au gadu Vides risinājumu institūta (VRI) pētnieki sadarbojas ar vadošo ārstniecības augu audzēšanas uzņēmumu Ziemeļeiropā SIA “Field and Forest” un dabīgās kosmētikas izejvielu ražotāju SIA “Alternative Plants”, lai no pārstrādes atkritumiem izstrādātu jaunus pievienotās vērtības produktus – ādu aizsargājošas un atjaunojošas kosmētikas izejvielas.
Ārstniecības un aromātisko augu pārstrādes procesā rodas liels apjoms blakusproduktu. Uzņēmēji vērsušies pie VRI pētniekiem, lai, izmantojot biorafinēšanas metodi, vērtētu kādas un cik daudz aktīvās vielas šie ražošanas atkritumi satur un kā tos visefektīvāk ekstrahēt. SIA “Alternative Plants” šajā pētījumā ir ne tikai ārstniecības augu audu kultūru kultivēšanas (in vitro) blakusproduktu piegādātājs. Uzņēmumam ir liela pieredze dabīgās kosmētikas izejvielu ražošanā. SIA “Alternative Plants” pētnieki pētījumā veic no blakusproduktiem iegūto ekstraktu analīzi – drošības pārbaudes un efekta novērtējumu uz cilvēka ādas šūnām.
Ar iegūto ekstraktu novērtējuma gaitu un pirmajiem rezultātiem iepazīstināja SIA “Alternative Plants” pētnieki Anna Ramata-Stunda un Mārtiņš Borodušķis.
SIA “Alternative Plants” pētnieki Anna Ramata-Stunda un Mārtiņš Borodušķis. Attēls: Vides risinājumu institūts.
VRI: Ko nozīmē augu kultivēšana in vitro, kāpēc kosmētikas industrijas izejvielu izstrādei izmantojat tieši šo tehnoloģiju?
Mārtiņš Borodušķis (M.B.): In Vitro jeb augu šūnu kultivēšana ir augu biomasas audzēšanas tehnoloģija. Ar tās palīdzību, neaudzējot pašu augu, laboratorijas apstākļos iegūstam kosmētikas industrijai interesējošās izejvielas. Sākumā, protams, savvaļā ievācam augu vai tā daļas, tad laboratorijā iegūstam augu cilmes šūnas, no tām tālāk audzējam biomasu. Lielākā priekšrocība šai tehnoloģijai ir iespēja iegūt krietni augstāku aktīvo vielu koncentrāciju, nekā augs tās saražo dabā. Laboratorijā mēs spējam nodrošināt kontrolētus apstākļus – augšanu neietekmē sezonas, laikapstākļi, kā arī nav ārējā piesārņojuma.
No savvaļā ievāktas lapiņas iegūta auga cilmes šūnas jeb nediferencēta šūnu biomasa uz cietās barotnes. Tā ir sākuma stadija, pēc kuras augu šūnu biomasu var pavairot lielākā apjomā. Attēls: Odrija Heinrihsone.
VRI: Kāpēc SIA “Alternative Plants” iesaistījās šajā pētījumā?
Anna Ramata-Stunda (A.R.S.): Mēs vienmēr esam uzsvēruši, ka ražošanas procesā cenšamies būt efektīvi un pret dabas resursiem atbildīgi. Kosmētikas izejvielu ražošanai audzējam augu biomasu, un no tās ekstrahējam mums interesējošos aktīvo vielu savienojumus. Atlikusī biomasa joprojām satur augstu aktīvo vielu koncentrāciju. Sapratām, ka, sadarbojoties ar VRI pētniekiem, no augu biomasas audzēšanas procesa varam iegūt jaunus produktus. Tādējādi savu ražošanas procesu padarot divreiz efektīvāku.
Augu šūnu biomasas ražošanas process. Attēls: SIA “Alternative Plants”.
VRI: Kur pielietojami ekstrakti un aktīvo vielu savienojumi, kas iegūti no SIA “Field and Forest” ēterisko eļļu ieguves procesa un SIA “Alternative Plants” augu šūnu biomasas ražošanas blakusproduktiem?
A.R.S.: Šajā pētījumā apskatām ārstniecības kumelīšu (Matricaria) ēterisko eļļu ražošanas procesa un trīs ārstniecības augu (Ruiša pūķgalves (Dracocephalum), ērkšķogas (Ribes) un kadiķa (Juniperus)) biomasas ražošanas procesu pārpalikumus. No katras blakusproduktu grupas VRI pētnieki iegūst ekstraktus. Ekstrahēšanas procesā pētnieki eksperimentē ar dažādiem reaģentiem, temperatūrām un citiem faktoriem. Rezultātā iegūstami ekstrakti, kas satur daudzveidīgas aktīvās vielas dažādās koncentrācijās. Mēs šajā pētījumā vērtējam, kā iegūtie ekstrakti reaģē uz cilvēka ādas šūnām. Tādējādi nosakām, kur tie tālāk izmantojami – kādus kosmētikas izejvielu prototipus no tiem iespējams izstrādāt.
VRI: Kā nosakāt, kādas kosmētikas industrijā izmantojamas īpašības piemīt ekstraktiem un aktīvajām vielām, kas iegūtas no pētījumā apskatītajām blakusproduktu grupām?
A.R.S.: To darām laboratorijā bioķīmiskos testos uz ādas šūnu kultūrām. Skatāmies, kā iegūtie ekstrakti darbojas, vai tie aizsargā pret UV starojumu, vai veicina šūnu dalīšanos, ražo kolagēnu. Vērtējam antimikrobiālo aktivitāti – vai ekstrakts spēj nomākt baktēriju augšanu. Vēl viens svarīgs faktors, ko vērtējam, ir pretiekaisuma efektivitāte, kas spēj novērst ādas novecošanos un ultravioletā starojuma ietekmē radušos iekaisumus. Veicot testus, cenšamies saprast, kā blakusproduktu ekstrakti var konkurēt kosmētikas izejvielu ražošanas industrijā.
M.B.: Svarīgi ir saprast ne tikai to, kā produkts strādā, bet vai tas ir drošs. Tāpēc pirmos veicam drošības testus. Tajos analizējam, kā ekstrakti ietekmē cilvēka ādas šūnas, vai tie ir droši un kāda ir to bioloģiskā aktivitāte. Mēs arī vērtējam, kādas ir atbilstošās ekstraktu koncentrācijas un kā ekstraktus ietekmē ultravioletais starojums. Ultravioletā (UV) starojuma testi nepieciešami, lai pārbaudītu, vai starojuma ietekmē nenotiek nevēlama ķīmiska reakcija. Lielisks piemērs dabā ir latvāņu sula. Ja tā uz ādas nokļūst tumsā, tad ādas šūnas netiek ietekmētas, bet, tiklīdz uzspīd saule, rodas ķīmiskais apdegums.
VRI: Kādus rezultātus izdevies iegūt pēc pirmajiem aktīvo vielu savienojumu drošības un ietekmes izmēģinājumiem, kurus veicāt uz ādas šūnām?
M.B.: Jau šobrīd veicam drošības un antibakteriālos testus. Esam ieguvuši pirmos rezultātus, bet daļa izmēģinājumu vēl ir priekšā. Pēc tam, kad būsim noskaidrojuši, kuri ekstrakti ādas šūnām ir droši, plānojam uzsākt arī efektivitātes un funkcionalitātes testus.
A.R.S.: Mēs viennozīmīgi redzam, ka spējam no blakusproduktu biomasas izvilkt ekstraktus ar pietiekami interesantu ķīmisko sastāvu. Jau tagad saskatām, ka ekstraktos ir augsta tādu aktīvo vielu koncentrācija, kurām ir augsts potenciāls ādu aizsargājošas un atjaunojošas dabīgās kosmētikas izejvielu ražošanā.
VRI: Kāda ir SIA “Alternative Plants” pieredze kosmētikas industrijas produktu izstrādē?
A.R.S.: Jau šobrīd sastrādājamies ar vairākiem dabiskās kosmētikas ražotājiem. Viens no zināmākajiem ir AS “Madara cosmetics”. Pašlaik mēs vēl esam salīdzinoši neliels uzņēmums. Izejvielas kosmētikas ražotājiem mēs piegādājam kilogramos, vidēji 10 kg vienam klientam. Tajā pašā laikā mūsu saražotās izejvielas no produkta kopējā sastāva ir aptuveni 0,5–2%. Tas nozīmē, ka ar mūsu piegādāto izejmateriālu daudzumu klients var saražot lielu apjomu gala produkcijas.
M.B.: Jāņem vērā, ka, kaut arī mūsu ražotās izejvielas ir tikai maza daļiņa no gala produkcijas, tās ir viena no sastāvdaļām, kas nodrošina izstrādātā kosmētikas produkta iedarbību.
Pētījums tiek veikts projekta “Biorafinēšanas pieeja bioloģiski aktīvu kosmētikas izejvielu ieguvei no ārstniecības augu pārstrādes un augu šūnu kultivēšanas blakusproduktiem” (Nr. 1.1.1.1/19/A/075) ietvaros. Projektu atbalsta Eiropas Reģionālās attīstības fonds (ERAF), darbības programmas “Izaugsme un nodarbinātība” 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa “Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā” 1.1.1.1. pasākuma “Praktiskas ievirzes pētījumi” ietvaros.
