Pachnąca innowacja Politechniki Krakowskiej

 

Nanoperfumy dla klientów o szczególnych potrzebach
 

Opracowane na Politechnice Krakowskiej perfumy, oparte na naturalnych składnikach bez zawartości alkoholu, były odpowiedzą na potrzeby klientów o szczególnych potrzebach i rynkową niszę. Alkohol, stosowany jako rozpuszczalnik w tradycyjnych preparatach perfumeryjnych, może prowadzić  do podrażnienia i stanów zapalnych skóry, a produktów perfumeryjnych bez alkoholu, w formie nanoemulsji nie było dotąd na rynku, nie tylko polskim.

 

– Dostępne są perfumy w postaci stałej emulsji stałych czy pomad oraz ciekłych olejków perfumowanych czyli roztworów olejków eterycznych czy syntetycznych kompozycji zapachowych w olejach roślinnych. Ich zasadniczą wadą jest, to że pozostawiają na perfumowanych powierzchniach tłuste i śliskie plamy – mówi dr hab. inż. Elżbieta Sikora, prof. PK, liderka zespołu Politechniki Krakowskiej, który opracował innowacyjne rozwiązanie. – Z kolei obecne na rynku produkty perfumeryjne deklarowane przez dystrybutorów jako „perfumy bez alkoholu” z chemicznego punktu widzenia stanowią skoncentrowane kompozycje zapachowe albo olejki eteryczne i dlatego ich bezpośrednia aplikacja na skórę może być przyczyną uczuleń lub podrażnień. Nasze nanoperfumy rozwiązują te problemy. Zastąpienie etanolu bezpiecznym rozpuszczalnikiem, jakim jest woda, sprawia, że nasze preparaty stanowią bardzo atrakcyjną alternatywę m.in. dla osób ze skórą wrażliwą i skłonnościami do alergii – podkreśla wynalazczyni z Politechniki.

 

Innowacyjnych pachnideł mogą używać także dzieci i młodzież oraz osoby, którym używania perfum z alkoholem zabraniają względy religijne (np. w krajach arabskich). To w sumie wielomilionowy rynek klientów!

 

Naukowe wyzwanie: alkohol zamienić na wodę

 

Z zamówieniem na bezalkoholowe perfumy zwróciła się do uczelni kosmetyczna firma Finea sp. z o.o, a odpowiedział na nie Zespół Badawczy Chemii i Technologii Kosmetyków Politechniki Krakowskiej:  dr hab. inż. Elżbieta Sikora, prof. PK, dr hab. inż. Małgorzata Miastkowska, prof. PK i dr inż. Elwira Lasoń. Wspólnie z Katarzyną Gut i Katarzyną Zwolińską-Kenard (obie z firmy Finea) – w ramach projektu finansowanego ze środków unijnych – opracowały ekologiczne perfumy bez dodatku alkoholu, na bazie wody, z udziałem kompozycji zapachowych niezawierających alergenów.  

 

Polskim innowatorkom udało się w swoim rozwiązaniu pokonać kluczowe wyzwanie – etanol zastąpić wodą. I to bez strat dla trwałości i transparentności nowych perfum! W tradycyjnych recepturach alkohol – choć drogi dla produkcji i nieprzyjazny dla skóry – był dotąd niezastąpiony, bo pełni ważną rolę. – Gdy chcemy rozpuścić olejek eteryczny czy mieszaninę substancji zapachowych  w wodzie, to ze względu na ich hydrofobowość nie będzie to możliwe. Kiedy przestajemy mieszać składniki, dochodzi do ich rozwarstwienia. Zamiast połączenia obserwujemy dwie rozdzielone fazy: tłusty olejek i wodę. W tradycyjnych perfumach zjawisku temu zapobiega właśnie obecność etanolu. Jest rozpuszczalnikiem (solubilizatorem) dla hydrofobowych kompozycji zapachowych. Olejek się w nim rozpuszcza, a roztwór oleju w etanolu można zdyspergować w wodzie – wyjaśnia dr hab. Małgorzata Miastkowska, prof. PK.

 

Jaki pomysł na odejście od alkoholu miały wynalazczynie z Politechniki? – Kluczowy problem technologiczny, jakim jest otrzymanie stabilnego, jednorodnego i transparentnego produktu stanowiącego mieszaninę nierozpuszczalnych wzajemnie cieczy – wody i hydrofobowej kompozycji zapachowej, rozwiązałyśmy przez dobór odpowiedniego rodzaju i ilości surfaktanta. To związek powierzchniowo-czynny, którego obecność zapobiega procesowi destabilizacji tego typu układów. Nie dochodzi wtedy do rozwarstwienia fazy olejowej i wodnej. Istotne było również dopracowanie technologii wytwarzania perfum w postaci nanoemulsji czyli dobór właściwych parametrów technologicznych procesu emulsyfikacji – zdradza profesor Elżbieta Sikora. 

 

 

Nanoemulsja o trwałym zapachu i przejrzystej konsystencji

 

 

Do otrzymania nanoperfum zastosowano dwie metody - niskoenergetyczną, jaką jest składnikowa inwersja faz (PIC) oraz wysokoenergetyczną homogenizację ultradźwiękami. Formulacje zawierały kompozycje zapachowe, stanowiące wieloskładnikowe mieszaniny związków zapachowych, o różnej lipofilowości, w ilości od 5 do 15 % masowych.

 

Do stabilizacji nanoemulsji zapachowych użyto surfaktanty z grupy niejonowych związków powierzchniowo czynnych oraz, jako naturalne konserwanty, mieszaninę soli kwasu lewulinowego i anyżowego. Stosując oksyetylenowaną pochodną oleju z rącznika badaczki stworzyły stabilne pod względem fizykochemicznym i mikrobiologicznym, jednorodne i transparentne produkty o dobrych właściwościach dermatologicznych i trwałym zapachu, a bez dodatku etanolu lub innych rozpuszczalników z grupy alkoholi wielowodorotlenowych takich jak glikole czy gliceryna.

 

– Łatwość aplikacji  naszych nanoperfum jest związana z właściwościami nanoemulsji. Są to dyspersje oleistej cieczy w wodzie  o konsystencji zbliżonej do wody. Tłusty olejek zapachowy, zdyspergowany w postaci drobniuteńkich kropelek jest niewidocznych nawet pod mikroskopem i niewyczuwalny organoleptycznie. A więc nie czujemy tłustej, oleistej substancji – mówi  dr inż. Elwira Lasoń.

 

Forma nanoemulsji sprzyja też trwałości zapachu. – Udało się nam osiągnąć trwały zapach dzięki rozproszeniu olejku zapachowego w wodzie w postaci drobnych kropelek otoczonych surfaktantem. To sprawia,  że zapach, czyli lotny olejek, uwalania się powoli,  ponieważ musi jeszcze przekroczyć barierę ,jaką jest zewnętrzna faza wody – wyjaśnia Małgorzata Miastkowska.

 

  

Spektakularny transfer wiedzy naukowej do biznesowego sukcesu

 

Sposób otrzymywania perfum bezalkoholowych w formie nanoemulsji olej w wodzie, (O/W) został opatentowany w Polsce w 2020 r. (patent udzielony przez Urząd Patentowy RP o nr 236231) i zgłoszony do ochrony patentowej w Europie. Czekał na nią kilka lat, ale w 2019 r. z powodzeniem zadebiutował na rynku brytyjskim i arabskim pod marką TIYATI. Od tego czasu cały czas znakomicie sobie radzi.

 

Historia komercjalizacji innowacyjnych nanoperfum (wspierało ją Centrum Transferu Technologii Politechniki Krakowskiej) to przykład sukcesu, który zdecydowanie przeczy teoriom o rzekomo trudnych w Polsce związkach nauki z biznesem. Rozwiązanie powstało we współpracy naukowczyń Politechniki i ekspertek firmy Finea. Uczelnia i spółka są współautorami patentów, chroniących innowację – zarówno polskiego, jak i - niedawno przyznanego - europejskiego. Firma osiągnęła dzięki produktowi, unikatowemu w światowej skali, duży sukces rynkowy.  – Dla uczelni to dowód innowacyjności naszych badań i sprawności komercjalizacyjnej. Potwierdza, ze Politechnika Krakowska to dla biznesu właściwy partner do realizowania planów rozwoju firm przez innowacje – podkreśla rektor PK prof. Andrzej Szarata.

 

Perfumy, dostępne na rynku pod marką TIYATI, są kluczowym produktem w portfolio spółki Finea: – Rozpoczęliśmy sprzedaż w 2019 roku i z roku na rok przybywa klientów, którzy poszukują naturalnych perfum bez alkoholu. Jesteśmy nadal jedyną firmą na rynku produkującą je w formie transparentnych nanoemulsji. Nasza firma i marka zyskały już międzynarodowe uznanie, przyciągając zarówno klientów indywidualnych, jak i największe koncerny perfumeryjne na świecie – mówi Katarzyna Gut z Finea sp. z o.o, współautorka rozwiązania.  

 

Chronione krajowym, a teraz już też europejskim, patentem rozwiązanie, znacząco przyczyniło się do rozwoju polskiego biznesu na bardzo konkurencyjnym rynku kosmetycznym: – Sprzedaż z każdym rokiem dynamicznie rośnie, zwłaszcza w krajach Zatoki Perskiej, szczególnie w Arabii Saudyjskiej, ale też w Wielkiej Brytanii, USA i Malezji. Dzięki swojej unikatowej technologii nasze produkty wyróżniają się na tle konkurencji i są wysoko pozycjonowane w wyszukiwarkach pod hasłami "alcohol-free perfume" i "water-based perfume". To też potwierdza ich silną pozycję rynkową – mówi Katarzyna Gut.

 

Od polskiego patentu do europejskiej ochrony i planów podbicia Starego Kontynentu

 

Perfumy TIYATI wygrywają konkurencję w swoim segmencie, choć do rywalizacji z nimi stają produkty bardzo znanych światowych marek. – Nasz największy konkurent to globalna firma, która oferuje perfumy bez alkoholu w formie nanoemulsji od 2022, jednak jej formuła jest mleczna, mniej intensywna i krótkotrwała. Nasze perfumy, w przeciwieństwie do tych konkurencji, są transparentne i długotrwałe, co stanowi istotną przewagę. Co ciekawe, w 2021 roku nasz konkurent złożył wniosek patentowy na swoje nanoperfumy, jednak do dziś nie otrzymał patentu, co potwierdza unikalność naszej technologii – podkreśla Katarzyna Gut.

 

Marka Tiyati to dziś 7 zapachów: Oshana (waniliowo-kwiatowy), Mehriz (drzewno-kwiatowy), Arilje (owocowo-kwiatowy), Maui (cytrusowy, świeży zapach), Bergamo (kwiatowo-orientalny, bez alergenów i emulgatorów), Angel Falls (owocowo-kwiatowy dla mam i dzieci od 3. roku życia bez alergenów i emulgatorów), Felicite (pikantny, drzewny zapach dla mężczyzn). Trzy kolejne zapachy wkrótce wzbogacą portfolio firmy. A to nie koniec rozwojowych planów. Dla kolejnych kluczowy jest przyznany rozwiązaniu patent europejski.

 

Udzielany przez Europejski Urząd Patentowy otwiera przed firmą perspektywy dalszego biznesowego rozwoju. – Europejski patent chroni rozwiązanie w aż 39 państwach Europy, a jest nadawany w jednym postępowaniu. Finalnie stanowi tzw. wiązkę patentów krajowych, czyli de facto zmienia się w patenty krajowe w wyznaczonych państwach, stronach Konwencji monachijskiej – wyjaśnia Łukasz Wściubiak z zespołu Rzeczników Patentowych Politechniki Krakowskiej.  – Taka szeroka ochrona terytorialna wynalazków ma największy sens, gdy odpowiada szerokiemu terytorialne rynkowi dla opatentowanych rozwiązań, bo wynalazek – z zasady – powinien być chroniony w tych państwach, w których istnieje dla niego rynek. Dla polskich nanoperfum Europa to wymarzony rynek  nowej ekspansji.

 

Oprócz biznesowych Finea ma też nowe plany współpracy naukowej. – Planujemy realizację kolejnego dużego projektu badawczo-rozwojowego z Politechniką Krakowską i jej badaczkami z Zespołu Chemii i Technologii Kosmetyków pod kierownictwem prof. Elżbiety Sikory. Wcześniejsza współpraca przebiegała rewelacyjnie. W finale zaowocowała przyznaniem naszemu wspólnemu rozwiązaniu patentu europejskiego na technologię wytwarzania perfum bez alkoholu. Liczymy na kolejne wspólne sukcesy – mówi Katarzyna Gut z Finei.