang et al. fermenterede stryknin ved hjælp af 20 svampearter som Sophora japonica, Ganoderma lucidum og Monkey's head, og under visse bioteknologisk kontrollerede forhold blev indholdet af giftige stoffer alle reduceret betydeligt, mens de aktive ingredienser blev forbedret i forskellig grad.

Talrige undersøgelser har vist, at giftige stoffer til en vis grad kan reduceres ved mikrobiel fermentering af planteråvarer, hvilket er af stor betydning for at løse problemet med bivirkninger, der opstår i udviklingen af planteeffektive råmaterialer til kosmetik fra planteressourcer.

Konklusion

Anvendelsen af planteeffektkomponenter i kosmetiske råmaterialer har et bredt markedsperspektiv, men de fleste af de aktive ingredienser i planter har et lavt indhold, og adskillelsen af de ekstraherede produkter fra den oprindelige plante ved ekstraktionsmetoder er et alvorligt spild af ressourcer og høje ekstraktionsomkostninger; kemisk syntese kræver en flertrinsreaktion, og nogle aktive ingredienser i traditionel kinesisk medicin er vanskelige at syntetisere ved kemisk syntese, selvom syntesen har ulemperne ved mange biprodukter og dårlig reaktivitetsspecificitet. Mikrobiel fermenteringsteknologi kan udnytte mikroorganismer.

Mikrobiel fermenteringsteknologi kan gøre brug af mikrobielle celler eller intracellulært enzymkatalyseret reaktionssystem til at modificere og ændre strukturen af de aktive stoffer i planteråvarer for at opnå værdifulde produkter (berigelse af effekten og reduktion af toksiske bivirkninger).

Samtidig har mikrobiel fermenteringsteknologi de fordele, at den ikke forurener og har et lavt energiforbrug. Derfor kan fermenteringsteknologi spille en vigtig rolle i udviklingen af kosmetiske råmaterialer til planteeffektivitet.