Przełom w formulacji kosmetyków: Lipidy fermentacyjne otrzymywane z CO₂ jako zrównoważona alternatywa dla oleju palmowego

Dzięki ciągłemu postępowi nauki, gaz cieplarniany CO₂ można teraz przekształcić w ropę naftową! W przemyśle kosmetycznym naukowcy niestrudzenie poszukują zdrowszych i bardziej przyjaznych dla środowiska surowców. Możliwość przekształcania gazów cieplarnianych w zrównoważone składniki kosmetyczne Wychwytywanie dwutlenku węgla stanowi doskonałą synergię nauki i zrównoważonego rozwoju. W 2026 roku naukowcy po raz kolejny poszerzyli granice wykorzystania CO₂ jako zrównoważonego zasobu.

Niedawno firma z siedzibą w Szwajcarii Grupa Mibelle, amerykańska firma biotechnologiczna LanzaTechi Instytut Fraunhofera Inżynierii Interfejsów i Biotechnologii (Fraunhofer IGB) w Niemczech wspólnie ogłosili udaną syntezę zupełnie nowej substancji lipidowej z wykorzystaniem CO₂. Ta innowacja ma szansę stać się zrównoważoną alternatywą dla oleju palmowego.

Dlaczego naukowcy tak bardzo pragną znaleźć zamiennik oleju palmowego? Jakie są zalety tego nowego lipidu pochodzącego z CO₂? Rozszyfrujmy ten rewolucyjny, nowy materiał.

Część 01: Dylemat środowiskowy oleju palmowego

Olej palmowy jest najchętniej produkowanym olejem roślinnym na świecie i kluczowym składnikiem bazowym kosmetyki.

Według danych z Grand View Researchświatowy rynek oleju palmowego przekroczył $ 70 mld w 2024 r. Oczekuje się, że produkcja będzie nadal rosła do 2026 r., co odzwierciedla sytuację, w której podaż nie nadąża za popytem.

Chociaż przemysł kosmetyczny zużywa tylko około 2% Światowego zapotrzebowania na olej palmowy jest w dużej mierze uzależnione od jego pochodnych. Na przykład olej palmowy jest niezbędnym prekursorem do syntezy i produkcji surfaktantów, alkoholi tłuszczowych i emulgatorów, stosowanych w ponad 70% receptur kosmetycznych.

Jednak produkcja oleju palmowego często wiąże się z kosztami środowiskowymi. Dowody wskazują, że wzrost jego produkcji jest ściśle powiązany z niszczeniem lasów deszczowych, emisją dwutlenku węgla z torfowisk i utratą bioróżnorodności. Badania opublikowane w… Nature Communications wskazuje, że przekształcenie jednego hektara tropikalnego lasu deszczowego w plantację palm uwalnia około 174 ton węglaW przeciwieństwie do tego etanol wychwytywany z dwutlenku węgla, produkowany w technologii LanzaTech, zmniejsza emisję gazów cieplarnianych o ponad 70% w porównaniu do tradycyjnych procesów wykorzystujących paliwa kopalne (Źródło: Raport zrównoważonego rozwoju LanzaTech 2024).

Czy inne oleje roślinne mogą go zastąpić? Badania pokazują, że inne rośliny oleiste mogą być jeszcze bardziej szkodliwe dla użytkowania gruntów. Według Nasz świat w danycholej palmowy odpowiada za 36% światowej produkcji oleju roślinnego przy użyciu wyłącznie 10% światowych gruntów pod uprawy roślin oleistych. Oznacza to, że przejście na inne proste oleje roślinne może wymagać Od 4 do 10 razy więcej ziemi, potencjalnie zagrażając globalnemu zasięgowi lasów.

Ponadto międzynarodowe wymogi regulacyjne są coraz bardziej rygorystyczne. Wdrażanie Rozporządzenie UE w sprawie wylesiania (EUDR) uczyniła „śledzenie śladów wylesiania” obowiązkowym wymogiem zgodności, a potencjalne kary mogą sięgać nawet 4% rocznego obrotu firmy.

Część 02: Od CO₂ do „lipidów fermentacyjnych”

Wyjątkowość tego projektu tkwi w jego podejściu „od odpadów do wartości”. W dłuższej perspektywie pomaga on ograniczyć emisję dwutlenku węgla do atmosfery. Wraz ze spadkiem kosztów produkcji w przyszłości, wychwytywanie dwutlenku węgla stanie się coraz bardziej opłacalne.

Proces składa się z dwóch etapów:

Fermentacja gazowa: LanzaTech wykorzystuje technologię fermentacji gazowej do przetwarzania wychwyconego CO₂ na alkohol.

Konwersja lipidów: W drugim etapie fermentacji, prowadzonym przez Instytut Fraunhofera IGB, wprowadzane są drożdże oleiste, które przekształcają alkohol w lipidy. Proces ten opiera się wyłącznie na naturalnie występujących mikroorganizmach, co pozwala uniknąć skomplikowanych i szkodliwych dla środowiska operacji.

Wstępna analiza przeprowadzona przez Fraunhofer IGB pokazuje, że wskaźnik kwas palmitynowy (C16:0) do kwas oleinowy (C18:1) W tych procesach fermentacji lipidy można regulować ręcznie. W przeciwieństwie do naturalnego oleju palmowego, który podlega wahaniom jakości uwarunkowanym klimatem, te lipidy są bardziej kontrolowane, a zmienność składu jest utrzymywana w granicach ± 2% (Źródło: Dane eksperymentalne Fraunhofera IGB).

Testy fizykochemiczne wskazują, że te „lipidy fermentacyjne” są niemal identyczne z olejem palmowym pod względem odporności na ciepło, trwałości i wysokiej wydajności. Co więcej, dane laboratoryjne z Mibelle Biochemia Sugeruje, że te lipidy mogą zapewniać lepsze korzyści pielęgnacyjne. Zawierają one większą ilość nienasyconych kwasów tłuszczowych, które są korzystne dla ludzi. W testach naprawy bariery skórnej, poprawa Transepidermalna utrata wody (TEWL) była 15% wyższa niż zwykły rafinowany olej palmowy.

Część 03: Skalowanie – podróż dopiero się zaczyna

Na Centrum Fraunhofera ds. Procesów Chemiczno-Biotechnologicznych (CBP) W Leunie w Niemczech projekt pomyślnie zakończył weryfikację produkcji w skali kilogramowej. To przełomowy moment, sygnalizujący, że przejście od osiągnięć laboratoryjnych do produkcji na skalę przemysłową staje się coraz bardziej realne.

W inauguracji projektu wzięli udział kluczowi przedstawiciele branży, w tym: Dr Jennifer Holmgren (dyrektor generalny LanzaTech), Dr Peter Müller (dyrektor generalny Mibelle Group) i Dr Markus Wolperdinger (Dyrektor Fraunhofer IGB).

„W połączeniu z wiedzą naukową Fraunhofer IGB wyznaczamy nowe standardy dla całej branży” – stwierdził Piotr Mueller.

Susanne Heldmaier, Dyrektor ds. Badań i Innowacji Technicznych w Mibelle Group, dodał: „Po sukcesie laboratoryjnym weszliśmy w fazę pilotażową. To kluczowy krok w kierunku uzyskania pierwszych wysokiej jakości lipidów, które pomogą nam w opracowaniu kosmetyków dbających zarówno o skórę, jak i środowisko”.

Chociaż przełom wzbudził duże zainteresowanie, eksperci przypominają, że komercjalizacja na dużą skalę – osiągnięcie produkcji na poziomie ton – pozostaje wyzwaniem. Przyszłe przeszkody obejmują utrzymanie stabilnej wydajności fermentacji na dużą skalę, zapewnienie profili kwasów tłuszczowych spełniających wymagania recepturowe oraz optymalizację kosztów oczyszczania i energii w dalszej części procesu.

Mimo to, biorąc pod uwagę zmienność łańcucha dostaw i rosnący popyt rynkowy, „CO₂ jako surowiec” ma szansę stać się istotną przewagą konkurencyjną marek.

Część 04: Zastosowania formuł i przypadki produktów

Podczas gdy bezpośrednia wymiana oleju palmowego na „lipidy fermentacyjne” znajduje się w fazie pilotażowej, inne składniki kosmetyczne opracowane przy użyciu technologii LanzaTech CarbonSmart™ technologia jest już na rynku.

Przypadek 1: Coty (Gucci) — perfumy z alkoholem wychwytywanym przez węgiel

Produkt: Gucci „Gdzie bije moje serce” (Kolekcja Ogród Alchemika).

Podanie: Pierwsze na świecie perfumy o zasięgu globalnym, których bazą jest etanol w 100% pozyskiwany z dwutlenku węgla, co stanowi dowód bezpieczeństwa i opłacalności komercyjnej wykorzystania składników pochodzących z CO₂ w wysokiej jakości perfumach.

Przypadek 2: Beiersdorf (Nivea) — krem ​​nawilżający z wychwytem dwutlenku węgla

Produkt: Nivea Men Climate Care krem ​​nawilżający.

Podanie: W składzie tego produktu znajduje się etanol pozyskiwany z dwutlenku węgla, co stanowi udane zastosowanie w tej samej linii technologicznej.

Przypadek 3: L'Oréal — Opakowania z tworzyw sztucznych z wychwytem dwutlenku węgla

Podanie: Współpracując z LanzaTech i TotalEnergies, firma L'Oréal opracowała tubki kosmetyczne z polietylenu (PE) wyprodukowane z przemysłowych emisji dwutlenku węgla, co pozwoliło na przesunięcie procesu wychwytywania dwutlenku węgla z formuły na opakowanie.

Przypadek 4: Grupa Mibelle — Potz & Migos Plus

Podanie: Firma Mibelle wdrożyła już w swoich liniach produkcyjnych w Szwajcarii środki powierzchniowo czynne na bazie etanolu LanzaTech do produkcji środków czystości i kosmetyków.