При выпуске ферментных препаратов для пищевой промышленности, фармацевтики, косметологии и других отраслей важно соблюдать ряд условий: воспроизводимость результатов, стабильность свойств при хранении и предсказуемость работы препарата в технологических процессах.
На решение этих задач был направлен проект ««Разработка стандартизованного фермент-фильтрата Kumis Fermenta Essence для высокоэффективных антивозрастных косметических средств».» м.н.с. лаборатории молекулярного инжиниринга ИММТ НГУ и лаборатории физиологически активных веществ НИОХ СО РАН Никиты Басова. Молодой ученый победил с этим проектом в конкурсе Фонда содействия инновациям «УМНИК-2025».
«Мы разрабатываем не готовое косметическое средство, а активный биотехнологический ингредиент для косметических формул, – объясняет суть разработки Никита Басов. - Промышленности недостаточно просто использовать «ферментированный продукт» – нужен конкретный штамм, воспроизводимая технология, безопасность и эффективность конечного продукта».
Как появилась идея
Идея разработки стандартизованного фермент-фильтрата появилась из интереса к традиционным ферментированным продуктам как к источнику микроорганизмов с потенциально полезным метаболическим профилем. Кумыс в этом смысле особенно интересен: это сложная природная система, где одновременно работают дрожжи и бактерии. Поэтому разработчики решили выделить собственный дикий дрожжевой штамм из кумыса и положить его в основу стандартизированного биотехнологического ингредиента – вещества, которое соответствует установленным требованиям к качеству, чистоте и биологической активности. Дальше этот ингредиент уже может вводиться в состав готовых косметических средств: сывороток, масок, кремов, тоников и других уходовых продуктов.
Почему ферментированный ингредиент сложно стандартизировать
Однако многие ферментированные ингредиенты имеют слабую стандартизируемость, т.е. их состав зависит от штамма, питательной среды, времени и условий ферментации, а также от последующей фильтрации и обработки. В результате разные партии могут отличаться по химическому составу.
Решается проблема сразу на двух уровнях: создается воспроизводимый процесс ферментации и одновременно разрабатывается аналитическая система, которая позволяет контролировать конечный продукт – целевые метаболиты и общий профиль продукта.
От штамма до готового фермент-фильтрата
Сначала из кумыса выделяется дрожжевая культура и проводится ее очистка и характеристика. Затем перспективный штамм выращивается в контролируемых условиях. После ферментации разрушенные клетки удаляются, а культуральная жидкость, так называемый супернатант проходит несколько стадий очистки.
На выходе получается бесклеточный фермент-фильтрат Kumis Fermenta Essence. Его состав контролируется методом высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрией (ВЭЖХ-МС/МС).
На пути разработки команда молодых ученых столкнулась еще с одной задачей:
«Совсем не просто оказалось совместить микробиологическую и аналитическую части в один воспроизводимый процесс. Можно получить хорошо растущую культуру, но при последующей очистке потерять часть нужных метаболитов. Или, наоборот, хорошо настроить масс-спектрометрический анализ, но получать слишком разные по составу партии после ферментации. Поэтому мы перебирали разные режимы центрифугирования, стерильной фильтрации и ультрафильтрации и одновременно контролировали химический состав материала до и после этих стадий»», - делится Никита Басов.
Первый прототип и путь к внедрению
В итоге получился лабораторный прототип фермент-фильтрата Kumis Fermenta Essence, выпущена серия продукта, отработан протокол его получения и проведен аналитический контроль нескольких серий для оценки воспроизводимости состава. Пилотный материал уже передан на внешнюю оценку сырья. Параллельно идет работа по закреплению биологической основы технологии: заключен договор с Всероссийской коллекцией сельскохозяйственных микроорганизмов на хранение выбранного дрожжевого штамма.
«Наша модель, в первую очередь, В2В: разрабатывает, производит и стандартизирует биотехнологический ингредиент, а косметические компании используют его в своих конечных продуктах При этом первый индустриальный партнер уже разработал конкретную косметическую рецептуру, и сейчас проводится исследование с участием людей, в рамках которого оцениваются переносимость и свойства готового продукта», - поясняет Никита Басов.
Таким образом проект вышел за пределы лабораторного прототипа: ингредиент включен в реальную косметическую формулу и проходит практическую проверку перед возможным дальнейшим внедрением.