Surowce biotechnologiczne – wpływ biofermentacji na produkty

Biotechnologia coraz śmielej wkracza w świat wyrobów kosmetycznych, zmieniając sposób, w jaki pozyskiwane i wytwarzane są składniki aktywne. W dobie rosnącej świadomości konsumenckiej oraz potrzeby tworzenia produktów skutecznych, bezpiecznych i etycznych, rozwiązania biotechnologiczne stają się kluczową odpowiedzią na wyzwania współczesnego rynku beauty. W ciągu ostatnich 15 lat zauważalny jest dynamiczny wzrost udziału produktów biotechnologicznych w branży kosmetycznej. Trend ten napędzany jest nie tylko względami ekologicznymi czy troską o środowisko, ale także chęcią dążenia do łączenia naturalnych surowców z możliwościami, jakie oferują zaawansowane technologie. Według raportu Kline (2023), składniki bazujące na biotechnologii to obecnie druga po peptydach najszybciej rosnąca kategoria na rynku aktywnych substancji specjalistycznych [1].

Zastosowanie biotechnologii w kosmetykach niesie ze sobą szereg korzyści. Po pierwsze, efektywność – składniki uzyskiwane w wyniku procesów biotechnologicznych często cechują się wyższą skutecznością dzięki możliwości precyzyjnej kontroli i optymalizacji ich właściwości. Po drugie, innowacyjność – biotechnologia otwiera drzwi do tworzenia nowych substancji i metod, które jeszcze niedawno były poza zasięgiem. Nie można również pominąć kwestii bezpieczeństwa i czystości, ponieważ dzięki rygorystycznym standardom produkcji ogranicza się ryzyko zanieczyszczeń, co ma szczególne znaczenie w przypadku produktów przeznaczonych dla skóry wrażliwej. Najnowsze trendy zaprezentowane podczas targów In-Cosmetics 2025 potwierdzają rosnące znaczenie składników opartych na biotechnologii. Eksperci podkreślają, że przyszłość innowacji w tej dziedzinie będzie wymagać skupienia się na wydajnych i zrównoważonych metodach ekstrakcji – co obecnie stanowi wyzwanie dla branży. Właśnie tutaj biotechnologia może odegrać kluczową rolę, umożliwiając precyzyjną, kontrolowaną produkcję cennych molekuł in-situ, z pominięciem trudnych warunków środowiskowych i niskiej wydajności tradycyjnych metod [2].

Surowce biotechnologiczne to związki pozyskiwane przy wykorzystaniu procesów biologicznych, takich jak działania mikroorganizmów, enzymów czy komórek roślinnych w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych. Zamiast tradycyjnego pozyskiwania składników metodami rolniczymi lub chemicznymi, biotechnologia oferuje bardziej precyzyjne i efektywne sposoby produkcji substancji aktywnych, eliminując przy tym ograniczenia sezonowości, zmienności surowców naturalnych oraz problemy z ich jakością.
Jednym z kluczowych procesów biotechnologicznych, który zyskuje coraz większe znaczenie w przemyśle kosmetycznym, jest fermentacja. Stanowi ona alternatywne podejście do pozyskiwania bogatych w biomolekuły składników aktywnych, umożliwiając produkcję substancji o wysokiej wartości biologicznej w sposób bardziej zrównoważony i precyzyjny. Fermentacja polega na przekształcaniu surowców przez specjalnie dobrane szczepy mikroorganizmów – bakterii, drożdży lub grzybów – w kontrolowanych warunkach. Sukces procesu fermentacji zależy w dużej mierze od odpowiedniego ich doboru oraz właściwości wyjściowego substratu. W kosmetyce szczególnie często wykorzystywane są drożdże, bakterie kwasu mlekowego oraz wybrane szczepy grzybów, które wchodzą w interakcję z surowcami roślinnymi, prowadząc do powstania pożądanych metabolitów. Istotne znaczenie mają także warunki prowadzenia fermentacji, takie jak temperatura, pH czy czas, które muszą być ściśle kontrolowane, aby uzyskać surowiec o optymalnych właściwościach biologicznych [3].

Jedną z głównych zalet fermentacji jest zwiększenie biokompatybilności składników – produkty otrzymywane w wyniku tego procesu są lepiej przyswajalne przez skórę, co przekłada się na ich wyższą skuteczność. W trakcie fermentacji wysokocząsteczkowe związki są rozbijane na niskocząsteczkowe, co nie tylko zwiększa ich biodostępność, ale także minimalizuje ryzyko podrażnień i reakcji alergicznych. Efektem fermentacji jest również wzbogacenie surowca w dodatkowe związki bioaktywne, takie jak białka, ceramidy, aminokwasy czy antyoksydanty, które mogą wykazywać szerokie spektrum działania kosmetycznego – od nawilżania i odżywiania, po ochronę przed stresem oksydacyjnym i wzmacnianie bariery skórnej [3].

Specyficzną formą fermentacji jest biofermentacja, w której substratem są wyłącznie surowce roślinne. Najczęściej wykorzystuje się w niej wysuszone i sproszkowane fragmenty roślin, które poddaje się ekstrakcji przy użyciu wody lub etanolu. Tak przygotowany ekstrakt następnie wprowadza się do zawiesiny bakterii, drożdży lub grzybów, gdzie następuje właściwy proces fermentacji, prowadzony w kontrolowanych warunkach. Do produkcji biofermentów najczęściej wykorzystuje się szczepy bakterii kwasu mlekowego oraz bakterie prebiotyczne. Powszechnie stosowane są również drożdże Saccharomyces cerevisiae, znane z fermentacji alkoholowej, które dodatkowo wnoszą walory aromatyczne do biofermentów. Po zakończeniu biofermentacji uzyskana mieszanina jest odwirowywana, filtrowana, a następnie zagęszczana i liofilizowana, co pozwala na zachowanie stabilności i aktywności biologicznej końcowego produktu. Dzięki biofermentacji właściwości pierwotnego surowca są intensyfikowane, a często pojawiają się także nowe, unikalne związki, które wcześniej nie występowały w roślinie w stanie naturalnym. Biofermenty zdobywają coraz większe uznanie w kosmetyce jako składniki naturalne, przyjazne dla skóry i środowiska. Ich zastosowanie nie tylko zwiększa efektywność kosmetyków, ale także wpisuje się w aktualne trendy związane z troską o zdrowie, bezpieczeństwo i zrównoważony rozwój. Co więcej, biofermenty są często kojarzone przez konsumentów z kosmetykami wolnymi od syntetycznych dodatków i potencjalnie szkodliwych substancji, co dodatkowo zwiększa ich atrakcyjność rynkową [4].

Biofermentacja ma także istotny wymiar ekologiczny i technologiczny. Proces ten pozwala na wykorzystanie odpadów biomasy roślinnej jako substratu, ograniczając tym samym marnowanie surowców naturalnych oraz emisję dwutlenku węgla. Dodatkowo, rozwój nowych technologii fermentacyjnych otwiera drogę do bardziej efektywnego pozyskiwania substancji aktywnych bez konieczności sięgania po surowce trudno dostępne lub zagrożone wyginięciem. Mimo licznych zalet, wykorzystanie fermentacji w kosmetyce wciąż pozostaje na wczesnym etapie rozwoju, jednak rosnące zainteresowanie konsumentów naturalnymi i zdrowymi produktami dynamicznie napędza tę tendencję [5].

Warto wspomnieć także o produktach pochodnych fermentacji, takich jak lizaty fermentacyjne – kompozycje uzyskane w wyniku mechanicznego rozbijania komórek bakteryjnych po procesie fermentacji. Lizaty te stanowią źródło postbiotyków, czyli nieaktywnych mikroorganizmów i ich komponentów, które wykazują korzystny wpływ na mikrobiom skóry oraz jej ogólną kondycję. W odróżnieniu od probiotyków, które zawierają żywe kultury bakterii, postbiotyki są stabilniejsze i łatwiejsze do wykorzystania w formułach kosmetycznych [4].

Biofermenty, uzyskiwane w wyniku biotransformacji związków roślinnych przez mikroorganizmy, wykazują szereg korzystnych właściwości dla skóry. Najczęściej potwierdzanym przez naukowców działaniem aktywnym biofermentów są ich właściwości antyoksydacyjne, przeciwstarzeniowe i przeciwzmarszczkowe oraz nawilżające [5].

• Właściwości antyoksydacyjne są typowe dla biofermentów z jagód (goji, jeżyna), soi, skórki cytryny oraz mieszanek ziół i często towarzyszy im efekt rozjaśnienia i wyrównania kolorytu skóry.
• Działanie przeciwstarzeniowe i przeciwzmarszczkowe często przypisywane jest biofermentom z czerwonego i czarnego żeń-szenia, skórki mandarynki, fasoli tonka, mannitolu i maltodekstryny.
• Właściwości nawilżające wykazują natomiast biofermenty z aloesu, wodorostów morskich, mleka odtłuszczonego oraz mleka sojowego. Skutecznie nawilżają one skórę, przy czym fermentacja może zwiększać ich właściwości nawilżające nawet czterokrotnie, jak w przypadku aloesu.

Badania wykazały, że ferment czarnego żeń-szenia zwiększa ekspresję prokolagenu typu I i zmniejszał aktywność metaloproteinaz, co przekładało się na redukcję zmarszczek i rozjaśnienie skóry. Fermenty z owoców derenia, liści yerba mate i jęczmienia zwiększały aktywność antyoksydacyjną oraz hamowały działanie enzymów degradujących kolagen i elastynę, równocześnie poprawiając poziom nawilżenia skóry poprzez wzrost markerów takich jak kwas hialuronowy czy filagryna. Produkty fermentacji czerwonego żeń-szenia oraz korzenia traganka zwiększały zawartość flawonoidów i polifenoli oraz wspierały syntezę kolagenu. Fermenty z łopianu oraz liści jeżyny, borówki czernicy, czarnej porzeczki i poziomki chroniły fibroblasty przed uszkodzeniami spowodowanymi promieniowaniem UVA, hamowały ekspresję metaloproteinaz oraz wspierały produkcję kolagenu, jednocześnie poprawiając nawilżenie i równowagę pH skóry. Dodatkowo biofermenty z passiflory i skórki mandarynki wykazały działanie ochronne przed promieniowaniem UV, wzmacniając barierę skórną i modulując odpowiedź zapalną [3].

Biotechnologia odgrywa coraz większą rolę w kosmetyce, oferując skuteczne, bezpieczne i ekologiczne składniki aktywne. Procesy takie jak fermentacja i biofermentacja pozwalają na precyzyjne pozyskiwanie substancji o wysokiej biodostępności i właściwościach pielęgnacyjnych, takich jak nawilżanie, działanie antyoksydacyjne czy przeciwstarzeniowe. Biofermenty, uzyskiwane z roślin przy udziale mikroorganizmów, wzbogacają kosmetyki o nowe bioaktywne związki i poprawiają ich efektywność. Wzrost zainteresowania naturalnymi, zrównoważonymi produktami dodatkowo napędza rozwój biotechnologii w branży beauty, umożliwiając zwiększenie pozytywnego wpływu na środowisko i lepsze dostosowanie produktów do potrzeb współczesnych konsumentów.