פריצת דרך בניסוח קוסמטי: ליפידים תסיסתיים שמקורם ב-CO₂ כחלופה בת קיימא לשמן דקלים

עם ההתקדמות המתמשכת של המדע, גז החממה CO₂ יכול כעת להפוך לנפט! בתוך תעשיית הקוסמטיקה, חוקרים מחפשים ללא לאות אחר חומרי גלם בריאים וידידותיים יותר לסביבה. היכולת להמיר גזי חממה למרכיבים קוסמטיים בני קיימא באמצעות לכידת פחמן מייצגת את הסינרגיה האולטימטיבית של מדע וקיימות. בשנת 2026, מדענים הרחיבו שוב את גבולות ה-CO₂ כמשאב בר קיימא.

לאחרונה, קבוצת Mibelle שבסיסה בשוויץ , חברת הביוטכנולוגיה האמריקאית LanzaTech , ומכון פראונהופר להנדסת פנים וביוטכנולוגיה (Fraunhofer IGB) בגרמניה הכריזו במשותף על סינתזה מוצלחת של חומר ליפידי חדש לגמרי באמצעות CO₂. חידוש זה צפוי להפוך לחלופה בת קיימא לשמן דקלים.

מדוע מדענים כה להוטים למצוא תחליף לשמן דקלים? מהם היתרונות של ליפיד חדש זה שמקורו ב-CO₂? בואו נפענח את החומר המהפכני החדש הזה.

חלק 01: הדילמה הסביבתית של שמן דקלים

שמן דקלים הוא שמן הצמחי המיוצר ביותר בעולם ומרכיב בסיסי קריטי בקוסמטיקה.

על פי נתונים של Grand View Research , שוק שמן הדקלים העולמי עבר את רף 70 מיליארד הדולר בשנת 2024. הייצור צפוי להמשיך ולעלות עד 2026, דבר המשקף מצב שבו ההיצע מתקשה לעמוד בביקוש.

למרות שתעשיית הקוסמטיקה צורכת רק כ -2% מכלל שמן הדקלים בעולם, נגזרותיו נפוצות בכל מקום. לדוגמה, שמן דקל הוא חומר קדם חיוני לסינתזה וייצור של חומרים פעילי שטח, אלכוהולים שומניים וחומרים מתחלבים המשמשים ביותר מ-70% מהפורמולות הקוסמטיות.

עם זאת, ייצור שמן דקלים כרוך לעתים קרובות במחיר סביבתי. ראיות מראות כי צמיחת התפוקה שלו קשורה קשר הדוק להרס יערות גשם טרופיים, פליטות פחמן מאדמות כבול ואובדן מגוון ביולוגי. מחקרים שפורסמו ב- Nature Communications מצביעים על כך שהמרת דונם אחד של יערות גשם טרופיים למטע דקלים משחררת כ -174 טון פחמן . לעומת זאת, אתנול הלכוד פחמן המיוצר באמצעות טכנולוגיית LanzaTech מפחית את פליטות גזי החממה ביותר מ -70% בהשוואה לתהליכים מסורתיים של דלק מאובנים (מקור: דוח קיימות LanzaTech 2024 ).

האם שמנים צמחיים אחרים יכולים להחליף אותו? מחקרים מראים שגידולי שמן אחרים עלולים להזיק אף יותר לשימוש בקרקע. על פי Our World in Data , שמן דקלים מהווה 36% מייצור שמן הצמחי העולמי, בעוד שהוא משתמש רק ב -10% משטחי גידולי השמן בעולם. משמעות הדבר היא שמעבר לשמנים צמחיים פשוטים אחרים עלול לדרוש פי 4 עד 10 יותר שטח , דבר שעלול לאיים על כיסוי היערות העולמי.

יתר על כן, דרישות רגולטוריות בינלאומיות מחמירות. יישום תקנת כריתת יערות האיחוד האירופי (EUDR) הפך את "מעקב ללא כריתת יערות" לדרישת ציות חובה, עם קנסות פוטנציאליים המגיעים עד 4% מהמחזור השנתי של חברה.

חלק 02: מ-CO₂ ל"ליפידים של תסיסה"

ייחודו של פרויקט זה טמון בגישתו של "פסולת לערך". בטווח הארוך, הוא מסייע בהפחתת פליטות פחמן לאטמוספרה. ככל שעלויות הייצור יירדו בעתיד, לכידת פחמן תהפוך לרווחית יותר ויותר.

התהליך מורכב משני שלבים:

תסיסה בגז: LanzaTech משתמשת בטכנולוגיית תסיסה בגז כדי להמיר CO₂ שנלכד לאלכוהול.

המרת שומנים: בשלב תסיסה שני בהובלת Fraunhofer IGB, מכניסים שמרים שמנים כדי להפוך את האלכוהול לליפידים. תהליך זה מסתמך כולו על מיקרואורגניזמים טבעיים, תוך הימנעות מפעולות מורכבות או מזיקות לסביבה.

ניתוח ראשוני מ-Fraunhofer IGB מראה כי ניתן לכוונן ידנית את היחס בין חומצה פלמיטית (C16:0) לחומצה אולאית (C18:1) בליפידים אלו לאחר תסיסה. בניגוד לשמן דקלים טבעי, הנתון לתנודות איכות המושפעות מאקלים, ליפידים אלו ניתנים לשליטה רבה יותר, כאשר השונות בהרכב נשמרת בטווח של ±2% (מקור: נתוני ניסוי של Fraunhofer IGB ).

בדיקות פיזיקוכימיות מצביעות על כך ש"ליפידים תסיסה" אלה כמעט זהים לשמן דקלים מבחינת עמידות בחום, חיי מדף ותפוקה גבוהה. יתר על כן, נתוני מעבדה של Mibelle Biochemistry מצביעים על כך שליפידים אלה עשויים להציע יתרונות מעולים לטיפוח העור. הם מכילים שיעור גבוה יותר של חומצות שומן בלתי רוויות, המועילות לבני אדם. בבדיקות תיקון מחסום העור, השיפור באובדן מים טרנס-אפידרמלי (TEWL) היה גבוה ב-15% מזה של שמן דקלים מזוקק רגיל.

חלק 03: הרחבה – המסע רק התחיל

במרכז פראונהופר לתהליכים כימיים-ביוטכנולוגיים (CBP) בלונה, גרמניה, הפרויקט השלים בהצלחה אימות ייצור בקנה מידה של קילוגרם. זהו אבן דרך קריטית, המאותתת על כך שהמעבר מהישגי מעבדה לייצור בקנה מידה תעשייתי הופך בר-קיימא יותר ויותר.

נציגים מרכזיים בתעשייה נכחו בהשקת הפרויקט, ביניהם ד"ר ג'ניפר הולמגרן (מנכ"לית LanzaTech), ד"ר פיטר מולר (מנכ"ל קבוצת Mibelle) וד"ר מרקוס וולפרדינגר (מנהל Fraunhofer IGB).

"בשילוב עם המומחיות המדעית של Fraunhofer IGB, אנו קובעים סטנדרטים חדשים לכלל התעשייה", הצהיר פיטר מולר.

סוזן הלדמאייר , ראש מחקר וחדשנות טכנית בקבוצת מיבל, הוסיפה: "בעקבות ההצלחה במעבדה, נכנסנו לשלב הפיילוט. זהו צעד חיוני לקראת השגת הליפידים האיכותיים הראשונים שלנו, שיסייעו לנו לפתח מוצרי קוסמטיקה הדואגים הן לעור והן לסביבה."

בעוד שפריצת הדרך הזו זכתה לתשומת לב רבה, מומחים מזכירים לנו כי מסחור בקנה מידה גדול - הגעה לייצור ברמת טון - נותר אתגר. מכשולים עתידיים כוללים שמירה על יעילות תסיסה יציבה בקנה מידה גדול, הבטחת עמידה בפרופילי חומצות שומן בצורכי הפורמולציה, ואופטימיזציה של טיהור ועלויות אנרגיה בהמשך.

אף על פי כן, על רקע תנודתיות בשרשרת האספקה ​​וביקוש גובר בשוק, "פליטת CO₂ כחומר גלם" עומד להפוך ליתרון תחרותי חיוני עבור מותגים.

חלק 04: יישומי נוסחאות ומקרי מוצר

בעוד שהחלפה ישירה של שמן דקלים ב"ליפידים של תסיסה" נמצאת בשלב הפיילוט, רכיבים קוסמטיים אחרים שפותחו באמצעות טכנולוגיית CarbonSmart™ של LanzaTech כבר נמצאים בשוק.

מקרה 1: קוטי (גוצ'י) - בושם אלכוהול הלכוד בפחמן

מוצר: גוצ'י "איפה שליבי פועם" (קולקציית גן האלכימאי).

יישום: הבושם הראשון בעולם המופץ ברחבי העולם, המיוצר עם 100% אתנול לכידת פחמן כאלכוהול בסיסי, המוכיח את הבטיחות והיתכנות המסחרית של רכיבים שמקורם ב-CO₂ בבשמים משובחים.

מקרה 2: באיירסדורף (ניווה) - קרם לחות סופג פחמן

מוצר: קרם לחות Nivea Men Climate Care.

יישום: מוצר זה משתמש באתנול הלכוד בפחמן בנוסחה שלו, המייצג יישום מוצלח באותה שושלת טכנולוגית.

מקרה 3: לוריאל - אריזות פלסטיק לכידת פחמן

יישום: בשיתוף פעולה עם LanzaTech ו-TotalEnergies, לוריאל פיתחה שפופרות קוסמטיקה מפוליאתילן (PE) העשויות מפליטות פחמן תעשייתיות, ובכך הרחיבה את לכידת הפחמן מהנוסחה ועד לאריזה.

מקרה 4: קבוצת Mibelle — פוטז ומיגוס פלוס

יישום: Mibelle כבר שילבה חומרים פעילי שטח המבוססים על אתנול LanzaTech בקווי הייצור שלה לטיפוח ביתי וטיפוח אישי בשוויץ.