Polska jest potęgą. Konkretnie w produkcji mleka i przetworów mlecznych. Pod względem produkcji mleka w 2012 r. prześcignęliśmy Holandię, a więcej od nas wytwarzają go tylko Niemcy, Francja i Wielka Brytania. W produkcji serów Holendrów co prawda jeszcze gonimy, ale za to przed nimi także są tylko trzy kraje: Niemcy, Francja i Włochy. Jeśli idzie o sery, to ich produkcja między 2000 a 2014 r. wzrosła prawie dwukrotnie, z 475 do 823 tys. ton. To oznacza, że polskie mleczarstwo opływa w produkt uboczny produkcji sera, czyli serwatkę. W wielkim skrócie serwatka jest tą częścią mleka, która zostaje po wytrąceniu białek kazeinowych, z których wyprodukowany zostanie ser. Przyjmuje się, że do produkcji jednego kilograma sera potrzeba dziesięciu litrów mleka, z których zostaje 9 litrów serwatki. Im więcej wyprodukujemy sera, tym więcej zostanie serwatki.

Konsumenci coraz uważniej studiują etykiety produktów kosmetycznych i poszukują preparatów, które zawierają substancje wyłącznie pochodzenia naturalnego. Z tego względu serwatka idealnie nadaje się na surowiec, z którego można wytwarzać kosmetyki – mówi dr inż. Małgorzata Tabaszewska, technolog żywności i żywienia z Uniwersytetu Rolniczego im. Hugona Kołłątaja w Krakowie. Z połączenia tych dwóch elementów – trendu na rynku kosmetycznym, a także gigantycznej ilości surowca, powstał pomysł na doktorat, który ostatecznie zamienił się w patent – krem zawierający jako składnik aktywny białka serwatkowe.

Serwatka ma postać żółtozielonej cieczy, która w 90 proc. składa się z wody. Resztę stanowią sole mineralne, niewielka ilość cukrów oraz białka. Z punktu widzenia produkcji kosmetyku najważniejsze są te ostatnie. – Białka serwatkowe są różnorodne. Można znaleźć wśród nich m.in. laktoferynę o działaniu przeciwdrobnoustrojowym, a także laktoalbuminę i laktoglobulinę – bardzo duże białka, które silnie pochłaniają wodę i w ten sposób ją magazynują, co zapewnia efekt nawilżenia skóry – tłumaczy dr Tabaszewska.

Znajdujące się w naszej skórze gruczoły łojowe wytwarzają sebum, które w połączeniu z potem tworzy barierę ochronną dla skóry, nazywaną płaszczem tłuszczowym (PTS). Ten płaszcz tłuszczowy chroni skórę przed wysuszeniem, zapewniając odpowiednią elastyczność i miękkość. Niestety, dbając o higienę zmywamy go z powierzchni skóry. Kiedy skóra jest młoda – jak u noworodka – odbudowa płaszcza trwa 20 minut. Niestety, im jesteśmy starsi, tym proces ten się wydłuża. Dlatego używanie kremów, które zawierają substancje podobne do tych naturalnie występujących w PTS i naskórku, nie jest fanaberią, tylko koniecznością – tłumaczy dr inż. Elżbieta Sikora z Politechniki Krakowskiej, z którą dr Tabaszewska współpracowała podczas realizacji doktoratu. Uzupełnienie bariery ochronnej skóry stanowi naskórek, zwłaszcza jego zewnętrzna warstwa nazywana warstwą rogową. Dzięki swojej specyficznej budowie często porównywana jest ona do muru, w którym cegiełki stanowią martwe komórki (keratynocyty) wypełnione białkiem – keratyną. Między komórkami naskórka znajduje się spoiwo nazywane cementem międzykomórkowym. Jest to substancja składająca się z naprzemiennie ułożonych warstw wodnych i lipidowych (tłuszczowych). W warstewkach wodnych znajdują się różne substancje, m.in. białka, które wiążą wodę i w ten sposób ograniczają jej ubytek z naskórka. Kiedy znajdujemy się w pomieszczeniu, w którym jest sucho (np. pracuje klimatyzacja), następuje znaczny ubytek wody ze skóry, co m.in. powoduje uczucie suchej skóry. Oprócz czynników zewnętrznych również, a może przede wszystkim, upływający czas powoduje nieodwracalne zmiany w naszej skórze, zmienia się ilość i jakość substancji odpowiedzialnych za barierę ochronną. Niedobór substancji tłuszczowych jest przyczyną rozszczelnienia bariery ochronnej. W jego wyniku skóra prędzej traci wodę i jest to jedna z podstawowych zmian, jaka zachodzi w miarę dojrzewania, a następnie starzenia. Można temu zapobiec, stosując odpowiednie kremy. Produkty, które z jednej strony nawilżają skórę, bo zawierają magazynujące wodę białka, a z drugiej strony zapobiegają jej wysuszaniu, bo zawierają odpowiednie substancje tłuszczowe, ograniczające ubytek wody z głębszych warstw skóry.

Opracowując recepturę kremu wiadomo więc, jakie składniki mają wejść w jego skład. Teraz pozostaje tylko pytanie, jak te składniki ze sobą zmieszać. Bo krem oprócz wody i białek ma zawierać substancje tłuszczowe, a przecież w normalnych warunkach te grupy składników nie mieszają się ze sobą. Jak połączyć je w jednolity produkt tak, aby w czasie przechowywania nie rozdzieliły się. Nie może przecież dopuścić do tego, że konsument po otworzeniu zakupionego w drogerii preparatu zobaczy olej oddzielony od wody i białek. – Dlatego trzeba do mieszaniny wprowadzić substancję, która będzie taki układ stabilizować. Nazywamy ją emulgatorem – tłumaczy dr Sikora.

Niestety, dobieranie odpowiedniego emulgatora, mimo istnienia określonych zasad dotyczących wyboru, wymaga czasu. Podobnie jak opracowanie innych parametrów pozwalających na otrzymanie stabilnego produktu, m.in. parametrów technologicznych (temperatury, czasu, szybkości mieszania składników kremu). W trakcie pracy nad doktoratem proces ten zajął dr Tabaszewskiej pół roku. Wybór emulgatora jest kluczowym etapem dla powodzenia przedsięwzięcia – bez niego niemożliwe jest wytworzenie stabilnego kremu. – Jest to ważne również z tego względu, że musimy sobie odpowiedzieć na pytanie, jaki krem chcemy uzyskać. Jeśli miałby to być lekki, nawilżający krem na dzień, to musimy dobrać taki emulgator, dzięki któremu krople fazy olejowej (substancji tłuszczowych) będą rozproszone w fazie wodnej (zawiesinie wody i białek). Jeśli miałby to być regenerujący, odżywczy i ochronny krem na noc, to interesuje nas emulgator, który wykona odwrotną pracę – ułatwi rozproszenie fazy wodnej w oleju – tłumaczy dr Sikora.

Naukowcy z Krakowa postawili sobie za cel wykonanie kremu na noc. Po opracowaniu odpowiedniej receptury (oprócz białek serwatkowych, w skład wchodzą również substancje tłuszczowe typu masło kakaowe czy wosk pszczeli), doborze emulgatora i sposobu mieszania otrzymali preparat o pożądanych właściwościach. – Znajomi i rodzina, na których wypróbowywałam krem, do dzisiaj zgłaszają się do mnie po kolejne próbki – śmieje się dr Tabaszewska. Zanim jednak krem trafi na rynek, musi przejść wiele badań udowadniających, że jest bezpieczny dla potencjalnego konsumenta. Ocenie poddawana jest m.in. czystość mikrobiologiczna kosmetyku (kosmetyk badany jest pod kątem obecności szkodliwych bakterii i grzybów). Za takie testy – zwane mikrobiologicznymi – już zapłacił wydział, na którym zatrudniona jest dr Tabaszewska. Podobnie jak za badania potwierdzające bezpieczeństwo dermatologiczne produktu, w ramach których wykonuje się m.in. testy płatkowe, w których preparat nakładany jest na specjalny płatek, a następnie przyklejany na 48 godzin na skórę ramion czy na łopatce osoby testującej – aby sprawdzić, czy nie powoduje żadnych efektów ubocznych dla skóry. Takie testy trwają od 1 do 2 tygodni (bardzo zadowoleni z kremu byli alergicy). Ponadto przed wprowadzeniem kosmetyku na rynek przeprowadzane są testy aplikacyjne, potwierdzające skuteczność działania kosmetyku. Badania wykonane dla kremu z białkami serwatkowymi potwierdziły jego nawilżające i wygładzające właściwości.

Naukowcy z Krakowa oceniają, że ich krem nie jest drogi w produkcji, a na pewno nie wymaga specjalnego dostosowywania linii produkcyjnych. Perspektywy na komercjalizację są bardzo dobre. Dwa lata temu zespół naukowców z Politechniki Krakowskiej, w którym pracuje dr Sikora, opracował serię innowacyjnych produktów, z olejem z masłosza, które zostały wdrożone i dzisiaj stosowane są na rynku kosmetyków profesjonalnych, w salonach kosmetycznych.