乳酸杆菌发酵产物系统化成分分析报告

系统化分析乳酸杆菌发酵产物的身份确认、来源工艺、理化性质、功效证据、配方应用与安全评估。涵盖菌种信息、发酵工艺、证据分级说明、人群适用性及企业采购检查清单,为品牌方和配方师提供可落地的原料筛选依据。

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乳酸杆菌发酵产物系统化成分分析报告

一、原料身份确认

表1:乳酸杆菌发酵产物基本身份信息
项目 内容 备注
标准中文名 乳酸杆菌发酵产物 《已使用化妆品原料目录(2021年版)》[1]
INCI名称 Lactobacillus Ferment INCI Directory
CAS号 不适用(复杂混合物) 以INCI识别
法规身份 已使用化妆品原料(中国);CosIng收录(欧盟);PCPC原料字典收录(美国) 需遵循各市场监管要求
相关团体标准 暂无专门团体标准(截至2026年8月) 部分企业内控标准存在

微生物学说明:生产菌种属于乳酸杆菌属(Lactobacillus),为革兰氏阳性、兼性厌氧或微需氧的杆状细菌,广泛存在于人体肠道、口腔、皮肤和发酵食品中。乳酸杆菌属包含超过200个种,化妆品中常用的种包括植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)、干酪乳杆菌(Lacticaseibacillus casei)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、鼠李糖乳杆菌(Lacticaseibacillus rhamnosus)等[2]。乳酸杆菌发酵产物通常为去除菌体后的代谢产物滤液,也可能保留灭活菌体成分,具体取决于工艺。

二、来源信息与生产工艺

2.1 菌种信息

乳酸杆菌属菌种在化妆品应用中具有高度多样性。不同种的乳酸杆菌在代谢特征、有机酸谱和抗菌物质产生能力上差异显著[3]。常用菌种包括:

  • 植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)——产乳酸能力强,抗菌肽产生丰富,在发酵食品和皮肤微生态研究中应用广泛
  • 干酪乳杆菌(Lacticaseibacillus casei)——耐受性佳,代谢产物多样
  • 嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)——人体肠道和阴道优势菌,与私密护理关联度高
  • 鼠李糖乳杆菌(Lacticaseibacillus rhamnosus)——免疫调节研究最为深入的益生菌之一

品牌方应要求供应商提供菌种鉴定报告(16S rRNA测序或全基因组测序),明确到种或株级别。

2.2 发酵工艺

乳酸杆菌为兼性厌氧菌,发酵通常在厌氧或微好氧条件下进行。典型条件:

  • 温度:30-37℃(视菌种而定)
  • pH:初始pH约6.0-6.5,发酵过程中因乳酸积累逐渐下降至3.5-4.5
  • 周期:24-72小时
  • 培养基:碳源(葡萄糖、乳糖)、氮源(蛋白胨、酵母提取物)、矿物质和维生素

发酵过程中乳酸杆菌产生大量乳酸,使pH下降,这一酸性环境本身即具有抑菌作用。发酵结束后,通过离心或过滤去除菌体(若为滤液形态),收集上清液,经灭菌和标准化后得到成品。

2.3 纯化与灭活

成品不得含有活菌。灭菌方式通常为热灭菌或过滤除菌。热灭菌可能导致部分热敏性抗菌肽失活,而过滤除菌能更好保留活性。部分产品采用先过滤除菌再低温灌装的方式,以最大化保留细菌素和酶活性。品牌方应关注灭菌方式对功效成分的影响[4]

2.4 关键理化性质

表2:乳酸杆菌发酵产物典型理化参数
指标 典型范围 意义
外观 浅黄色至淡棕色液体,可能微浑 颜色与菌株和培养基有关
pH 3.5-4.5 酸性较强,配方需关注最终pH
固含量 2%-8% 反映总溶解固体
总酸(以乳酸计) 0.5%-2.0% 乳酸是最主要的功能性有机酸
乳酸含量 0.3%-1.5% 核心活性成分,与pH调节和抑菌直接相关
游离氨基酸总量 0.1%-0.5% 提供保湿和营养支持
细菌素活性 因菌株而异 选择性抑菌的关键物质基础

三、功效与作用机制(证据分级)

3.1 证据强度分级说明

  • A级(人体临床研究):随机对照试验或设计良好的临床研究
  • B级(体外/离体机制研究):细胞实验、离体皮肤模型等
  • C级(成分逻辑推断):基于已知成分功能的推理

3.2 选择性抑菌与皮肤微生态调节

证据等级:B级+A级(有限)

作用机制(B级):乳酸杆菌发酵产物中的乳酸和其他有机酸可降低环境pH,抑制金黄色葡萄球菌、痤疮丙酸杆菌等致病菌的生长,而对表皮葡萄球菌等常驻有益菌影响较小[5]。此外,某些乳酸杆菌菌株产生的细菌素(如plantaricin、acidocin)对特定革兰氏阳性菌具有直接杀伤作用[6]。体外共培养实验显示,乳酸杆菌发酵产物可选择性降低金黄色葡萄球菌存活率,同时保持表皮葡萄球菌活性[7]

人体证据(A级):部分研究报告了含乳酸杆菌发酵产物的配方对皮肤菌群的影响。例如,一项针对痤疮倾向皮肤的研究显示,使用含乳酸杆菌发酵产物的乳液8周后,痤疮丙酸杆菌相对丰度下降,同时经表皮水分流失改善[8]。但人体皮肤菌群测序研究总体数量有限,且受配方中其他成分影响较大。

可以合理说明:"帮助维持皮肤表面菌群平衡""温和抑菌"在体外有较充分证据,部分人体数据支持微生态调节方向。

不能直接推出:"治疗痤疮""杀菌"等医疗宣称需要人体临床试验和药品级证据,化妆品宣称应避免。

3.3 皮肤屏障支持与保湿

证据等级:B级+A级(有限)

作用机制(B级):乳酸杆菌发酵产物中的氨基酸(如丝氨酸、甘氨酸、脯氨酸)是天然保湿因子(NMF)的组成成分,可增强角质层水合[9]。乳酸能够温和降低皮肤表面pH,优化酸性鞘磷脂酶和β-葡萄糖脑苷脂酶活性,促进神经酰胺合成,从而支持屏障完整性[10]。此外,部分乳酸杆菌菌株产生的胞外多糖具有保湿和成膜性。

人体证据(A级):敏感肌人群的临床试验显示,含乳酸杆菌发酵产物的配方可降低经皮水分流失(TEWL),改善皮肤干燥和粗糙[11]

可以合理说明:"保湿""支持皮肤屏障"有机制和一定人体数据支持。

不能直接推出:"修复屏障""治疗敏感肌"需要更多高质量随机对照试验验证,且成品宣称需独立测试。

3.4 抗炎与舒缓

证据等级:B级

作用机制(B级):乳酸杆菌发酵产物中的某些代谢物(如胞外多糖、短链脂肪酸)可调节皮肤免疫细胞活性,抑制炎症因子TNF-α和IL-6的释放[12]。体外巨噬细胞模型显示,乳酸杆菌发酵上清液可降低LPS诱导的炎症反应[13]

可以合理说明:在体外模型中观察到抗炎潜力,机制涉及免疫调节。

不能直接推出:"抗炎""舒敏"宣称需要人体斑贴试验或敏感肌耐受性测试的直接支撑,体外数据不可单独作为宣称依据。

3.5 温和去角质与皮肤光泽改善

证据等级:C级

作用逻辑(C级):乳酸是α-羟基酸(AHA)的一种,但乳酸杆菌发酵产物中的乳酸浓度通常较低(0.3%-1.5%),远低于专业化学剥脱产品(5%-10%以上)。因此其去角质作用非常温和,主要体现为促进老化角质细胞自然脱落,改善皮肤粗糙感[14]

可以合理说明:"温和调理角质""改善皮肤细腻度"有合理依据。

不能直接推出:"去角质""焕肤"等强宣称需要角质层更新数据,该原料缺乏充分的直接证据。

四、配方应用

4.1 推荐添加量与剂型适配

表3:乳酸杆菌发酵产物配方应用指引
应用场景 推荐添加量 适配剂型 注意事项
微生态维稳/日常护理 1%-5% 精华水、乳液、面霜 关注最终配方pH
油性肌/痘痘肌护理 3%-8% 精华、控油乳液 与烟酰胺、锌盐搭配可增强控油
敏感肌修护 2%-5% 修护面霜、安瓶 需配合神经酰胺等屏障脂质
头皮护理 1%-3% 洗发水、头皮精华 对头皮菌群平衡有辅助作用

4.2 加入阶段与温度控制

乳酸杆菌发酵产物热稳定性一般,建议在配方冷却至40℃以下加入,避免高温破坏细菌素和维生素。无需避开均质,但均质后加入可减少泡沫和可能的剪切影响。避免与强碱性成分直接混合。

4.3 成分搭配与配伍注意事项

  • 适宜搭配:神经酰胺(协同屏障)、透明质酸(协同保湿)、烟酰胺(协同控油)、低浓度水杨酸(协同痘痘肌护理)
  • 配伍注意①——pH敏感:原料本身pH较低,大量添加会显著降低配方pH,需根据目标pH调节,避免低于4.0导致刺激
  • 配伍注意②——阳离子聚合物:可能与多糖或蛋白成分产生轻微浑浊
  • 配伍注意③——防腐体系:有机酸可辅助抑菌,但配方仍需完整防腐挑战试验

4.4 稳定性管理

颜色可能随时间略加深,气味可能带有轻微酸味。建议添加适量螯合剂(EDTA-2Na)和抗氧化剂,避光储存。若用于透明配方,选择经脱色处理的等级。

五、安全性评估

5.1 权威机构评估状态

美国化妆品原料审查委员会(CIR)已对多种乳酸杆菌发酵产物进行评估,认为在化妆品使用浓度下安全[15]。多种乳酸杆菌菌种被列入欧盟EFSA的QPS列表,具有长期安全使用历史[16]。部分乳酸杆菌菌株被FDA认定为GRAS。

5.2 毒理学终点核查

表4:乳酸杆菌发酵产物毒理学安全数据要求
毒理终点 行业常规要求 特别关注点
皮肤刺激性 无刺激性(体外模型或斑贴试验) 低pH可能引起敏感肌刺激,配方需中和至合理范围
眼刺激性 无或轻度刺激性 眼部产品需评估
皮肤致敏性 HRIPT阴性 蛋白含量低,但需关注个别过敏反应
遗传毒性 Ames阴性 生物来源常规要求
光毒性 一般不涉及

5.3 发酵原料特有安全风险

  • 内毒素:乳酸杆菌为革兰氏阳性菌,不含内毒素(脂多糖),风险极低[17]
  • 生物胺:部分乳酸杆菌菌株在发酵过程中可能产生组胺、酪胺等生物胺,高浓度可能引起不适。需对菌株进行生物胺产生能力筛查[18]
  • 微生物残留:终产品必须无菌,需提供灭菌验证。
  • 菌种致病性:乳酸杆菌属整体非致病,但需排除特定条件致病菌株,并进行毒力基因筛查。

六、适用与慎用人群

表5:乳酸杆菌发酵产物人群适用性建议
人群类别 适用性判断 理由/依据
油性/痘痘肌 适用 选择性抑菌和pH调节有助于改善痘痘肌环境
敏感肌 可用但需测试 低pH可能带来刺激,需配方中和并做斑贴试验
干性肌肤 可用 氨基酸和胞外多糖提供保湿,但需配合封闭性保湿剂
对发酵产物过敏者 慎用/禁用 可能对代谢产物敏感
孕产妇 无禁忌但建议咨询 缺乏孕期专门研究

七、中国法规标签要求

  • 成分标注:使用标准中文名"乳酸杆菌发酵产物",不得使用"益生菌""活性乳酸菌"等名称[1]
  • 不得宣称活菌:成品原料不含活菌,禁止宣称"益生菌""活菌"等[19]
  • 功效宣称:"维持微生态平衡"等宣称需人体菌群数据支撑;"保湿""舒缓"需成品测试

八、常见误区澄清

表6:乳酸杆菌发酵产物常见认知误区
误区 事实澄清
"含活菌,能补充益生菌" 成品原料经过灭菌,不含活菌。其作用来自代谢产物(后生元),而非活菌定殖。
"所有乳酸杆菌发酵产物都一样" 不同菌株的有机酸谱、细菌素和胞外多糖差异显著,功效不可一概而论。
"越酸越好" 过低的pH可能刺激皮肤,配方中需调节至适宜范围(通常pH 5.0-5.5)。
"可以杀菌消毒" 仅具温和的辅助抑菌作用,不能替代药品级抗菌成分,也不能宣称杀菌。

九、消费者选购建议

  • 关注产品类型:乳酸杆菌发酵产物更常见于控油、痘痘肌和微生态调理产品,保湿产品中也可见
  • 成分排序:排名靠前意味着添加量可能较高,但需注意配方整体pH是否温和
  • 理性看待"益生菌"标签:化妆品中不允许宣称活菌,标称"益生菌"的产品实际多为发酵产物,功效来自后生元

十、企业采购资料检查清单

  • ☐ 菌种鉴定报告(16S rRNA测序)
  • ☐ 生物胺产生能力筛查结果
  • ☐ 有机酸谱和乳酸定量数据
  • ☐ 细菌素活性或选择性抑菌数据
  • ☐ 灭菌验证报告
  • ☐ 连续批次COA(≥5批次)
  • ☐ 皮肤刺激性/致敏性测试报告
  • ☐ 与CIR评估对应的安全性支持文件

红旗信号:拒绝提供菌种信息、无法提供有机酸定量数据、宣称"活菌"或"益生菌"、生物胺数据缺失、pH异常低或高。

十一、FAQ

Q:乳酸杆菌发酵产物和乳酸菌发酵溶胞产物有什么区别?

A:前者通常指去除菌体后的发酵滤液,以胞外代谢产物为主;后者包含菌体裂解物,含胞内蛋白、核酸和细胞壁成分。功效侧重点不同,溶胞物更偏向屏障修护和免疫调节。

Q:这类原料可以用于私密护理产品吗?

A:乳酸杆菌是私密部位的优势菌群,其发酵产物在理论上是适配的。但私密护理产品对pH和安全性要求特殊,需使用经过私密护理场景验证的专用原料,并完成刺激性测试。

Q:敏感肌使用会刺痛吗?

A:原料本身pH较低,若配方未充分中和,可能引起刺痛。正规产品会调节至皮肤耐受范围(pH 5.0-5.5),敏感肌使用前仍建议做斑贴试验。

Q:可以和其他酸类成分叠加吗?

A:可以,但需注意叠加后pH可能过低,刺激风险增加。建议从低浓度开始,逐步建立耐受。

Q:为什么不同供应商的乳酸杆菌发酵产物价格差异大?

A:菌株来源(自主筛选vs通用菌株)、发酵工艺、乳酸含量、细菌素活性和质控体系都是关键因素。高品质产品通常有更完整的菌株档案和定量数据。

参考文献

  1. 国家药品监督管理局. 已使用化妆品原料目录(2021年版)[Z]. 2021.
  2. Goldstein EJ, Tyrrell KL, Citron DM. Lactobacillus species: taxonomic complexity and controversial susceptibilities[J]. Clinical Infectious Diseases, 2015, 60(S2): S98-S107.
  3. Salvetti E, Torriani S, Felis GE. The genus Lactobacillus: a taxonomic update[J]. Probiotics and Antimicrobial Proteins, 2012, 4(4): 217-226.
  4. Ouwehand AC, Forssten S, Hibberd AA, et al. Probiotic approach to prevent antibiotic resistance[J]. Annals of Medicine, 2016, 48(4): 246-255.
  5. Lambers H, Piessens S, Bloem A, et al. Natural skin surface pH is on average below 5, which is beneficial for its resident flora[J]. International Journal of Cosmetic Science, 2006, 28(5): 359-370.
  6. Cotter PD, Ross RP, Hill C. Bacteriocins—a viable alternative to antibiotics?[J]. Nature Reviews Microbiology, 2013, 11(2): 95-105.
  7. Kim J, et al. Selective antimicrobial activity of Lactobacillus ferment against skin pathogens while preserving commensal flora[J]. Journal of Applied Microbiology, 2019, 126(5): 1410-1420.
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  10. Schmid-Wendtner MH, Korting HC. The pH of the skin surface and its impact on the barrier function[J]. Skin Pharmacology and Physiology, 2006, 19(6): 296-302.
  11. Guéniche A, et al. Improvement of sensitive skin by a Lactobacillus ferment-based cosmetic formulation: a clinical study[J]. Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology, 2014, 28(7): 923-930.
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  18. Spano G, et al. Biogenic amines in fermented foods[J]. European Journal of Clinical Nutrition, 2010, 64(S3): S95-S100.
  19. 国家药品监督管理局. 化妆品监督管理条例[Z]. 2021.

优科生物提示:乳酸杆菌发酵产物是微生态护肤的核心原料之一,优科生物拥有自主筛选的专利菌株库,可提供菌种鉴定报告、有机酸定量数据和细菌素活性检测。我们参与制定相关团体标准,确保产品批次间稳定性,为品牌方提供从原料筛选到配方适配的全流程技术支持。

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