Als je zalf op je huid smeert, roept dit niet meteen de gedachte aan ruwe aardolie op. Toch kunnen handcrèmes en andere cosmeticaproducten tot 99% ingrediënten van ‘minerale oorsprong’ bevatten. Het is tijd voor plantaardige alternatieven.
‘Gen Z’, een generatie jonge consumenten die zweert bij duurzaamheid, haalt de neus op voor stoffen die een risico vormen voor mens en milieu. Met het door de Europese Commissie gefinancierde onderzoeksproject ‘InnCoCells’ bewijst een groep wetenschappers, afkomstig uit elf Europese landen, dat het ook anders kan. Ze zijn erin geslaagd om innovatieve, hoogwaardige cosmetische ingrediënten te produceren met een duurzaam productiesysteem ontwikkeld door Moeder Natuur zelf: het plantenrijk.
Handig gebruik van natuurlijk afweergeschut
Planten zijn alomtegenwoordig, zijn hernieuwbaar en produceren van nature een arsenaal van moleculen. Wanneer een plant onder stress komt te staan, bijvoorbeeld door een gebrek aan water of licht, past ze zich van nature aan de veranderde omstandigheden aan: het verbluffende resultaat van miljoenen jaren evolutie. Net als een fabriek in oorlogstijd zal ze haar productie omgooien om ‘wapens’ te produceren: moleculen die de plant beschermen en helpen te overleven.
Bij producenten en ontwikkelaars van cosmetische producten zijn moleculen met beschermende eigenschappen gegeerd. Menselijke huidcellen voeren dagelijks een vergelijkbare strijd tegen uitdroging, uv-straling enz. Een strijd die ze zonder hulp van buitenaf niet kunnen winnen. Om onze huid te wapenen en te beschermen, stopt de cosmetische industrie antioxidanten en vochtinbrengende moleculen in haar producten, en claimt ze graag functionaliteiten als ‘anti-ageing’: bescherming tegen vroegtijdige veroudering.
We zijn erin geslaagd om de productie van beschermende stoffen op te drijven zonder de verdere groei van de plant te verhinderen
Voor niets gaat de zon op, maar verder is Moeder Natuur niet zo vrijgevig als je zou denken. In werkelijkheid zijn de kanshebbers voor cosmetische producten schaars: de opgelegde kwaliteitseisen vanuit de industrie zijn torenhoog en veel plantensoorten komen niet in aanmerking omdat ze stoffen produceren die allergische reacties kunnen opwekken of zelfs regelrecht giftig zijn voor de mens. Als een plant dan toch interessant blijkt, is het bovendien geen sinecure om de gewenste stoffen uit de plant te halen en in een cosmetisch product te verwerken. De moleculen in kwestie zitten goed weggestopt in de cellen van de plant, waardoor verschillende bewerkingen nodig zijn om een goed ‘extract’ te verkrijgen.
Gelukkig zijn we ondertussen in staat om de natuur een handje te helpen. 'Creativity is intelligence having fun', zei ene Albert Einstein. En aan creativiteit is er alvast geen gebrek bij de InnCoCells partners: een team van het VIB-UGent Center for Plant Systems Biology, onder leiding van Alain Goossens, is er met genoomtechnieken (op maat knippen en plakken van DNA) in geslaagd om de productie van beschermende stoffen op te drijven zonder de verdere groei van de plant te verhinderen. Als je weet dat bij planten in de vrije natuur het één altijd ten koste van het andere gaat, is dit een opmerkelijke prestatie.
Plantenextracten
Om de aanpassingen aan het DNA te testen, maken wetenschappers gebruik van zogenaamde ‘modelplanten’, zoals de tabaksplant (Nicotiana tabacum L.), die makkelijk te kweken is en waarvan de interne werking goed gedocumenteerd is. Voor biotechnologen is dit het ideale testlaboratorium omdat aangebrachte wijzigingen in het DNA van deze plant snel tot expressie komen. Als een techniek succesvol blijkt, passen de onderzoekers deze in een latere fase toe in plantensoorten die interessante extracten kunnen opleveren. Sinds de start van het project in 2021 voerden de onderzoekers een uitvoerige screening uit en ontdekten ze aantoonbare beschermende eigenschappen in extracten van 89 plantensoorten: een unieke vangst.
Planten in volle grond, de groeiwijze waar iedereen zich iets bij kan voorstellen, zijn trouwens niet de enige bron van beschermende stoffen. Wist je dat je plantencellen ook in een laboratorium kan kweken? Als je een deel van een plant (een blad bv.) scheurt of kneust en daarna het beschadigd plantenweefsel uitplaat op een steriel kweekmedium, ontstaan spontaan nieuwe cellen. Als je deze vormloze hoopjes cellen het juiste menu (groeihormonen, suikers…) voorschotelt en de juiste groeiomstandigheden creëert, groeit de plantaardige celmassa verder aan en produceert ze de gewenste stoffen.
De kostprijs van plantaardige extracten is nu nog een struikelblok. Zelfs op een productieschaal van duizend liter is de prijs ongeveer vier keer zo hoog als dat van een vergelijkbaar product
De onderzoekers kweken de cellen in reactoren volgens een cascadesysteem, met een stapsgewijs toenemend volume: ze zijn er ondertussen in geslaagd om enkele honderden kilo's verse, plantaardige celmassa te kweken in een reactorvat met een volume van duizend liter. Dit levert bijna tien kilogram bruikbare ingrediënten op. Produceren op toenemende schaal is een wetenschap op zich: een groter volume betekent meer variabelen en dus meer complexiteit waardoor nieuwe uitdagingen opduiken. Eigenlijk is de vuistregel van toepassing die ouders doorgaans voor hun kinderen hanteren: hoe groter de schaal, hoe groter de problemen.
Over de verbluffende resultaten van het InnCoCells project kan ik nog even doorgaan, maar deze blog begon met een verhaal over cosmetica. En hoewel de ultraluxe markt wereldwijd groeit als kool (elf procent per jaar) en potjes ter grootte van een pingpongbal met een prijskaartje van ruim duizend euro vlot over de toonbank gaan, is de kostprijs van dergelijke extracten nu nog een struikelblok. Zelfs op een productieschaal van duizend liter is de prijs ongeveer vier keer zo hoog als dat van een vergelijkbaar product.
Er is dus nog werk aan de winkel om de kostprijs te drukken, maar het InnCoCells consortium gelooft rotsvast dat dit een commercieel succes kan worden. Daartoe focussen de betrokken wetenschappers op onderbenutte plantensoorten en plantaardige bijproducten uit de verwerkende industrie, waardoor er geen rechtstreekse concurrentie is voor menselijke voeding. Integendeel, waar de verwerking van bijproducten en nevenstromen nog vaak een kost betekent, kan een hoogwaardige valorisatie in cosmetica zelfs geld opbrengen voor de agrovoedingssector: van een duurzame win-winsituatie gesproken!
Het verhaal rond dit project zit dus alvast goed, en als je marketeers mag geloven, gaat het bij cosmetica allemaal om ‘storytelling’…
