EUREKA DGP: Kosmetyki naturalne to wyzwanie dla producentów

Klienci coraz bardziej cenią naturalne kosmetyki. Te stanowią jednak wyzwanie dla twórców specyfików – bo jak wziąć z natury to, co najlepsze, i zamknąć w słoiku pod postacią kremu.

Dziennik Gazeta Prawna

Z takim pytaniem najlepiej zwrócić się do krakowskiego duetu: dr Małgorzaty Tabaszewskiej i dr Elżbiety Sikory. Dwa lata temu w ramach konkursu „Eureka! DGP” opisywaliśmy, jak badaczki stworzyły przepis na kosmetyk z serwatki – czyli pozostałości po produkcji sera. Tym razem postawiły sobie za cel opracowanie specyfiku z kwiatów czarnego bzu.

Dlaczego akurat z tej rośliny? – Bo jej zdrowotny wpływ znany jest od dawna. Kwiatostany czarnego bzu mają własności przeciwutleniające, które zawdzięczają zawartości takich związków jak kwasy fenolowe, flawonoidy, a także karotenoidy oraz witaminy C i E. Oprócz tego znajdziemy tam również bogactwo wielonienasyconych kwasów tłuszczowych. Wszystkie te związki doskonale nadają się do stworzenia kosmetyku do skóry – tłumaczy dr Tabaszewska z Uniwersytetu Rolniczego im. Hugona Kołłątaja w Krakowie.

Naukowiec, który chce stworzyć kosmetyk oparty na jakiejś roślinie, staje przed kilkoma wyzwaniami naraz. Po pierwsze, musi znaleźć metodę zabezpieczenia roślinnego surowca. W końcu będzie on potrzebny do produkcji przez cały rok, a rośliny kwitną przez krótki czas. Po drugie, z surowca trzeba te dobroczynne związki wyizolować, bo kosmetyków nie przyrządza się jak zup, wrzucając do nich po prostu zmielone kwiaty jak majeranek. Po trzecie, związki te będą występować pod różnymi postaciami, które nie zawsze się ze sobą mieszają. Trzeba to na nich wymusić.

Badacze doszli do wniosku, że najlepszą metodą utrwalenia kwiatów czarnego bzu jest liofilizacja. Pod tym terminem kryje się jeden ze sposobów suszenia. – Polega na tym, że dany produkt najpierw gwałtownie się mrozi do bardzo niskich temperatur, a następnie zawartą w nim wodę (teraz już lód) zmusza do sublimacji, czyli przejścia ze stanu stałego od razu do gazowego z pominięciem fazy ciekłej – tłumaczy dr Łukasz Skoczylas z UR w Krakowie, który również pracował nad stworzeniem kosmetyku. Liofilizacja jest powszechnie stosowaną technologią, a z jej produktami spotykamy się cały czas; liofilizatami są np. niektóre kawy rozpuszczalne.

Po zabezpieczeniu surowca badacze mogli zacząć zastanawiać się nad sposobem wyciągnięcia z niego tego, co najlepsze. – Od razu było wiadomo, że nie da się tego zrobić za pomocą jednej metody, bo substancje, które chcemy pozyskać, należą do dwóch różnych klas związków chemicznych – lubiących wodę (związki hydrofilowe) oraz takich, które za nią nie przepadają (związki hydrofobowe) – tłumaczy dr Sikora z Politechniki Krakowskiej. Do ekstrakcji tych pierwszych – do których zaliczają się m.in. flawonoidy – wystarczy roztwór wodny etanolu. Sam proces przypomina parzenie herbaty lub robienie nalewki, tyle że na sam koniec alkohol trzeba odparować, bo działa wysuszająco na skórę. Druga klasa substancji – do której zaliczają się kwasy tłuszczowe, witamina E oraz karotenoidy – unika wody, trzeba więc wyciągnąć je z wysuszonych kwiatów innym sposobem. Jest nim ekstrakcja w warunkach nadkrytycznego dwutlenku węgla. Nadkrytycznego to znaczy doprowadzonego pod wpływem odpowiedniej temperatury i bardzo wysokiego ciśnienia (200–530 atmosfer) do stanu płynnego, w którym wykazuje własności pośrednie pomiędzy cieczą a gazem. Nadkrytyczny CO2 doskonale penetruje ciała stałe, co sprawia, że świetnie nadaje się do wypłukiwania z nich różnych substancji. Dlatego tę metodę stosuje się m.in. do obniżania zawartości kofeiny w kawie. Za jej pomocą z kwiatostanów czarnego bzu pozyskujemy to, czego nie wyciągnęłaby woda z alkoholem.

EUREKA DGP: Jak odróżnić dobre bakterie od złych?

Teraz badaczki mogły przystąpić do zwieńczenia swojego dzieła – połączenia wody z ogniem, a konkretnie związków, które rozpuszczają się w wodzie, z takimi, które w wodzie się nie rozpuszczają. Jeśliby umieścić je w jednym pojemniku, po prostu oddzielą się od siebie, jak olej wlany do wody. Trudno wtedy mówić o preparacie kosmetycznym. – W chemii mówimy profesjonalnie o dwóch fazach: wodnej i olejowej. Do stworzenia jednorodnej mieszaniny musimy dodać do nich związków, które pozwolą uzyskać stabilny, jednorodny, nierozdzielający się preparat. Takie związki nazywamy emulgatorami – tłumaczy dr Sikora. Pełna recepta na kosmetyk zakłada jeszcze kilka dodatków: konserwant, który po otwarciu opakowania nie pozwoli zamienić preparatu w bakteryjną kolonię, oraz (ewentualnie) substancji zapachowych lub koloryzujących. Tutaj kryje się jednak haczyk, bowiem jeśli końcowy produkt ma być naturalnym kosmetykiem, to każdy z tych dodatków musi pochodzić z wąskiej listy związków dopuszczonych do użytku w takich preparatach przez europejskie jednostki certyfikujące kosmetyki naturalne (np. Ecocert).

– Na liście naturalnych konserwantów znajdują się takie związki, jak kwas benzoesowy, kwas salicylowy czy kwas sorbowy oraz ich pochodne, jak np. benzoesan sodu, niesłusznie postrzegany jako niepożądany konserwant, bo dopuszczony do użytku w naturalnych kosmetykach. Jego rolą jest obniżenie pH preparatu, co utrudnia mnożenie się mikroorganizmów – mówi dr Tabaszewska. Konsumenci zaczynają również unikać kosmetyków z parabenami, co wydaje się dziwne, biorąc pod uwagę, że związki te mają działanie przeciwgrzybiczne, są jednymi z najlepiej przebadanych pod względem bezpieczeństwa konserwantów, a ostatnio stwierdzono nawet obecność jednego spośród nich w nasionach czarnej porzeczki. Forma kosmetyku będzie się różnić w zależności od rodzaju emulgatora. Krakowscy badacze sięgnęli po taki, który sprawia, że preparat stanowi emulsję typu olej w wodzie (hydrofobowe krople fazy olejowej rozproszone są w fazie wodnej jak rodzynki w cieście); dzięki temu kosmetyk ma gładką, lekką konsystencję, lepiej się rozprowadza na skórze, dobrze się wchłania i nawilża skórę.

Oczywiście preparat przed wejściem na rynek musi jeszcze przejść pełną ocenę bezpieczeństwa dopuszczającą go do użytku w oparciu o przeprowadzone badania (fizykochemiczne, mikrobiologiczne i dermatologiczne). Ta część to zadanie dla partnera biznesowego, na którego w Krakowie czeka gotowy patent na wytwarzanie w pełni naturalnego kosmetyku o działaniu przeciwzapalnym, regenerującym, nawilżającym i wygładzającym skórę – wszystko na bazie ekstraktu z kwiatów czarnego bzu.

Eureka! DGP

Trwa czwarta edycja konkursu „Eureka! DGP – odkrywamy polskie wynalazki”, do którego zaprosiliśmy polskie uczelnie, instytuty badawcze i jednostki naukowe PAN. Do 16 czerwca w Magazynie DGP będziemy opisywać wynalazki nominowane przez naszą redakcję do nagrody głównej, wybrane spośród 68 nadesłanych przez uczelnie i instytuty.

Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi pod koniec czerwca. Nagrodą jest 30 tys. zł dla zespołu, który pracował nad zwycięskim wynalazkiem, ufundowane przez Mecenasa Polskiej Nauki – firmę Polpharma – oraz kampania promocyjna dla uczelni lub instytutu o wartości 50 tys. zł w mediach INFOR Biznes (wydawcy Dziennika Gazety Prawnej) ufundowana przez organizatora.