Fragen und Antworten von Experten
Wir haben mit Florent Allais, Professor für grüne Chemie und Direktor und bei URD ABI — AgroParisTech (Frankreich), und Prof. Vasilios Stavros, Professor für Physikalische Chemie, an der Universität Birmingham (Großbritannien) darüber gesprochen, wie UV-Filter der neuen Generation die Sonnenschutzbranche revolutionieren werden.
Da die Nachfrage nach hybriden und vielseitigen Sonnenschutzprodukten wächst, werden neue Inhaltsstoffe eingeführt Formulierungen, die der Palette der Formulierer mehr Optionen bieten. Die Forschung an Algen-, Pflanzen- und Kräuterderivaten zeigt natürliche UV-Schutzfähigkeiten. Experten für Dermatologie zufolge können sie die chemischen Filter in „grünen“ Sonnenschutzformulierungen ersetzen und sind gleichzeitig eine reiche Quelle an Antioxidantien und Polyphenolen [1].
Algen sind für diesen Zweck vielversprechend, da sie Mikrosporen produzieren, die reich an Aminosäuren sind, die Pflanzen auf natürliche Weise vor UV-Schäden schützen: Diese inhärente UV-Abwehr kann in biomimetischen Formulierungen genutzt werden und bieten einen verbesserten Sonnenschutz durch Verbindungen, die als „Mycrosporin-ähnliche Aminosäuren“ bezeichnet werden. (MaaS).
Welche Eigenschaften müssen Sonnenschutzmittel der neuen Generation haben, um aktuelle Filter zu ersetzen?
Florent: Die neuartigen Sonnenschutzmittel müssen wichtige Eigenschaften besitzen:
- Sie müssen UV-Strahlen absorbieren können (UVA, UVB, beides und eventuell blaues Licht)
- Sie müssen über einen Zeitraum lang genug photostabil sein, um Kunden zu schützen und zu viele Anwendungen auf der Haut zu vermeiden
- Sicher für Kunden und Umwelt (z. B. Korallen)
Multifunktionale Zusatzstoffe/Inhaltsstoffe sind in der Industrie sehr gefragt. Daher sind UV-Filter, die auch zusätzliche Eigenschaften aufweisen — wie Antioxidans, Antityrosinase, antimikrobiell — von großem Interesse.
Vasilios: Aus einer fundamentalen spektroskopischen Untersuchung Aus der Sicht muss ein UV-Filter Strahlung absorbieren und im angeregten Zustand molekulare Prozesse durchlaufen, die den UV-Filter letztlich unverändert lassen. Mit anderen Worten, der UV-Filter sollte diese Energie absorbieren und sie in harmlose Wärme umwandeln, wobei jeglicher Photoabbau oder Lichtemission umgangen wird.
Ersteres (Photodegradation) könnte toxische reaktive Sauerstoffspezies (ROS) erzeugen, während letzteres (Lichtemission) dazu führen könnte, dass umgebende biologische Moleküle diese emittierte Strahlung absorbieren und weitere Reaktionen eingehen.
Welche vielversprechenden Innovationen sind in der Sonnenschutzwissenschaft im Gange oder wünschenswert?
Florent: UV-Filter, die das nachahmen, was in der Natur vorkommt, z. B. mycosporinähnliche Aminosäuren, sind wahrscheinlich die vielversprechendsten Alternativen zu den derzeit verachteten Sonnenschutzmitteln auf Erdölbasis.
Vasilios: Von der Natur zu lernen ist wegweisend. Zum Beispiel haben Mycosporin-ähnliche Aminosäuren (MAAs), die UV-Filter mikrobieller Spezies wie Algen, eine beeindruckende Absorptionsstärke sowie einen unglaublich niedrigen Photoabbau. Es besteht daher (eindeutig) ein enormes Potenzial in der Entwicklung von UV-Filtern der nächsten Generation auf der Basis von MaaS. Die Schwierigkeit liegt in ihrer Synthese und muss überwunden werden.
Wie erfüllen diese neuen Moleküle die heutigen Erwartungen in Bezug auf Wirksamkeit, Regulierung, Sicherheit und Umweltbelange?
Florent: Da sie natürliche Verbindungen nachahmen, die Mutter Natur seit Millionen von Jahren optimiert hat, sollen diese UV-Filter nicht nur in der Lage sein, UV-Strahlung effektiv zu absorbieren, sondern auch keine schädlichen Auswirkungen auf die Umwelt zu haben.
Vasilios: MAAs werden von mikrobiellen Spezies produziert, von denen viele intensiver Strahlung ausgesetzt sind. Diese Arten (z. B. Algen) hatten viele Jahre Zeit, den effektivsten UV-Filter zu optimieren. Und MaaS sind das Endprodukt! MAAs sind natürlich und (soweit mir bekannt ist) harmlos für Wasserarten und die Umwelt. Dies ist unweigerlich ein großer Vorteil in Bezug auf die Sicherheit und räumt alle Umweltbedenken aus.
Was sind die Herausforderungen dieser UV-Filter der neuen Generation? (Produktion, Herstellungskosten, organoleptische Auswirkungen...)
Florent: Natürliche UV-Filter (z. B. mycosporinähnliche Aminosäuren) direkt aus Biomasse zu extrahieren, ist nicht nur kostspielig, sondern reicht auch nicht aus, um sie auf dem Markt anzubieten. Die Natur nachzuahmen ist nicht einfach, wenn es um die Synthese dieser Verbindungen geht. Der chemische Prozess ist oft kompliziert und kostspielig. Der alternative biotechnologische Ansatz mag zwar einfacher umzusetzen sein, ist aber in der Regel noch teurer!
Neben den synthetischen und Produktionsaspekten stellt auch die Registrierung neuer UV-Filter einen großen Engpass dar, da diese Verbindungen in der Regel nicht in der chinesischen Liste enthalten sind und daher langwierige und kostspielige Registrierungsverfahren erforderlich sind.
Quellen:
[1] Sonnenschutzmittel: Was könnte die Zukunft bringen? https://www.jintegrativederm.org/article/92544-sunscreens-what-might-thefuture-hold