طفرة في تركيبات مستحضرات التجميل: الدهون المشتقة من تخمير ثاني أكسيد الكربون كبديل مستدام لزيت النخيل

مع التقدم العلمي المتواصل، أصبح بالإمكان تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون، أحد غازات الدفيئة، إلى نفط! وفي قطاع مستحضرات التجميل، يسعى الباحثون بلا كلل إلى إيجاد مواد خام صحية وصديقة للبيئة. وتمثل القدرة على تحويل غازات الدفيئة إلى مكونات تجميلية مستدامة من خلال احتجاز الكربون، ذروة التآزر بين العلم والاستدامة. وفي عام 2026، وسّع العلماء مجدداً آفاق استخدام ثاني أكسيد الكربون كمورد مستدام.

أعلنت مؤخراً مجموعة ميبيل السويسرية ، وشركة لانزا تك الأمريكية للتكنولوجيا الحيوية ، ومعهد فراونهوفر للهندسة البينية والتكنولوجيا الحيوية (فراونهوفر IGB) في ألمانيا، عن نجاحهم في تصنيع مادة دهنية جديدة تماماً باستخدام ثاني أكسيد الكربون. ومن المتوقع أن يصبح هذا الابتكار بديلاً مستداماً لزيت النخيل.

لماذا يتوق العلماء بشدة لإيجاد بديل لزيت النخيل؟ ما هي مزايا هذا الليبيد الجديد المشتق من ثاني أكسيد الكربون؟ دعونا نكشف أسرار هذه المادة الثورية الجديدة.

الجزء الأول: المعضلة البيئية لزيت النخيل

يُعد زيت النخيل أكثر الزيوت النباتية إنتاجاً في العالم، وهو مكون أساسي في مستحضرات التجميل.

وفقًا لبيانات من شركة Grand View Research ، تجاوزت قيمة سوق زيت النخيل العالمي 70 مليار دولار في عام 2024. ومن المتوقع أن يستمر الإنتاج في الارتفاع حتى عام 2026، مما يعكس حالة يكافح فيها العرض لتلبية الطلب.

على الرغم من أن صناعة مستحضرات التجميل لا تستهلك سوى حوالي 2% من إجمالي زيت النخيل في العالم، إلا أن مشتقاته منتشرة على نطاق واسع. فعلى سبيل المثال، يُعد زيت النخيل مادة أساسية في تصنيع وتركيب المواد الفعالة بالسطح، والكحولات الدهنية، والمستحلبات المستخدمة في أكثر من 70% من تركيبات مستحضرات التجميل.

مع ذلك، غالبًا ما يُصاحب إنتاج زيت النخيل تكلفة بيئية باهظة. تُشير الأدلة إلى أن نمو إنتاجه يرتبط ارتباطًا وثيقًا بتدمير الغابات الاستوائية المطيرة، وانبعاثات الكربون من الأراضي الخثية، وفقدان التنوع البيولوجي. تُشير الأبحاث المنشورة في مجلة Nature Communications إلى أن تحويل هكتار واحد من الغابات الاستوائية المطيرة إلى مزرعة نخيل يُطلق ما يُقارب 174 طنًا من الكربون . في المقابل، يُقلل الإيثانول المُستخلص من الكربون، والمُنتج بتقنية LanzaTech، انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بأكثر من 70% مُقارنةً بعمليات الوقود الأحفوري التقليدية (المصدر: تقرير الاستدامة لشركة LanzaTech لعام 2024 ).

هل يمكن استبدال زيت النخيل بزيوت نباتية أخرى؟ تشير الدراسات إلى أن محاصيل زيتية أخرى قد تكون أكثر ضرراً على استخدام الأراضي. فبحسب موقع "عالمنا في بيانات" ، يُمثّل زيت النخيل 36% من إنتاج الزيوت النباتية العالمي، بينما لا يُستهلك سوى 10% من أراضي زراعة المحاصيل الزيتية في العالم. وهذا يعني أن التحوّل إلى زيوت نباتية بسيطة أخرى قد يتطلب من 4 إلى 10 أضعاف مساحة الأراضي ، مما قد يُهدد الغطاء الحرجي العالمي.

علاوة على ذلك، تتزايد صرامة المتطلبات التنظيمية الدولية. فقد جعل تطبيق لائحة الاتحاد الأوروبي بشأن إزالة الغابات (EUDR) "إمكانية التتبع الخالية من إزالة الغابات" شرطًا إلزاميًا للامتثال، مع غرامات محتملة تصل إلى 4% من الإيرادات السنوية للشركة.

الجزء الثاني: من ثاني أكسيد الكربون إلى "دهون التخمر"

تكمن فرادة هذا المشروع في نهجه القائم على تحويل النفايات إلى قيمة. فعلى المدى البعيد، يُسهم في خفض انبعاثات الكربون في الغلاف الجوي. ومع انخفاض تكاليف الإنتاج مستقبلاً، ستصبح عملية احتجاز الكربون أكثر ربحية.

تتكون العملية من خطوتين:

التخمير الغازي: تستخدم شركة LanzaTech تقنية التخمير الغازي لتحويل ثاني أكسيد الكربون المحتجز إلى كحول.

تحويل الدهون: في مرحلة تخمير ثانية بقيادة معهد فراونهوفر IGB، تُضاف الخمائر الزيتية لتحويل الكحول إلى دهون. تعتمد هذه العملية كلياً على الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الطبيعة، متجنبةً بذلك العمليات المعقدة أو الضارة بالبيئة.

أظهرت التحليلات الأولية التي أجراها معهد فراونهوفر لأبحاث الجرافين (IGB) إمكانية تعديل نسبة حمض البالمتيك (C16:0) إلى حمض الأوليك (C18:1) في هذه الدهون الناتجة عن التخمير يدويًا. وعلى عكس زيت النخيل الطبيعي، الذي يتأثر بتقلبات الجودة الناتجة عن المناخ، فإن هذه الدهون أكثر قابلية للتحكم، حيث لا يتجاوز تباين تركيبها ±2% (المصدر: بيانات تجريبية من معهد فراونهوفر لأبحاث الجرافين ).

تشير الاختبارات الفيزيائية والكيميائية إلى أن هذه "الدهون المُخمرة" تُضاهي زيت النخيل تقريبًا من حيث مقاومة الحرارة، وفترة الصلاحية، والإنتاجية العالية. علاوة على ذلك، تُشير بيانات مختبرية من شركة ميبيل للكيمياء الحيوية إلى أن هذه الدهون قد تُقدم فوائد فائقة للعناية بالبشرة. فهي تحتوي على نسبة أعلى من الأحماض الدهنية غير المشبعة، المفيدة للإنسان. في اختبارات ترميم حاجز البشرة، كان التحسن في فقدان الماء عبر البشرة (TEWL) أعلى بنسبة 15% من زيت النخيل المكرر العادي.

الجزء الثالث: التوسع - الرحلة بدأت للتو

في مركز فراونهوفر للعمليات الكيميائية الحيوية (CBP) في ليونا، ألمانيا، أنجز المشروع بنجاح عملية التحقق من الإنتاج على نطاق الكيلوغرام. يُعدّ هذا إنجازًا هامًا، يُشير إلى أن الانتقال من الإنجازات المختبرية إلى الإنتاج على نطاق صناعي أصبح أكثر جدوى.

حضر ممثلون رئيسيون عن الصناعة إطلاق المشروع، بمن فيهم الدكتورة جينيفر هولمغرين (الرئيسة التنفيذية لشركة لانزا تك)، والدكتور بيتر مولر (الرئيس التنفيذي لمجموعة ميبيل)، والدكتور ماركوس وولبردينغر (مدير معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة والجيولوجيا).

"بالتزامن مع الخبرة العلمية لمعهد فراونهوفر IGB، فإننا نضع معايير جديدة للصناعة بأكملها"، صرح بيتر مولر.

وأضافت سوزان هيلدماير ، رئيسة قسم البحث والابتكار التقني في مجموعة ميبيل: "بعد النجاح الذي حققناه في المختبر، دخلنا المرحلة التجريبية. هذه خطوة أساسية نحو الحصول على أولى الدهون عالية الجودة، والتي ستساعدنا على تطوير مستحضرات تجميل تعتني بالبشرة والبيئة على حد سواء."

رغم أن هذا الإنجاز قد حظي باهتمام كبير، إلا أن الخبراء يذكروننا بأن التسويق التجاري على نطاق واسع - وصولاً إلى إنتاج على مستوى الطن - لا يزال يمثل تحدياً. وتشمل العقبات المستقبلية الحفاظ على كفاءة التخمير المستقرة على نطاق واسع، وضمان توافق تركيبات الأحماض الدهنية مع متطلبات التركيبة، وتحسين عمليات التنقية اللاحقة وتكاليف الطاقة.

ومع ذلك، في ظل تقلبات سلسلة التوريد وتزايد الطلب في السوق، فإن "ثاني أكسيد الكربون كمادة خام" مهيأ ليصبح ميزة تنافسية حيوية للعلامات التجارية.

الجزء الرابع: تطبيقات الصيغ وحالات المنتجات

في حين أن الاستبدال المباشر لزيت النخيل بـ "الدهون الناتجة عن التخمير" لا يزال في المرحلة التجريبية، فإن مكونات التجميل الأخرى التي تم تطويرها باستخدام تقنية CarbonSmart™ من LanzaTech موجودة بالفعل في السوق.

الحالة 1: كوتي (غوتشي) - عطر كحولي معزول بالكربون

المنتج: غوتشي "حيث ينبض قلبي" (مجموعة حديقة الخيميائي).

التطبيق: أول عطر يتم توزيعه عالميًا مصنوع من الإيثانول المحتجز بنسبة 100٪ ككحول أساسي، مما يثبت سلامة وجدوى المكونات المشتقة من ثاني أكسيد الكربون في العطور الفاخرة.

الحالة الثانية: بايرسدورف (نيفيا) - مرطب بتقنية احتجاز الكربون

المنتج: مرطب نيفيا للرجال للعناية بالمناخ.

الاستخدام: يستخدم هذا المنتج الإيثانول المحتجز بالكربون في تركيبته، مما يمثل تطبيقًا ناجحًا ضمن نفس السلالة التكنولوجية.

الحالة الثالثة: لوريال - عبوات بلاستيكية مُعاد تدويرها

التطبيق: بالتعاون مع LanzaTech وTotalEnergies، طورت لوريال أنابيب مستحضرات التجميل المصنوعة من البولي إيثيلين (PE) من انبعاثات الكربون الصناعية، مما أدى إلى توسيع نطاق احتجاز الكربون من التركيبة إلى التعبئة والتغليف.

الحالة الرابعة: مجموعة ميبيل - بوتز وميغوس بلس

التطبيق: قامت شركة Mibelle بالفعل بدمج المواد الخافضة للتوتر السطحي القائمة على إيثانول LanzaTech في خطوط إنتاج منتجات العناية المنزلية والشخصية في سويسرا.