多菌种联用发酵燕麦麸皮工艺优化及发用功效评价.pdf

生物技术通报技术与方法BIOTECHNOLOGY BULLETIN2023,39(9):58-70多菌种联用发酵燕麦麸皮工艺优化及发用功效评价张岳一兰社益裴海闫（北京工商大学轻工科学技术学院，北京10 0 0 48）摘要：为开发燕麦麸皮的综合利用价值，本研究采用单因素和正交试验法，优化了多菌种联用发酵法共提取燕麦麸皮-葡聚糖和燕麦多肽的工艺条件，并对发酵提取液的抗氧化能力、抑菌性和应用于发用化妆品的效果进行评价。通过对发酵过程中枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）与地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）活菌数的测定，确定了适合燕麦麸皮发酵的最优发酵组合为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌与酵母菌（Saccharomyces cerevisiae）联用，接种比7：3：5。以多肽与-葡聚糖综合得率为评定指标，通过单因素试验与四因素三水平正交试验，确定最佳发酵工艺条件为料液比1：7.5、温度30、接种量2%、发酵时间42 h，-葡聚糖和燕麦多肽得率分别为5.98%和16.2 1%。燕麦麸皮发酵液的DPPH、A BT S和羟自由基清除率分别为8 9.0 0%、99.50%和93.01%,ICso分别为8 9.35、1.315和91.2 6 mg/mL。此外，发酵液对大肠埃希菌（Escherichia coli）金黄色葡萄链球菌（Staphylostreptococcusaureus）和马拉色菌（Malasseziafurfur）具有抑制效果，最小抑菌浓度分别为12.5、2 5和12.5mg/mL。发酵提取液在增加发丝光泽度、修护毛鳞片、改善干梳理性、增加-角蛋白还原能力方面均有显著效果。综合3种提取工艺的目标活性物质含量的检测及功效评价，实验发现发酵提取工艺相较于热提取法与酶解提取法，对-葡聚糖与多肽的综合提取效率提升，且在抗氧化、抑菌、修护毛鳞片与还原角蛋白功能上有更高的活性，为燕麦麸皮在发用化妆品领域的应用提供依据。关键词：发酵；燕麦麸皮；多菌种；工艺优化；抗氧化；抑菌；发用功效评价D0I:10.13560/ki.biotech.bull.1985.2023-0163Process Optimization of Multi-strain Fermented Oat Bran and HairAbstract:The fermentation conditions for co-extraction of-glucan and polypeptide from oat bran by mixed bacteria and yeast culturewere optimized using single factor and orthogonal test.The fermentation broth was analyzed for antioxidant and bacteriostatic performance,as well as application in hair protection.The optimal strain mixture for fermentation contained Bacillus subtilis,Bacillus licheniformis andSaccharomyces cerevisiae at an inoculation ratio of 7:3:5 by detecting of the viable number of B.subtilis and B.licheniformis duringfermentation.The optimized fermentation conditions,resulting in-glucan yield at 5.98%and oat polypeptide yield at 16.21%,were found to bethe ratio of solid to liquid at 1:7.5,temperature at 30,i n o c u l a t i o n v o l u me a t 2%a n d f e r me n t a t i o n t i me f o r 42 h a n d t h e ma i n a n d s e c o n d a r yorder of the effects of various factors on the fermentation yield of oat bran is material liquid ratio inoculation amount fermentation time fermentation temperature.The fermentation broth reduced the radical formation as the radical scavenging rate of DPPH,ABTS and hydroxylradical was 89.00%,99.50%and 93.01%,respectively,with ICso of 89.35,1.315 and 91.26 mg/mL,respectively.The antibacterial activity ofthe fermentation broth against Escherichia coli,Staphylostreptococcus aureus and Malassezia furfur was analyzed and the minimum inhibitoryconcentration was 12.5,25 and 12.5 mg/mL,respectively.The fermentation broth had significant effect on increasing hair glossiness,repairinghair scales,reducing dry hair combing force and improving reducibility of-keratin.Based on the detection of the target active substance content封Efficacy EvaluationZHANG Yue-yi LAN She-yi PEIHai-run FENG Di(School of Light Industry,Beijing Technology and Business University,Beijing 100048)收稿日期：2 0 2 3-0 2-2 7作者简介：张岳一，女，硕士研究生，研究方向：植物资源发酵技术；E-mail：w s y 2 6 2 52 5 12 6.c o m通讯作者：兰社益，男，副教授，研究方向：植物资源开发和利用；E-mail:2023,39(9)and the evaluation of its efficacy in three extraction processes,the experimental results showed that the fermentation extraction process improvedthe comprehensive extraction efficiency of-glucan and peptides compared to the heating extraction method and enzymatic extraction method,and had higher activity in antioxidant,antibacterial,repairing hair scales,and reducing keratin functions.Key words:fermentation;oat bran;multiple strains;process optimization;antioxidation;bacteriostasis;hair ficacy evaluation燕麦（Avena sativaL.）富含蛋白质和膳食纤维，尤以球蛋白与-葡聚糖含量最高11，在禾谷类粮食中均居首位。麸皮是燕麦加工中的主要副产物，廉价易得，相比于燕麦胚乳，麸皮中蛋白所占比例更高，可达到15%-2 0%，除此之外，燕麦-葡聚糖也在麸皮的糊粉层和亚糊粉层中富集【2 。燕麦蛋白经过降解，可获得比原蛋白生物活性更好的燕麦多肽，燕麦多肽较燕麦蛋白具有更好的加工性能、理化性能、水合性质以及溶解性3。ProvitalGroup公司生产的HydrolyzedOat由控制酶法水解燕麦蛋白制得，添加至护发类产品中，起到调理、修复、成膜保湿等作用。对成纤维细胞的增殖和皮肤胶原蛋白的合成均具有显著的促进作用3。多肽可作为发用洗护产品的原料，小分子多肽有利于毛发吸收，并帮助恢复角蛋白中的二硫键，修护毛鳞片角蛋白【4。目前燕麦多肽制备多采用酶解法，陈敏5 以燕麦粉为原料，使用碱性蛋白酶制备燕麦多肽，得率达17.0 2%。但是蛋白质通过酶解获取多肽会产生苦味和臭味，影响产物的感官品质，且费用较高。燕麦麸皮中的-葡聚糖具有较强的吸附小分子的能力，能和多酚通过氢键、疏水相互作用等结合，形成的多糖多酚复合物能为机体提供持久的抗氧化能力6 。燕麦-葡聚糖的大分子结构可作为天然保湿剂添加到发用化妆品中，-葡聚糖分子覆盖于头发表面可起到增加发丝湿度、强度的作用，强化头发的韧性【7 。且因其具有保湿性，能够改善头皮屑、皮脂和发痒。目前燕麦-葡聚糖的提取方法主要有水提法、热提取法、超声辅助提取法等。热提取法的提取条件较为温和,因此能够在较大程度上保留-葡聚糖的物理性质，可作为一种-葡聚糖的基础提取方法。李楠等8 以燕麦全粉为原料，采用热提法制备燕麦-葡聚糖，得率达4.36%。但热提法料液过于浓稠，不易分离，提取效率较低。虽然分别提取燕麦多肽和-葡聚糖已经达到较张岳一等：多菌种联用发酵燕麦麸皮工艺优化及发用功效评价59高得率，但目前常用的提取方法尚存在一定缺陷，相比之下，发酵提取法具有反应条件温和简单、提取率高、产物活性高及废料可回收等优势【9)。盖梦等【10 使用枯草芽孢杆菌发酵燕麦制备降压肽，血管紧张素转化酶抑制活性达6 3.96%。刘新琦等1通过接种高活性干酵母发酵提取-葡聚糖，得率为5.21%，与传统水提法相比提高了6 0.8%。然而，通过一次性工艺同时提取燕麦多肽与燕麦-葡聚糖的研究较少，现有文献中也缺少两种混合功能成分应用到护发类化妆品的评价。因此，本研究将通过多菌种联用发酵法同时提取燕麦多肽和燕麦-葡聚糖，并与热提取燕麦-葡聚糖和酶解提取燕麦多肽进行比较，对3种提取液的功能成分得率、抗氧化活性、抑菌活性与发用功能进行研究分析，以期为燕麦麸皮发酵液发用领域的应用提供理论支撑。1材料与方法1.1材料1.1.1仪器无菌操作台SW-CJ-1FD，广州瑞智净化设备有限公司；全温振荡培养箱TCYQ，苏州市培英实验设备有限公司；恒温生化培养箱LRH-70，上海一恒科学仪器有限公司；可见分光光度计VCX130，苏州索尼克超声科技有限公司；立式压力蒸汽灭菌器LS-35HD，江阴滨江医疗设备有限公司；酶标仪MULTISKANMK3、SEM 扫描电镜Q45，赛默飞世尔科技（中国）有限公司；扫描差热分析仪Q20，沃特世科技（上海）有限公司。1.1.2试验材料燕麦麸皮，市售；枯草芽孢杆菌（Ba c illu s s u b t ilis）A S1.8 92、地衣芽孢杆菌（Bacilluslicheniformis）CG M CC1.8 0 7、糠马拉色菌（Malasseziafurfur）A T CC4434、大肠埃希菌（Escherichia coli）金黄色葡萄链球菌（Staphylococcusaureus）：北京生物保藏中心；高活性干酵母（Saccharomyces）：安琪酵母股份有限公司；酵母浸粉、蛋白陈、胰蛋白陈、琼脂：北京奥博星生物技术；葡萄糖、七水合硫酸亚铁、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠：福晨化学试剂有60生物技术通报BiotechnologyBulletin2023,Vol.39,No.9限公司；碱性蛋白酶Alcalase3.07（1.8 10 U/g）：诺维信Novozymes；纤维素酶（1.0 10 U/g）：山东隆科特酶制剂有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（D PPH）：梯希爱化成工业发展有限公司；3-乙基-2-亚硝基亚胺-2,3苯噻唑（ABTS）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；L-抗坏血酸（维生素C,Vc）：北京索莱宝科技有限公司；过氧化氢：北京化工厂；水杨酸：北京博奥拓达科技有限公司；十二烷基醚硫酸钠（SLES）：山东金丽源化工科技有限公司；标准发束17 cm1.5cm、蓬松发束2 7 cm1.0cm。1.1.3培养基LB培养基（g/L）：胰蛋白陈10.0、酵母浸出粉5.0、氯化钠10.0；Leeming&Notman培养基（g/L）【12】：蛋白陈10.0、葡萄糖10.0、酵母浸粉1.0、牛胆盐4.0、甘油1.0、单硬脂酸甘油酯0.5、吐温6 0（聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯）1.0、全脂奶10.0、橄榄油40.0、氯霉素0.5。1.2方法1.2.1热提取法制备-葡聚糖提取液（heatingextract,HE）燕麦-葡聚糖提取采用热提法【8 。取燕麦麸皮5g，加10 5mL蒸馏水（料液比1：2 1）于2 50 mL烧杯中，搅拌混合使料液成均匀分散体系，用浓度1mol/L的NaOH溶液调节pH值至10.9，将料液置于8 5水浴中搅拌加热1.9h。提取结束后用浓度1mol/L的HCl溶液调节pH值至7.0，离心取上层液，定容至10 0 mL。1.2.2酶解法制备多肽提取液（enzyme extract,EE）燕麦多肽提取采用酶解法提取13。取燕麦麸皮5g，加50 mL蒸馏水（料液比1：10）于250mL烧杯中，添加纤维素酶15mg与碱性蛋白酶150 mg，搅拌混合使料液呈均匀分散体系，用1mol/LNa0H溶液调节pH值至9.0-9.5。6 0 水浴搅拌加热3h后，用浓度1mol/L的HCl溶液调节pH值至7.0，离心取上层清液，定容至50 mL。1.2.3菌种接种比确认在料液比为1：10 的燕麦麸皮培养基中分别以2%（体积分数）的总接种量接种枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌与酵母菌的菌液进行发酵培养，接种比例保持（枯草芽孢杆菌：地衣芽孢杆菌）：酵母菌=2：1，其中枯草芽孢杆菌：地衣芽孢杆菌分别为9：1、7：3、5：5、3：7 和1：9；发酵过程中第2、4、6、8、10、12、18、2 4、30 和36小时取发酵液稀释一定倍数，涂布至LB培养基中统计菌落形成单位（CFU），每组实验设3个平行。1.2.4燕麦麸皮发酵液（fermentedextract，FE）制备与发酵工艺优化1.2.4.1单因素实验选取发酵时间（18、2 4、30、36、42 和48 h）、接种量1%、2%、3%、4%、5%和6%（体积分数）、料液比（1：5、1：7.5、1：10、1：15、1：2 0 和1：30）和发酵温度（2 8、30、32、34、36 和48）为单因素，其他条件保持一致，发酵结束后再次灭菌，用浓度1mol/L的HCl溶液调节pH值至7.0，离心取上层清液定容至30 mL，每组实验设3个平行。1.2.4.2正交试验在单因素试验的基础上，进行四因素三水平正交试验，正交试验因素水平如表1所示。表1正交试验设计Table1Orthogonal experimental design因素Factor水平A料液比LevelSolid-liquid ratio Temperature/T i me/h11:521:7.531:101.2.5多肽得率测定采用双缩脲法检测多肽含量。取18 支试管分3组，分别加人0、0.2、0.4、0.6、0.8和1.0 mL的10 mg/mL标准牛血清蛋白溶液，用蒸馏水补足到1mL，加入4mL双缩脲试剂A液与0.2mL双缩试剂B液。充分摇匀后室温（2 0-2 5）放置30 min，于540 nm波长下测定吸光度。未加蛋白质溶液作为空白对照液。以蛋白含量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。多肽得率计算公式CxV多肽得率(%)=100%m式中C：多肽的质量浓度（mg/mL）；V：样品总体积（mL）；m：燕麦麸皮质量（g）。1.2.6-葡聚糖得率测定采用刚果红法检测-葡聚糖含量【14。取18 支试管分3组，分别加入0、0.2、B温度283032C时间D接种量Inoculation amount/%3023634242023,39(9)0.4、0.6、0.8 和1.0 mL的0.1mg/mL-葡聚糖标准溶液，用蒸馏水补足到2.0 mL，加4.0 mL刚果红溶液摇匀后室温（2 0-2 5）放置10 min，于550 nm波长下测定吸光度，以0 号管中反应液作空白调零。取测定的平均值，以葡聚糖的含量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。-葡聚糖得率计算公式如下：-葡聚糖得率(%)=式中C：葡聚糖的质量浓度（mg/mL）；V：样品总体积（mL）；m：燕麦麸皮质量（g）。1.2.7抗氧化活性测定1.2.7.1DPPH清除活性的测定15】葡聚糖提取液、多肽提取液用蒸馏水配制成浓度为1、5、10、2 5、50、10 0、2 0 0、40 0、8 0 0 m g/m L的溶液。选取0.1 mg/mL的维生素 C 溶液作为阳性对照。取2 mL不同浓度的样液与2 mL DPPH溶液加人离心管充分混合，室温下避光反应30 min，离心1min，取上层清液于517 nm测定吸光值A。计算公式如下：DPPH清除率(%)=式中，A。为DPPH溶液+无水乙醇在波长517nm处吸光度；A为DPPH溶液+样品溶液在波长517nm处吸光度；Az为无水乙醇+样品溶液在波长517nm处吸光度。1.2.7.2ABTS清除活性的测定溶液配制同1.2.7.1。选取0.4 mg/mL的维生素 C溶液作为阳性对照。取200L样品加入10 LABTS溶液，室温下静置6min，于7 34nm测定吸光值A。计算公式如下：ABTS清除率(%)=100%Ao式中，A。为ABTS溶液+蒸馏水在波长7 34nm处吸光度；A,为ABTS溶液+样品溶液在波长7 34nm处吸光度；Az为蒸馏水+样品溶液在波长7 34nm处吸光度。1.2.7.3羟自由基清除活性测定各组样品溶液浓度为10、15、2 5、50、10 0、2 0 0、40 0、8 0 0 mg/mL。选取2.0 mg/mL的维生素C溶液作为阳性对照。取张岳一等：多菌种联用发酵燕麦麸皮工艺优化及发用功效评价Ao-(A,-A,)OH清除率(%)=100%Ao式中，A为蒸馏水+FeSO4溶液+H,O,溶液+水杨酸溶液在波长536 nm处吸光度；A，为样品溶液+FeSO4溶液+H,02溶液+水杨酸溶液在波长536nm处吸光度；A,为样品溶液+FeSO4溶液+蒸馏水CxV100%m将发酵液、Ao-(A,-A,)100%AAo-(A,-A,)61200L样品于536 nm测定吸光值A。计算公式如下：+水杨酸溶液在波长536 nm处吸光度。1.2.8抑菌活性测定1.2.8.1菌悬液制备将金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌接于LB培养基，37 培养18 h取出，使用无菌水调整菌悬液浓度约10-10 CFU/mL，取马拉色菌接种于Leeming&Notman培养基,37 培养5d取出，使用无菌水调整菌悬液浓度约10-10 CFU/mL。1.2.8.2抑菌圈的测定通过纸片法测定提取物对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、马拉色菌的抑菌圈直径。吸取10 0 L菌悬液滴加到对应的琼脂平板上涂布均匀，待其表面无水后用无菌镊子将直径6 mm的灭菌滤纸片贴附于培养基上，吸取2 0 L燕麦麸皮提取液滴至滤纸片上，对照组使用等量无菌水。金黄色葡萄链球菌、大肠埃希菌37 培养18 h，马拉色菌37 培养5d后取出，测量抑菌圈直径，每组做5个平行。1.2.8.3最小抑菌浓度测定16 】液与琼脂培养基等体积混合，制备递减浓度抑菌药物平板，然后把细菌点种在培养基的表面，金黄色葡萄链球菌、大肠埃希菌37 培养18 h，马拉色菌37培养5d，抑制受试菌种生长的最低抑菌物质浓度，即为最小抑菌浓度。1.2.9发用功效评价1.2.9.1光泽度改善将发束用10%SLES进行基础清洗，平衡干燥后，使用光泽度测试仪测量发束的光泽度参数值，每束发束均匀测量10 次。随后再以10%SLES进行清洗。样品组取约0.2 g样品均匀涂抹于发束上，对照组使用等量蒸馏水操作，揉搓1min，停留10 min，蒸馏水洗净。完成后将发束悬挂在（2 6 2），（6 0 10）%相对湿度的恒温恒湿室中干燥平衡2 4h，再次测量发束的光泽度参数值10次。将梯度稀释的提取62生物技术通报BiotechnologyBulletin2023,Vol.39,No.91.2.9.2修护毛鳞片能力法与1.2.9.1相同，从经处理发束中随机取10-2 0 根发丝，对发丝进行电镜扫描。1.2.9.33干梳理性发束处理与样品使用方法与1.2.9.1相同，使用头发多功能测试系统（Combing）进行发束的干梳测试，记录干梳理功与干梳理最大负荷，每个样品重复5次。1.2.9.4-角蛋白还原能力发束处理与样品使用方法与1.2.9.1相同，将发束切割成1.0 mm左右的片段，选取15组发束片段，使用扫描差热分析（DSC）仪测试头发的DSC曲线，获得吸收峰峰值温度（Td）和平均吸收峰面积（Hd），并计算相对螺旋含量（RH C），RH C越小，头发受损程度越大：RHC(%)=AHdo1.2.10数据统计分析实验所得数据结果均以“meanSD”的形式表示，使用正交设计助手软件进行正交设计与分析，利用OriginPro2021软件对试验结果进行整理作图、ICso计算和显著性分析。A+枯草芽孢杆菌B.subtilis地衣芽孢杆菌B.licheniformis0.4(,Tu.n.D.0Tx)0.30.20.10.005101520253003540培养时间Culture time/hD0.4+地衣芽孢杆菌B.licheniformis(,Tu.ndO,01x)0.30.20.10.00510152025303540培养时间Culture time/h图1枯草芽孢杆菌与地衣芽孢杆菌在接种比9：1（A）、7：3（B）5：5（C）3：7（D）和1：9（E）时的生长曲线Fig.1 Growth curves of Bacillus subtilis and Bacillus licheniformis in inoculation proportion of9:1(A),7:3(B),5:5(C),3:7(D)and1:9(E)发束处理与样品使用方AHd100%B0.4(,.TU.NHD,OIx)0.30.20.10.005101522025303540培养时间Culture time/h枯草芽孢杆菌B.subtilis地衣芽孢杆菌B.licheniformisE0.4+枯草芽孢杆菌B.subtilis0.3(.Tu.nd0.01x)0.20.10.00510152025303540培养时间Culture time/h2丝结果2.1提取工艺优化2.1.1菌种接种比优化如图1所示，在所有接种比例下，地衣芽孢杆菌生长曲线为经典S形，但有较长迟滞期，均在8 h活菌数最少，随后菌量再次增长。发酵液黏度在发酵3h后下降，鉴于此时仅枯草芽孢杆菌生长，应为该菌产生的蛋白酶快速降解料液中蛋白质导致，溶氧量增加枯草芽孢杆菌数量快速上升但很快被抑制，后期不同接种比的枯草芽孢杆菌均出现第二次生长。增加地衣芽孢杆菌接种比例，当枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌接种比7：3时，两菌种的活菌数在发酵后期都能达到最大（图1-B）。然而，进一步增加地衣芽孢杆菌接种比，并没有缩短迟滞期，且两菌种的活菌数均有所下降，可能是燕麦麸皮中-葡聚糖的释放，增加了料液黏稠度，减缓菌种繁殖速度和生物量。菌种生长受多方面因素影响，从生长曲线观察在枯草芽孢杆菌与地衣芽孢杆菌接种比7：3时，两菌种均有相对较好的活力，后续将选用7：3接种比对燕麦麸皮进行发枯草芽孢杆菌B.subtilis+地衣芽孢杆菌B.licheniformisC(,-Tu.ndD,01x)一枯草芽孢杆菌B.subtilis0.4地衣芽孢杆菌B.licheniformis0.30.20.10.00510152025303540培养时间Culture time/h2023,39(9)酵提取。2.1.2扶提取工艺条件优化随发酵时间的延长，燕麦多肽及燕麦-葡聚糖得率均上升，36 h时葡聚糖得率达到最高得率5.2 3%，42 h时燕麦多肽得率达到最高得率14.33%（图2-A），之后随发酵时间延长，得率持平不再上升，发酵至42 h时反应已充分，继续延长时间得率也不再提升。当总接种量为2%（体积分数）时，多肽和-葡聚糖得率均达到最高，分A+多肽得率Peptide yield15114+-葡聚糖得率-glucan yield131211%/PI率765432182430364248发酵时间Fermentation time/hC18张岳一等：多菌种联用发酵燕麦麸皮工艺优化及发用功效评价56接种量Inoculation amount/%多肽得率PeptideyieldD173-葡聚糖得率-glucan yield63别为15.33%和5.2 1%，其中多肽得率呈现出先上升再下降的趋势（图2-B）。发酵温度30 时，多肽和-葡聚糖得率均达到最高，分别为15.36%和5.30%（图2-C），此时枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和酵母菌均处于相对适宜的生长温度。当料液比为1：7.5时，多肽得率、-葡聚糖得率均达到最大，分别为15.62%和5.8 4%（图2-D），当料液比由1：7.5降至1：10 时，得率开始下降，原因或为料液过稀不能B+多肽得率Peptide yield+-葡聚糖得率-glucan yield%/PI0率6L0432-0123多肽得率Peptideyield-葡聚糖得率-glucan yield4%/PI率%/P0X率影65432-028发酵温度 Fermentation temperature/C图2 发酵时间、接种量、温度和料液比对多肽、-葡聚糖得率的影响Fig.2 Effects of fermentation time,inoculation volume,temperature and solid-liquid ratio on peptides and-glucanyield为菌种提供足够营养从而影响提取效率。2.1.3正交试验结果正交结果如表2 所示。由极差分析可知，料液比A、发酵温度B、发酵时间C、接种量D对得率的影响大小依次为ADCB，最佳工艺条件为料液比1：7.5，发酵温度30，发酵时间42 h，接种量3%（A,B,C,D），后经实验验证，该条件下制备发酵液多肽得率16.2 1%，-葡聚糖得率5.98%。303223436381:51:7.51:101:151:20料液比Solid-liquid ratio2.1.4不同提取方法多肽、-葡聚糖得率对比如图3所示，热提取法和酶解法仅对一种功能因子有较高的提取效率,发酵提取可同时高效提取多肽和-葡聚糖。葡聚糖提取液黏稠度高，澄清度较低；多肽提取液有较明显的苦臭味，轻微浑浊，上层有难处理的漂浮物；发酵液呈琥珀色，透明澄清，有类似水果香气，或因酵母在发酵过程中消耗原料中淀粉等物质，改善感官品质。1:3064生物技术通报Biotechnology Bulletin2023,Vol.39,No.9表2 正交试验结果及分析Table 2 Orthogonal test results and analysis因素Factor试验号A料液比Test numherSolid-liquid ratio112131425262738393K17.319K210.170K38.989R2.851注：综合得率=（权重占比）多肽得率（50%）+-葡聚糖得率（50%）Note:Yield=（w e i g h t r a t i o）Pe p t i d e y i e l d （50%）+-glucan yield（50%）-葡聚糖得率B温度C时间D接种量Temperature/Time/h1122331223311321328.7508.5639.1208.1558.6089.7600.4121.605多肽得率-glucan yield/%Peptide yield/%Inoculation amount/%1233122317.6119.7019.1662.090综合得率Comprehensiveyield/%2.0129.5193.96011.6754.53512.2175.52514.0036.05514.3125.59515.5345.82515.6215.50213.2192.45011.3225.7657.8178.3769.76410.18310.56410.7239.3606.8861816141086420Heating extract图3不同提取方法多肽、-葡聚糖得率对比Fig.3 Comparison of peptide and-qlucan yields by diffe-rentextractionprocesses2.2抗氧化活性2.2.1DPPH清除率如图4-A所示，葡聚糖提取液、多肽提取液与发酵液对DPPH自由基均具有较为显著的清除作用，发酵液的清除率最高达到8 9.0 0%。在50-2 0 0 mg/mL范围内，发酵液对DPPH自由基的清除率由19.53%上升至7 3.0 9%。图4-B反映了不同提取液对DPPH自由基的ICso值，发酵液 ICso值为8 9.35mg/mL，低于0.1mg/mL维生素C（135.8 0mg/mL)，具有显著性差异（P0.001)。多肽得率Peptideyield-葡聚糖得率-glucan yield热提2.2.2ABTS清除率如图5-A所示不同提取液对ABTS均具有较为显著的清除作用，发酵液与多肽提6取液的清除率均达到99.40%。在浓度50 mg/mL时，5发酵液对ABTS的清除率即达到7 5.0 2%，且在0-2 0 04mg/mL浓度范围内，清除率高于其他组。图5-B反5映了不同提取液对ABTS的ICso值，发酵液的ICso2值为1.315mg/mL，显著低于0.4mg/mL维生素C(2.366 mg/mL)。0酶解发酵Enzyme extract Fermentation extract2.2.3羟自由基清除率如图6-A所示不同提取液对羟自由基均有清除作用，发酵液的清除率达到93.00%，与2.0 mg/mL的维生素C相当。图6-B反映了不同提取液对羟自由基的ICso值，发酵液的ICso值为91.2 6 mg/mL，低于2.0 mg/mL维生素C的107.74 mg/mL。2.3抑菌活性由表3可知，葡聚糖未显现抑菌性。多肽提取液对金黄色葡萄链球菌的MIC为6.2 5mg/mL，对大肠埃希菌的MIC为6.2 5mg/mL，而对马拉色菌的MIC为1.56 mg/mL；发酵液对金黄色葡萄链球菌的MIC为6.2 5mg/mL，对大肠埃希菌的MIC为3.12mg/mL，而对马拉色菌的MIC为6.2 5mg/mL。相比于其他方法，发酵提取液对3种细菌的抑菌圈直径2023,39(9)A100806040200B350300250200150100500HE：葡聚糖提取液；EE：多肽提取液；FE：燕麦麸皮发酵液。*P0.05；*P0.01；*P 0.0 0 1。下同HE:Glucan extract;EE:peptide extract;FE:oat bran fermentation extract.*P0.05;*P0.01;*P0.001.The same below图4不同提取方法DPPH清除率与ICso对比Fig.4Comparison of DPPH clearance rate and ICso underdifferent extraction methods均最大，结合对于3种细菌的抑菌圈直径分析，发酵液对于3种菌的抑菌性高于多肽提取液，对金黄色葡萄链球菌的抑制低于大肠埃希菌与马拉色菌。2.4发用功效评价2.4.1光泽度分析结果如图7 所示，经不同提取液处理的发丝较对照组相比，光泽度变化值提升均具有显著差异（P0.001），具有改善发束光泽度的效果。发酵液较低于葡聚糖提取物与多肽提取物，或因葡聚糖提取物与多肽提取物中含较大分子量的燕麦蛋白，可附着于发丝表面，改善发丝光泽度与柔顺度。2.4.2干梳理性改善效果分析通过图8 头发多功能测试系统分析结果可以看出，葡聚糖提取液、多张岳一等：多菌种联用发酵燕麦麸皮工艺优化及发用功效评价EEHEFEVc0200样品浓度Sample concentration/(mgmL)VcHE65A100F806040200400600*EEFEEEHEFEVc8000样品浓度 Sampleconcentration/(mgmL)B2.52.01.51.00.50.0图5不同提取方法ABTS清除率与ICso对比Fig.5Comparison of ABTS clearance rate and ICso underdifferent extraction methods肽提取液与发酵液的干梳理功（图8-A）和干梳理最大载荷（图8-B）小于对照组且结果均具有显著差异，表示测试样品具有改善发束干梳梳理、减少打结的效果。3组之间干梳理最大载荷和干梳理功差异不显著。2.4.3-角蛋白还原能力分析头发-角蛋白DSC曲线在2 30-2 50 有一个被标记为-螺旋峰的吸热峰，峰值温度（Td）被定义为-螺旋峰的变性温度；峰的面积（Hd）表示为变性恰，指的是-螺旋峰变性所需的能量（每克干发吸收的热量），Hd用于计算相对螺旋含量，峰面积越小，-角蛋白受损程度越大。如图9所示，经葡聚糖提取液、多肽提取液与发酵液处理的发丝的-螺旋峰的变性温度较对照组均有提升，RHC分别为95.0 4%、8 6.0 2%、100.01%，相比于对照组均体现出对-角蛋白的还200VcHE400*EE600*800FE66生物技术通报BiotechnologyBulletin2023,Vol.39,No.9AB图6 不同提取方法的羟自由基清除率与ICs对比Fig.6 Comparison of hydroxy radical scavenge rates andICso under different extraction methodsTable3Bacteriostatic diameter and minimum inhibitory concentration of different extract组别抑菌种类GroupStrains对照组金黄色葡萄链球菌Control group大肠杆菌马拉色菌葡聚糖提取液金黄色葡萄链球菌Heating extract(HE)大肠杆菌马拉色菌多肽提取液金黄色葡萄链球菌Enzymatic extract(EE)大肠杆菌马拉色菌燕麦麸皮发酵液金黄色葡萄链球菌Fermentation extract(FE)大肠杆菌马拉色菌原能力，对受损发质起到修复作用，其中燕麦麸皮100发酵液修复力最显著。802.4.4毛鳞片修复能力分析SEM是应用电子束在60样品表面扫描激发二次电子成像的电子显微技术。由于它的高分辨率，运用其对头发表面的形貌进行40分析，可以直观检测头发受损程度。EE20HEFE