[发明专利]一种极端红曲霉高粱发酵产物的制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种极端红曲霉高粱发酵产物的制备方法和应用，属于微生物发酵技术领域。将毛红曲霉YX‑1125的种子液接种于高粱发酵培养基，于黑暗条件下进行好氧发酵，得到极端红曲霉高粱发酵产物。本发明的极端红曲霉高粱发酵产物富含多种有益于皮肤的活性成分，其对光老化等外源胁迫导致的皮肤黑色素产生、皮肤微生态失衡、皮肤敏感、皮肤炎症、皮肤屏障受损、皮肤弹性丧失和皮肤皱纹产生等各项指标中，均有较好的抑制效果，可被认为是一种安全而优秀的皮肤护理产品原料。本发明率先开发基于毛红曲霉YX‑1125这一酱香白酒酿酒微生物的抗光老化等抗逆性功能化妆品原料提供科学依据，具有较大的经济价值与学术意义。

技术领域

本发明属于微生物发酵技术领域，具体涉及一种极端红曲霉高粱发酵产物的制备方法和应用。

背景技术

皮肤会随着时间的推移经历不可逆的老化。并且，皮肤直接暴露于外环境中，容易受到阳光的影响。研究表明，光老化是导致皮肤老化的主要外因，80％以上的面部老化由阳光中的紫外线(UV)引起。光老化皮肤与自然老化皮肤最重要的组织学差异是光老化皮肤真皮组织内无定形弹性纤维呈现过度积累状态，胶原纤维出现明显的异常断裂和结构紊乱。老化的皮肤除美观性下降外，其防御损伤的功能也明显减弱：受过量UV照射后皮肤屏障的完整性被破坏、分泌功能明显下降导致罹患皮肤炎症甚至皮肤恶性肿瘤的风险明显增加。所以，预防光老化，防止其对皮肤屏障的破坏，对防治皮肤相关疾病有重要意义，具有显著的学术价值和巨大的应用潜力。

氧化应激在皮肤光老化的发展过程中扮演了核心角色。当光照射皮肤以后，光能被细胞内色素团，如NADH-/NADPH、色氨酸或核黄素等所吸收，在分子氧存在的情况下，色素团会被激活形成一系列的氧化产物和活性氧，包括超氧阴离子、羟基自由基和O₂衍生的非自由基物如H₂O₂等。在强度过高的UV照射下，胞内产生ROS越来越多并超过胞内氧化还原平衡的调节能力，将导致两个结果：

(1)高水平的ROS将破坏细胞的结构和功能，并导致细胞释放白细胞介素家族IL-1、IL-6、IL-8、IL-10和TNF-α等系列炎症介质，使局部皮肤发生炎症；

(2)ROS可介导激活RTKs信号级联放大，激活多条细胞凋亡相关信号通路，导致胶原生成减少、基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinase，MMPs)合成增多，最终促进皮肤衰老，引起皮肤疾病。

益生菌与植物的发酵产物，又被称为后生元(postbiotics)，因富含短链脂肪酸(SCFAs)、生物碱、活性肽等与人类健康有关的代谢产物，而被广泛证实具有维护上皮屏障健康、调节免疫应答和提高机体抗氧化水平的功能。近年来，陆续有研究者表明这类发酵产物也具有优秀的抗皮肤光老化效果。2018年Shin等采用乳酸菌发酵藿香叶，证明能明显降低MMP-2和MMP-9的水平，有效减少光照后胶原蛋白的降解；2020年Kang等发现布氏乳杆菌(发现于泡菜中)发酵植物的提取物，可有效抑制阳光诱导的弹性蛋白酶活性和MMPs的表达，促进皮肤胶原蛋白的合成。根据现有文献分析，基于益生菌与植物发酵产物抗皮肤光老化的研究正处于初期探索阶段，其菌种选择还有较大优化空间，关键性代谢产物及其调控方式还不清楚，相关作用机制还不清晰，具有巨大的研究价值。

极端环境下生长的微生物，为了适应生存，经自然选择，通常具有独特的响应机制和代谢产物，以应答因强烈胁迫因子带来的高浓度ROS。从生物技术的角度来看，这种代谢路径和基因表达的可塑性使得极端微生物应用前景广阔，因为它们能够适应不利的环境，并在特定条件下提供高效的酶和丰富的抗氧化代谢产物。作者的极端环境微生物发酵研究工作始于2017年，在国际上首次发现了能够利用尼古丁耐受丝状真菌在高浓度尼古丁胁迫下发酵烟叶生产高活性的糖化酶，在后续研究中，通过代谢分析发现，该极端微生物还大量分泌了有机酸和不饱和脂肪酸等抗氧化和抗炎症代谢产物，以应对环境胁迫带来的ROS损伤。关于极端微生物发酵产物的抗氧化性或抗炎性方面的巨大潜力，尽管国内外学者开展了少量研究，主要集中于环境领域。