Izrāviens kosmētikas formulēšanā: no CO₂ iegūti fermentācijas lipīdi kā ilgtspējīga alternatīva palmu eļļai

Pateicoties zinātnes nepārtrauktajai attīstībai, siltumnīcefekta gāzi CO₂ tagad faktiski var pārveidot eļļā! Kosmētikas nozarē pētnieki nenogurstoši meklē veselīgākas un videi draudzīgākas izejvielas. Spēja pārvērst siltumnīcefekta gāzes ilgtspējīgās kosmētikas sastāvdaļas Izmantojot oglekļa uztveršanu, tā ir zinātnes un ilgtspējības galīgā sinerģija. 2026. gadā zinātnieki atkal ir paplašinājuši CO₂ robežas kā ilgtspējīgu resursu.

Nesen Šveicē bāzētais Mibelle grupa, amerikāņu biotehnoloģiju uzņēmums LanzaTech, Kā arī Fraunhofera starpfāžu inženierijas un biotehnoloģijas institūts (Fraunhofer IGB) Vācijā kopīgi paziņoja par pavisam jaunas lipīdu vielas veiksmīgu sintēzi, izmantojot CO₂. Šī inovācija ir gatava kļūt par ilgtspējīgu alternatīvu palmu eļļai.

Kāpēc zinātnieki tik ļoti vēlas atrast palmu eļļas aizvietotāju? Kādas ir šī jaunā no CO₂ iegūtā lipīda priekšrocības? Atšifrēsim šo revolucionāri jauno materiālu.

01. daļa: Palmu eļļas vides dilemma

Palmu eļļa ir pasaulē visvairāk ražotā augu eļļa un svarīga pamatsastāvdaļa kosmētika.

Saskaņā ar datiem no Grand View Research, globālais palmu eļļas tirgus pārsniedza $ 70 miljardus 2024. gadā. Paredzams, ka ražošana turpinās pieaugt līdz 2026. gadam, atspoguļojot stāvokli, kurā piedāvājums cīnās, lai apmierinātu pieprasījumu.

Lai gan kosmētikas rūpniecība patērē tikai aptuveni 2% No kopējās pasaulē saražotās palmu eļļas tās atvasinājumi ir visuresoši. Piemēram, palmu eļļa ir būtisks prekursors virsmaktīvo vielu, taukskābju spirtu un emulgatoru sintēzei un ražošanai, ko izmanto vairāk nekā 70 % kosmētikas formulu.

Tomēr palmu eļļas ražošana bieži vien rada vides izmaksas. Pierādījumi liecina, ka tās ražošanas pieaugums ir cieši saistīts ar tropisko lietus mežu iznīcināšanu, kūdrāju oglekļa emisijām un bioloģiskās daudzveidības samazināšanos. Pētījums publicēts žurnālā "The Journal of Ecology". Nature Communications norāda, ka viena hektāra tropiskā lietus meža pārveidošana par palmu plantāciju atbrīvo aptuveni 174 tonnas oglekļaTurpretī ar LanzaTech tehnoloģiju ražotais etanols, kas uztverts ar oglekli, samazina siltumnīcefekta gāzu emisijas par vairāk nekā 70% salīdzinājumā ar tradicionālajiem fosilā kurināmā procesiem (Avots: LanzaTech 2024. gada ilgtspējības ziņojums).

Vai citas augu eļļas var to aizstāt? Pētījumi liecina, ka citas eļļas kultūras var vēl vairāk kaitēt zemes izmantošanai. Saskaņā ar Mūsu pasaule datos, palmu eļļa veido 36% no pasaules augu eļļas ražošanas, izmantojot tikai 10% pasaules eļļas kultūraugu zemes. Tas nozīmē, ka pāreja uz citām vienkāršām augu eļļām varētu prasīt 4 līdz 10 reizes vairāk zemes, potenciāli apdraudot globālo mežu segumu.

Turklāt starptautiskās normatīvās prasības kļūst stingrākas. ES atmežošanas regula (EUDR) ir noteikusi “izsekojamību bez mežu izciršanas” par obligātu atbilstības prasību, un iespējamie naudas sodi sasniedz pat 4% no uzņēmuma gada apgrozījuma.

02. daļa: No CO₂ līdz “fermentācijas lipīdiem”

Šī projekta unikalitāte slēpjas tā pieejā “no atkritumiem līdz vērtībai”. Ilgtermiņā tas palīdz samazināt atmosfēras oglekļa emisijas. Tā kā ražošanas izmaksas nākotnē samazināsies, oglekļa uztveršana kļūs arvien ienesīgāka.

Process sastāv no diviem posmiem:

Gāzes fermentācija: LanzaTech izmanto gāzes fermentācijas tehnoloģiju, lai uztverto CO₂ pārvērstu spirtā.

Lipīdu konversija: Otrajā fermentācijas posmā, ko vada Fraunhofer IGB, tiek ievadīti eļļas raugi, lai pārveidotu spirtu lipīdos. Šis process pilnībā balstās uz dabiski sastopamiem mikroorganismiem, izvairoties no sarežģītām vai videi kaitīgām darbībām.

Fraunhofer IGB sākotnējā analīze liecina, ka attiecība palmitīnskābe (C16:0) uz oleīnskābe (C18:1) Šajās fermentācijas metodēs lipīdus var manuāli regulēt. Atšķirībā no dabīgās palmu eļļas, kas ir pakļauta klimata izraisītām kvalitātes svārstībām, šie lipīdi ir labāk kontrolējami, un sastāva atšķirības tiek saglabātas robežās. ± 2% (Avots: Fraunhofer IGB eksperimentālie dati).

Fizikāli ķīmiskie testi liecina, ka šie "fermentācijas lipīdi" ir gandrīz identiski palmu eļļai karstumizturības, glabāšanas laika un augstas ražas ziņā. Turklāt laboratorijas dati no Mibelle Biochemistry liecina, ka šie lipīdi varētu sniegt labākus ādas kopšanas ieguvumus. Tie satur lielāku nepiesātināto taukskābju īpatsvaru, kas ir labvēlīgas cilvēkiem. Ādas barjeras atjaunošanas testos uzlabojums Transepidermālais ūdens zudums (TEWL) bija 15% augstāks nekā parastajai rafinētajai palmu eļļai.

03. daļa: Palielināšana — ceļojums ir tikko sācies

Pie Fraunhofera ķīmisko-biotehnoloģisko procesu centrs (CBP) Leunā, Vācijā, projekts ir veiksmīgi pabeidzis kilogramu mēroga ražošanas verifikāciju. Šis ir izšķirošs pagrieziena punkts, kas signalizē, ka pāreja no laboratorijas sasniegumiem uz rūpnieciska mēroga ražošanu kļūst arvien dzīvotspējīgāka.

Projekta atklāšanā piedalījās galvenie nozares pārstāvji, tostarp Dr. Dženifera Holmgrēna (LanzaTech izpilddirektors), Dr. Pēteris Millers (Mibelle Group izpilddirektors) un Dr. Markuss Volperdingers (Fraunhofer IGB direktors).

“Apvienojumā ar Fraunhofer IGB zinātnisko pieredzi mēs nosakām jaunus standartus visai nozarei,” paziņoja. Pīters Millers.

Susanne Heldmaier, Mibelle Group pētniecības un tehnisko inovāciju vadītājs, piebilda: “Pēc panākumiem laboratorijā mēs esam uzsākuši izmēģinājuma fāzi. Šis ir būtisks solis ceļā uz mūsu pirmo augstas kvalitātes lipīdu iegūšanu, kas mums palīdzēs izstrādāt kosmētiku, kas rūpējas gan par ādu, gan vidi.”

Lai gan šis sasniegums ir piesaistījis ievērojamu uzmanību, eksperti atgādina, ka komercializācija plašā mērogā — tonnu līmeņa ražošanas sasniegšana — joprojām ir izaicinājums. Nākotnes šķēršļi ietver stabilas fermentācijas efektivitātes saglabāšanu plašā mērogā, nodrošinot, ka taukskābju profili atbilst formulēšanas vajadzībām, un pakārtotās attīrīšanas un enerģijas izmaksu optimizēšanu.

Tomēr, ņemot vērā piegādes ķēdes svārstības un pieaugošo tirgus pieprasījumu, “CO₂ kā izejviela” ir gatava kļūt par būtisku konkurences priekšrocību zīmoliem.

04. daļa: Formulu pielietojumi un produktu piemēri

Lai gan palmu eļļas tieša aizstāšana ar “fermentācijas lipīdiem” ir izmēģinājuma stadijā, citas kosmētikas sastāvdaļas, kas izstrādātas, izmantojot LanzaTech CarbonSmart™ tehnoloģijas jau ir tirgū.

1. gadījums: Coty (Gucci) — ar oglekli piesaistīts spirts ar smaržām

Produkts: Gucci "Kur pukst mana sirds" (Alķīmiķa dārza kolekcija).

Uzklāšana: Pasaulē pirmās globāli izplatītās smaržas, kas ražotas, izmantojot 100% oglekļa uztvertu etanolu kā bāzes spirtu, pierādot no CO₂ iegūtu sastāvdaļu drošību un komerciālo dzīvotspēju smalkās smaržās.

2. gadījums: Beiersdorf (Nivea) — ar oglekli uztverts mitrinātājs

Produkts: Nivea Men Climate Care mitrinātājs.

Uzklāšana: Šī produkta formulā tiek izmantots ar oglekli uztverts etanols, kas ir veiksmīgs pielietojums tajā pašā tehnoloģiskajā līnijā.

3. gadījums: L'Oréal — ar oglekli uztverts plastmasas iepakojums

Uzklāšana: Sadarbībā ar LanzaTech un TotalEnergies, L'Oréal izstrādāja polietilēna (PE) kosmētikas tūbiņas, kas izgatavotas no rūpnieciskajām oglekļa emisijām, paplašinot oglekļa uztveršanu no formulas līdz iepakojumam.

4. gadījums: Mibelle grupa — Potz & Migos Plus

Uzklāšana: Mibelle jau ir integrējusi virsmaktīvās vielas, kuru pamatā ir LanzaTech etanols, savās mājas higiēnas un personīgās higiēnas līdzekļu ražošanas līnijās Šveicē.