Q&A voor experts
We hebben gesproken met Florent Allais, hoogleraar groene chemie en directeur en bij URD ABI - AgroParisTech (Frankrijk) en prof. Vasilios Stavros, hoogleraar fysische chemie, aan de Universiteit van Birmingham (VK) om een dieper inzicht te krijgen in hoe de nieuwe generatie UV-filters een revolutie teweeg zullen brengen in de zonverzorgingsindustrie.
Naarmate de vraag naar hybride en veelzijdige zonverzorgingsproducten groeit, worden nieuwe ingrediënten in de formule geïntroduceerd, waardoor het formuleringspalet meer opties biedt. Onderzoek naar algen-, planten- en kruidenderivaten toont natuurlijke UV-beschermende eigenschappen aan. Volgens deskundigen in de dermatologie kunnen ze de chemische filters in 'groene' zonnebrandformules vervangen en tegelijkertijd een rijke bron zijn van antioxidanten en polyfenolen [1].
Algen zijn veelbelovend voor dat doel, omdat ze microsporen produceren die rijk zijn aan aminozuren die planten van nature beschermen tegen UV-schade: deze inherente UV-bescherming kan worden benut in biomimetische formuleringen, die een verbeterde zonbescherming bieden via verbindingen die „mycrosporine-achtige aminozuren” worden genoemd.” (MaaS).
Welke eigenschappen hebben zonnebrandmiddelen van de nieuwe generatie nodig om de huidige filters te vervangen?
Florent: De nieuwe zonnebrandmiddelen moeten belangrijke eigenschappen hebben:
- UV's (UVA, UVB, beide en uiteindelijk blauw licht) kunnen absorberen
- Lang genoeg fotostabiel zijn om klanten te beschermen en te veel toepassingen op de huid te vermijden
- Veilig zijn voor zowel klanten als het milieu (bijv. koralen)
Multifunctionele additieven/ingrediënten zijn daarom zeer gewild in de industrie UV-filters die ook extra eigenschappen vertonen — zoals antioxidant, antityrosinase, antimicrobieel — zijn van groot belang.
Vasilios: Uit een fundamentele spectroscopie bezien moet een UV-filter straling absorberen en vanuit een aangeslagen toestand moleculaire processen ondergaan die uiteindelijk het UV-filter onveranderd laten. Met andere woorden, het UV-filter moet deze energie absorberen en omzetten in onschadelijke warmte, waarbij fotodegradatie of lichtemissie wordt omzeild.
De eerste (fotodegradatie) zou giftige reactieve zuurstofsoorten (ROS) kunnen genereren, terwijl de latere (lichtemissie) ertoe zou kunnen leiden dat omringende biologische moleculen deze uitgestraalde straling absorberen en verdere reacties ondergaan.
Welke veelbelovende innovaties zijn er gaande of wenselijk in de zonnebeschermingswetenschap?
Florent: UV-filters die nabootsen wat er in de natuur voorkomt, zoals mycosporine-achtige aminozuren, zijn waarschijnlijk de meest veelbelovende alternatieven voor de huidige afgekeurde zonnebrandmiddelen op basis van aardolie.
Vasilios: Leren van de natuur loopt voorop. Mycosporine-achtige aminozuren (MaaS), de UV-filters van microbiële soorten zoals algen, hebben bijvoorbeeld een indrukwekkende absorptiesterkte en een ongelooflijk lage fotodegradatie. Er is dus (duidelijk) een enorm potentieel in de ontwikkeling van UV-filters van de volgende generatie op basis van MaaS. De moeilijkheid zit in hun synthese, die overwonnen moet worden.
Hoe beantwoorden deze nieuwe moleculen aan de huidige verwachtingen met betrekking tot werkzaamheid, regelgeving, veiligheid en milieuproblemen?
Florent: Omdat ze natuurlijke verbindingen nabootsen die door Moeder Natuur gedurende miljoenen jaren zijn geoptimaliseerd, zullen deze UV-filters niet alleen effectief UV-straling kunnen absorberen, maar ook geen schadelijke effecten op het milieu kunnen hebben.
Vasilios: MaaS worden geproduceerd door microbiële soorten, waarvan er vele worden blootgesteld aan intense straling. Deze soorten (bijvoorbeeld algen) hebben vele jaren de tijd gehad om het meest effectieve UV-filter te optimaliseren. En MaaS is het eindproduct! MAA's zijn natuurlijk en (voor zover ik weet) onschadelijk voor aquatische soorten en het milieu. Dit is onvermijdelijk een grote bonus op het gebied van veiligheid en neemt eventuele milieuproblemen weg.
Wat zijn de uitdagingen van deze nieuwe generatie UV-filters? (productie, productiekosten, organoleptische effecten...)
Florent: Het rechtstreeks extraheren van natuurlijke UV-filters (bijv. mycosporine-achtige aminozuren) uit biomassa is niet alleen kostbaar, maar levert ze ook niet op in hoeveelheden die groot genoeg zijn om op de markt te komen. Het nabootsen van de natuur is niet eenvoudig als het gaat om het synthetiseren van deze verbindingen. Het chemische proces is vaak ingewikkeld en kostbaar. Hoewel de alternatieve biotechnologische benadering misschien eenvoudiger toe te passen is, zijn ze over het algemeen zelfs nog duurder!
Naast de synthetische/productieaspecten is de registratie van nieuwe UV-filters ook een belangrijk knelpunt, aangezien deze verbindingen meestal niet op de Chinese lijst voorkomen, waardoor langdurige en dure registratieprocessen nodig zijn.
Bronnen:
[1] Zonnebrandmiddelen: Wat zou de toekomst in petto hebben? https://www.jintegrativederm.org/article/92544-sunscreens-what-might-thefuture-hold