Schimmels maken cosmetica groener

De chemische technieken die fabrikanten van cosmeticaproducten gebruiken, zijn energieverslindend en leveren bergen afval. Daar komt verandering in: biotechnologie is het domein van de schoonheidsindustrie binnengedrongen. Enzymen uit schimmels moeten de productie van shampoo, parfum en andere cosmetica groener maken.

Je haar wassen met shampoo, je tanden poetsen en je huid daarna nog even insmeren met bodylotion tegen uitdroging. En vergeet je deodorant niet! Cosmetische producten gebruikt iedereen. Maar meer dan ooit willen consumenten tegelijk ‘groene’ producten, gebaseerd op natuurlijke grondstoffen en gefabriceerd op een milieuvriendelijke manier. Ook de vraag naar zulke cosmetica stijgt dus.

Dat is goed te merken in de winkel: de schappen staan vol met crèmes, lippenstiften en lotions die het label ‘natuurlijk’, ‘organisch’ of ‘bio’ dragen. Cijfers zijn er ook. Volgens analisten bedroeg de wereldwijde vraag naar natuurlijke cosmetica in 2012 ruim 5,8 miljard euro. Naar alle verwachting zal dat aantal verder oplopen tot ruim 10 miljard euro in 2018. Om aan de toenemende vraag naar natuurlijke en duurzame cosmetica te voldoen, moet de traditionele schoonheidsindustrie op de schop.

Helpende hand van enzymen

De wereldwijde vervaardiging van tonnen ingrediënten voor verwerking in cosmetische producten laat een grote ecologische voetdruk achter. De grondstoffen, vaak afkomstig uit de petrochemische industrie, worden veelal via chemische processen omgezet tot het gewenste ingrediënt. Een energieverslindende methode, aangezien de chemische processen temperaturen tot wel 160 graden Celsius vereisen. Daarnaast heeft de chemische synthese veel oplosmiddelen nodig, vinden er ongewenste nevenreacties plaats en blijven er een hoop afvalstoffen achter. Hoe kan het milieuvriendelijker?

De laatste jaren staat de productie van chemicaliën met behulp van enzymen steeds meer in de belangstelling. Enzymen zijn eiwitten die in cellen verantwoordelijk zijn voor het aansturen en versnellen van duizenden reacties. Werken met enzymen heeft veel voordelen. Ten eerste voeren ze hun werk uit bij relatief lage temperaturen: vijftig à zestig graden. Ten tweede zijn ze in staat om plantachtige grondstoffen om te toveren tot cosmetica-ingrediënten. Bovendien zijn enzymen vaak erg specifiek, waardoor een enzymatische omzetting een zuiverder eindproduct oplevert, zonder ongewenste bijproducten. Dat vereenvoudigt het fabricageproces.

In de praktijk is dat echter niet zo gemakkelijk. ‘Je moet exact het goede enzym hebben om de gewenste omzetting te krijgen’, zegt microbioloog Ronald de Vries van het CBS-KNAW Fungal Biodiversity Centre in Utrecht. In het kader van het EU-project OPTIBIOCAT, dat energiezuinige en milieuvriendelijke enzymen in de cosmetica wil inzetten, is hij gestart met een zoektocht naar geschikte enzymen. Zijn werkplek verraadt al waar hij ze zoekt: in schimmels.

Antioxidanten

De Vries en zijn collega’s speuren naar enzymen die gespecialiseerd zijn in het maken van antioxidanten, die aan cosmetica worden toegevoegd. ‘Antioxidanten vormen een beschermend bestanddeel, ook in levensmiddelen’, legt De Vries uit. Onder invloed van zon en chemicaliën uit de lucht belanden er oxidatieve verbindingen op je huid. Antioxidanten werken als een beschermingssysteem tegen zulke milieu-invloeden.

De meeste antioxidanten die de industrie toevoegt aan huidcrèmes en lotions, worden chemisch gesynthetiseerd. ‘Het idee is om een alternatieve methode te vinden voor de productie van antioxidanten, door middel van enzymen. Zo kunnen we de chemische stappen in de vervaardiging vervangen door een biologisch proces.’

Tot nu toe zijn er twee typen enzymen, zogenoemde esterases, in schimmels aangetroffen. Schimmels gebruiken die enzymen om plantenmateriaal af te breken. ‘Maar ze werken in twee richtingen’, aldus De Vries. ‘Ze kunnen stoffen afbreken, maar onder bepaalde voorwaarden worden ze ook gebruikt om stoffen aan elkaar te zetten.’ Door de genen voor die enzymen als uitgangspunt te nemen, hoopt de onderzoeksgroep snel andere kandidaten op te pikken uit de honderden schimmelgenomen die ze onderzoeken.

Naast het opsporen van bestaande enzymen in schimmels, gaat de onderzoeksgroep ook proberen enzymen aan te passen en te verbeteren. Zodat een enzym bijvoorbeeld kan functioneren bij een gunstigere zuurtegraad. De Vries: ‘We willen die enzymen gebruiken voor een specifieke reactie in een bioreactor, waar ze oorspronkelijk niet voor bedoeld zijn. Als we ze zelf ontwikkelen, zal dat volgens mij vaak nuttige enzymen opleveren.’

Testfase

Nadat ze de genen geïdentificeerd en eventueel aangepast hebben, moeten de onderzoekers de genen inbrengen in een andere schimmel. De geproduceerde enzymen worden dan uit de schimmel gezuiverd en vervolgens getest. ‘De eerste fase bestaat uit het in kaart brengen van de basiskenmerken van de enzymen, zoals bij welke zuurtegraad en bij welke temperatuur ze goed werken en stabiel zijn. Onze Europese partners uit het project gebruiken die gegevens vervolgens om te testen of de enzymen ook daadwerkelijk antioxidanten kunnen maken.’

En hoe zit het met de cosmetica-industrie zelf? Voelt die ook iets voor vergroening? De chemische industrie begint wel degelijk uit te kijken naar alternatieve productieprocessen, merkt De Vries op. Niet zozeer omdat de olie opraakt, maar wel om de CO2-uitstoot terug te dringen en, vooral, vanwege de publieke opinie. Hoe snel de nieuwe enzymen dan wel in gebruik zullen worden genomen, daarover kan hij nog geen uitspraken doen. ‘De ingrediënten moeten immers eerst nog goedgekeurd worden. Daar zit een uitgebreide testfase aan vast, die onder meer nagaat of er geen bijwerkingen zijn.’ Het kan dus nog wel even duren voor de eerste ‘groene’ crèmes in de winkel liggen. Voor de eco-shoppers zit er maar één ding op: geduld oefenen.

Dit artikel verschijnt ook in ons Weekblad op tablet. U kunt de Eos-app gratis downloaden in de App store (iOS) of Google Play (Android). In de app kunt u naast het gratis weekblad ook de digitale versies van de magazines Eos, Memo en Psyche & Brein aankopen.