Fermentationstechnologie und kosmetische Pflanzenstoffe
Entwicklungsstand und Trends

1.1 Stand und Trends der Anwendung der Gärungstechnologie
Die Gärungstechnologie hat eine lange Geschichte, schon vor Tausenden von Jahren begannen die Menschen mit der Herstellung von Wein, Soße, Käse usw. Da die mikrobielle Fermentationsindustrie die Vorteile geringer Investitionen, schneller Ergebnisse, geringer Umweltverschmutzung, effizienter Ausdrücke usw. hat, ist sie zu einem wichtigen Bestandteil der Weltwirtschaft geworden.

Die Gärungstechnologie ist in verschiedenen Industriezweigen weit verbreitet und spielt eine wichtige Rolle, z. B. in der pharmazeutischen Industrie, der Lebensmittelindustrie, der Energiewirtschaft, der chemischen Industrie, der Landwirtschaft, dem Umweltschutz usw. Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Biowissenschaften und der Biotechnologie wird auch die Anwendung der Gärungstechnologie ausgeweitet.

1.2 Entwicklungsstand und Trends bei kosmetischen pflanzlichen Rohstoffen
Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technik und der kontinuierlichen Verbesserung des Lebensstandards der Menschen nimmt das Streben nach grünen, natürlichen und gesunden Kosmetika zu. Da die Wirkstoffe aus natürlichen grünen Pflanzen nur diesem Trend folgen, werden pflanzliche Wirkstoffe von natürlichen Schönheitsprodukten von der Mehrheit der Verbraucher verwendet.

"Grün, zurück zur Natur", der Standpunkt des Verbrauchers hat sich auch zum Mainstream der Kosmetikindustrie entwickelt, was auch dazu geführt hat, dass die Wirksamkeit von pflanzlichen Rohstoffen zu einem Brennpunkt auf dem Gebiet der kosmetischen Rohstoffforschung geworden ist. Daher hat die Entwicklung von kosmetischen Rohstoffen mit pflanzlicher Wirksamkeit einen breiten Anwendungswert und Marktaussichten.

Die Beschränkung auf die Gewinnung von Wirkstoffen aus natürlichen Pflanzen schränkt jedoch bis zu einem gewissen Grad die Wirkung und den Anwendungsbereich ein. Zum Beispiel kann die Wirksamkeit der gewonnenen pflanzlichen Wirkstoffe manchmal nur schwer den tatsächlichen Bedürfnissen entsprechen; darüber hinaus können einige pflanzliche Wirkstoffe auch bestimmte Nebenwirkungen haben.

Daher ist die Suche nach verschiedenen Aufbereitungsmethoden zur Gewinnung effizienter und sicherer pflanzlicher Wirkstoffe in den Mittelpunkt der Aufmerksamkeit der meisten Forscher gerückt. Es hat sich gezeigt, dass die Fermentationstechnologie ein gutes technisches Mittel zur Verwirklichung dieses Ziels darstellt.

Fermentationstechnologie in kosmetischen Pflanzenrohstoffen
Die Anwendung der Fermentationstechnologie bei der Entwicklung von kosmetischen Pflanzenrohstoffen

In den letzten Jahren hat eine große Zahl von Forschungsergebnissen gezeigt, dass die Fermentationstechnologie bei der Entwicklung von Rohstoffen für die kosmetische Pflanzenwirksamkeit gute Anwendungsperspektiven hat. Zunächst einmal enthalten die grünen und natürlichen Pflanzenressourcen selbst reiche Biomasseressourcen, die unbegrenzte Möglichkeiten für die Anwendung der Fermentationstechnologie bieten. Darüber hinaus hat die Fermentationstechnologie einzigartige Vorteile bei der Verbesserung der Wirksamkeit von pflanzlichen Rohstoffen und der Verringerung toxischer Nebeneffekte.

2.1 Anreicherung von Pflanzenwirkungskomponenten und Verbesserung der Wirksamkeit
Pflanzliche Wirkstoffe wie Vitamine, Aminosäuren, Mineralien, Polysaccharide, Flavonoide, Polyphenole usw. haben in der Regel eine gute feuchtigkeitsspendende, aufhellende, sensibilisierende und die Alterung verzögernde Wirkung.

Aufgrund der Einschränkungen bei den Extraktionslösungsmitteln, den Verfahren und den Zubereitungsmethoden kann die Wirksamkeit von Pflanzenextrakten, die mit traditionellen Verfahren hergestellt werden, die Erwartungen manchmal nur schwer erfüllen. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass die Fermentierung von Pflanzenrohstoffen die wirksamen Nährstoffe anreichern und die Wirksamkeit verbessern kann.

Rhodiola roseahat als hochwertige pflanzliche Ressource eine breite Palette von Anwendungen in kosmetischen Rohstoffen mit pflanzlicher Wirksamkeit. Sein Hauptwirkstoff ist Rhodiolosid.

Li Ying et al. verglichen den Gehalt an Rhodiola rosea-Glykosiden in Rhodiola rosea-Extrakt und Rhodiola rosea-Fermentationsbrühe und quantifizierten den Gehalt an Rhodiola-Glykosiden mittels HPLC. Die Ergebnisse zeigten, dass der Gehalt an Rhodiola-Glykosiden in der Rhodiola-Rosea-Fermentationsbrühe 2,39% und in dem Rhodiola-Rosea-Extrakt 1,61% betrug, und dass der Gehalt an Rhodiola-Glykosiden, der ein aktiver Bestandteil von Rhodiola rosea ist, durch die mikrobielle Fermentation um etwa 48,45% erhöht wurde.

Soja-Isoflavone sind Flavonoide, eine Klasse von Sekundärmetaboliten, die während des Wachstumsprozesses der Sojabohne gebildet werden, und sind eine Art biologisch aktiver Substanzen, von denen es hauptsächlich zwei Typen gibt: den freien Typ und den glykosidischen Typ. In fermentierter Sojamilch liegen die Soja-Isoflavone hauptsächlich in freier Form vor, während in unfermentierter Sojamilch die glykosidischen Isoflavone überwiegen.

Studien haben gezeigt, dass freie Isoflavone bioaktiver sind als glykosidische Isoflavone, so dass die Bioverfügbarkeit von fermentierter Sojamilch viel höher ist als die von nicht fermentierter Sojamilch.

Roter Ginseng ist eine Art traditioneller chinesischer Medizin und gehört zur Familie der Doldenblütler (Wucaceae). Einige Forscher haben im roten Ginseng neue Ginsenoside identifiziert, die im weißen Ginseng nicht gefunden wurden.

Hyun-SunLe et al. fanden heraus, dass fermentierter roter Ginseng im Vergleich zu rotem Ginseng einen höheren Gehalt an Glyoxylaten, Polyphenolen und Flavonoiden sowie einen höheren Gehalt an Antioxidantien und Ginsenosid-Metaboliten aufweist. Daher war die faltenmindernde und aufhellende Wirkung von fermentiertem rotem Ginseng besser.

Zhai Feihong et al. untersuchten die Auswirkungen der Festphasenfermentation von Agaricus blazei auf die Hauptnährstoffe der Körner. Der Gesamtphenol-, Aminosäure-Stickstoff-, wasserlösliche Protein- und reduzierende Zuckergehalt der Körner war positiv mit der Fermentationszeit korreliert, und die Verlängerung der Fermentationszeit begünstigte den signifikanten Anstieg des Gehalts dieser Nährstoffe in den Fermentationsprodukten.

Durch die mikrobielle Transformationstechnologie erhöhten Feng et al. die Anzahl der phenolischen Hydroxylgruppen in der traditionellen chinesischen Medizin erheblich. Färberdistel und verbesserte die antioxidativen Eigenschaften und die Bioverfügbarkeit der Färberdistel.

Die Ergebnisse zahlreicher Literaturrecherchen zeigen, dass hochwertige pflanzliche Ressourcen durch geeignete Fermentationsverfahren die Wirkungskomponenten effektiv anreichern können, was für die Lösung des Problems der unzureichenden Wirksamkeit bei der Entwicklung kosmetischer Pflanzenrohstoffe von großer Bedeutung ist.

2.2 Kann die toxischen Nebenwirkungen reduzieren
Die meisten pflanzlichen Ressourcen sind reich an Nährstoffen, die Wirkstoffzusammensetzung ist komplex, viele Pflanzenbestandteile haben bestimmte toxische Nebenwirkungen, was die effektive Nutzung der pflanzlichen Ressourcen stark beeinträchtigt.

Bei der mikrobiellen Transformationstechnologie wird eine einzelne toxische Substanz, die in Pflanzen enthalten ist, als Substrat für die mikrobielle Aktion verwendet, und durch die Beteiligung von Enzymen wird eine Biotransformation durchgeführt, um das Transformationsprodukt zu erhalten, das durch spezifische Teile verändert wurde und weniger toxisch ist als die toxische Substanz in den ursprünglichen Pflanzen, wodurch die Sicherheit der Verwendung gewährleistet wird.

Studien haben gezeigt, dass Ginseng eine immunstimulierende Wirkung hat. Es ist bekannt, dass die Immunreaktion eine wichtige Rolle bei der Wirtsabwehr spielt, aber sie kann auch Toxizität und Hautallergien verursachen.

Hyun-Sun-Lee et al. fanden heraus, dass fermentierter roter Ginseng die Tyrosinase-Aktivität und die Elastase-Aktivität wirksamer hemmt als unfermentierter roter Ginseng. In einem Hautsensibilisierungstest war die Reizsensibilisierungsrate von fermentiertem rotem Ginseng deutlich geringer als die von unfermentiertem rotem Ginseng. Eine hohe Dosis von unfermentiertem rotem Ginseng (10%) zeigte Toxizität, während fermentierter roter Ginseng eine geringere Toxizität aufwies.

Chen He et al. verwendeten den Bodensatz der traditionellen chinesischen Medizin als Hauptrohstoff und kultivierten das feste Myzel von Ganoderma lucidum durch die Methode der Feststofffermentation, das reichhaltige bioaktive Bestandteile (Polysaccharide des Myzels von Ganoderma lucidum, Triterpenoide und Proteine von Ganoderma lucidum usw.) mit einem geringen Gehalt an Schwermetallen und geringer Toxizität und Nebenwirkungen enthielt.

Strychnin ist der getrocknete reife Samen der Strychnaceae, der einen gewissen medizinischen Wert hat, aber auch eine gewisse Toxizität aufweist, was seine Verwendung als hochwertige Pflanzenressource einschränkt. Pan Yang et al. fermentierten Strychnin unter Verwendung von 20 Pilzarten wie Sophora japonica, Ganoderma lucidum und Affenkopf, und unter bestimmten biotechnologisch kontrollierten Bedingungen wurde der Gehalt an toxischen Substanzen deutlich verringert, während die Wirkstoffe in unterschiedlichem Maße verbessert wurden.

Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass toxische Substanzen durch mikrobielle Fermentation von pflanzlichen Rohstoffen bis zu einem gewissen Grad reduziert werden können, was für die Lösung des Problems der unerwünschten Reaktionen bei der Entwicklung von pflanzlichen Rohstoffen für Kosmetika aus pflanzlichen Ressourcen von großer Bedeutung ist.

Schlussfolgerung

Die Anwendung von pflanzlichen Wirkstoffen in kosmetischen Rohstoffen hat eine breite Marktperspektive, aber die meisten pflanzlichen Wirkstoffe haben einen geringen Gehalt, und die Abtrennung der extrahierten Produkte von der ursprünglichen Pflanze durch Extraktionsmethoden ist eine ernsthafte Verschwendung von Ressourcen und hohe Extraktionskosten; die chemische Synthese erfordert eine mehrstufige Reaktion, und einige Wirkstoffe der traditionellen chinesischen Medizin sind schwer durch chemische Synthese zu synthetisieren, auch wenn die Synthese die Nachteile vieler Nebenprodukte und schlechte Reaktivität Spezifität hat. Die mikrobielle Fermentationstechnologie kann Mikroorganismen nutzen.

Die mikrobielle Fermentationstechnologie kann mikrobielle Zellen oder ein intrazelluläres enzymkatalysiertes Reaktionssystem nutzen, um die Struktur der Wirkstoffe in pflanzlichen Rohstoffen zu modifizieren und zu verändern und so wertvolle Produkte zu erhalten (Anreicherung der Wirksamkeit und Verringerung toxischer Nebenwirkungen).

Gleichzeitig hat die mikrobielle Fermentationstechnologie den Vorteil, dass sie keine Umweltverschmutzung verursacht und wenig Energie verbraucht. Daher kann die Fermentationstechnologie eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Rohstoffen für die kosmetische Pflanzenwirksamkeit spielen.