DOI：10.13550/j.jxhg.20250133
《精细化工》, 2026, 43(4): 872-880.
透明质酸复合乳酸菌发酵物制备及抗氧化、抗炎和修复皮肤屏障活性
张 梦1，史豆豆2，崔米米2，李金勇1，张佳婵1*，王昌涛1*
（1. 北京工商大学 轻工科学与工程学院，北京 100048；2. 北商加美科技有限公司，北京 100037）
写作背景
透明质酸（HA）是一种天然高分子生物聚合物，具有很强的水合作用，重均相对分子质量（Mw）分布较宽，其生物学效应在很大程度上取决于Mw。为了扩大HA的应用，有目的地调控HA的Mw，是近年来的研究热点。目前，出现了许多降解HA的方法，包括化学降解、物理降解和酶降解。值得注意的是，微生物发酵法正逐渐取代传统的提取技术来降解HA。微生物发酵技术可以利用微生物新陈代谢产生高效的酶，
这些酶在较低的温度和中性环境下具有较强的活性，能够快速且高效地降解HA。发酵过程中，通过调节微生物的生长环境，可以在不同的时间段和条件下调节酶的活性，从而实现对HA的Mw的定向控制。乳酸菌是一类革兰氏阳性菌，能利用自身的酶系代谢糖、氨基酸等营养物质，其中包含发酵乳杆菌和嗜酸乳杆菌等。但目前对乳酸菌降解HA过程中相对分子质量变化规律的研究较少。
本文拟使用发酵乳杆菌和嗜酸乳杆菌发酵高Mw的HA，控制其Mw在400 kDa左右，检测发酵作用对HA的主要成分变化的影响，对HA发酵物（FHA）进行细胞内的抗氧化、抗炎和修复皮肤屏障作用评估，最后测定其安全性。以期为HA在化妆品中的安全使用、功效验证及配方使用提供科学依据和数据支持。
摘要：为实现透明质酸（HA）的重均相对分子质量（Mw）的绿色高效调控及提升其功能多样性，较高Mw（约1300 kDa）的HA经发酵乳杆菌和嗜酸乳杆菌混合发酵，制备了低Mw的HA发酵物（FHA）。采用咔唑法、苯酚-硫酸法、DNS微板法和考马斯亮蓝蛋白浓度测定法对FHA的HA、总糖、总还原糖、总多糖和总蛋白含量进行了测定；通过高效凝胶过滤色谱法测定了FHA的相对分子质量分布；通过抗氧化、抗炎和修复皮肤屏障实验，考察了FHA的生物活性；采用鸡胚绒毛尿囊膜实验，评价了其生物安全性。结果表明，FHA的Mw显著降至约400 kDa，总糖、总还原糖、总多糖和总蛋白的含量分别为(870.79±13.98)、(379.75±2.23)、(491.04±23.57)、(3.45±0.71) mg/g。质量浓度200 μg/mL的FHA在细胞水平具有显著的抗氧化和抗炎作用，能够提升紫外线诱导氧化应激模型中过氧化氢酶（CAT）的活力，为(11.14±0.67) units/mg（以蛋白质量计），减少丙二醛的释放，为(5.50±0.11) μmol/mg（以蛋白质量计），显著抑制了炎症因子肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）、白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-8（IL-8）的分泌。质量浓度200、400 μg/mL的FHA能有效缓解紫外光损伤细胞中Ⅰ型胶原蛋白和紧密连接蛋白-1的降解。质量浓度5 g/L的FHA在鸡胚绒毛尿囊膜实验中表现为无刺激性，具备安全性，进一步确认了其在皮肤外用领域的适用性。
结论
以发酵乳杆菌（HH-LF39）和嗜酸乳杆菌（JYLA-191）对较高Mw的HA进行发酵制备了低Mw的FHA，考察了FHA的潜在护肤功效。
（1）FHA富含多种活性物质，其中总糖、总还原糖、总多糖和总蛋白的含量分别为(870.79±21.86)、(379.75±2.23)、(491.04±23.57)、(3.45±0.71) mg/g。FHA的Mw从HA的约1300 kDa显著降至400 kDa左右。
（2）FHA在UVA诱导的HSF损伤模型中显著降低了MDA的积累，并显著提高了CAT酶的活力；有效缓解紫外光损伤细胞中COL-Ⅰ和Claudin-1蛋白的降解；显著抑制了炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8的分泌。质量浓度5 g/L的FHA在鸡胚绒毛尿囊膜实验中具有安全性。
本文通过复合乳酸菌发酵技术，成功将高Mw的HA转化为具有多重生物活性的FHA。避免了传统化学合成过程中的高能耗、高污染问题，进一步增强了其护肤功效。为HA的功能化改性提供了新思路。未来研究可进一步采用响应面法系统优化发酵温度、时间和pH的交互作用，建立Mw-活性参数的数学模型，并开展体内实验，以验证其实际应用效果，阐明其作用机制，为FHA的产业化应用提供更全面的科学支持。
图文导读
作者简介
第一作者：
张梦
女 ，北京工商大学2026届轻化工程专业硕士毕业生，2026届研究生优秀学位论文获得者。课题方向为防脱发植物发酵物的原料开发和功效验证，求学期间参与发表学术成果六项，其中以第一作者发表SCI和EI论文各一篇，申请专利2项。获得硕士研究生国家奖学金一项、校级奖学金三项等。
通讯作者：
张佳婵
女，博士，副教授，现任北京工商大学轻工科学与工程学院化妆品系副主任。主要学术兼职包括：中国中医药研究促进会皮肤与美容分会委员、中国菌物学会会员。长期致力于化妆品原料生物制造、食药用真菌化妆品原料开发与功效评价、以及动植物资源在化妆品领域的精深加工与高值化利用等方向的研究。担任《食用菌学报》、《食品工业科技》青年编委；并受邀为《精细化工》、《日用化学工业》、《食品工业科技》、《Journal of Cosmetic Dermatology》、《Molecules》、《International Journal of Biological Macromolecules》、《International Journal of Molecular Sciences》等多家国内外知名期刊审稿。已发表学术论文50余篇，申请及授权国家发明专利10余项，出版学术专著《食药用真菌在化妆品中的应用》。
通讯作者：
王昌涛
男，北京工商大学化妆品系教授，博士生导师。主要研究方向涉及植物提取、益生菌筛选与发酵、发酵植物原料、发酵化妆品以及其功效与安全研究等多项内容，形成了天然产物资源在化妆品领域应用的科研特色与优势。目前承担并完成国家级和省部级以上项目10余项，企业横向课题50多项。已研究开发植物功效原料如牡丹、银耳等80多个，发表论文百余篇，出版专著4本，获得国家发明专利50多件。获得多项省部级奖，“基于干细胞与基因芯片技术的化妆品安全性评价体系建立与应用”获2019年中国产学研合作创新成果奖二等奖、“植物发酵类化妆品原料研究开发与产业化”获2020年中国轻工业联合会科学技术进步奖三等奖、“中国特色植物资源化妆品安全性与功效性研究与应用”获2022年全国商业科技进步奖一等奖等。
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