Agnieszka Mokrzyńska

Pracownik Katedry Technologii Produktów Kosmetycznych i Farmaceutycznych. Absolwentka studiów magisterskich na kierunku Biologia na Uniwersytecie Rzeszowskim – specjalność biologia eksperymentalna. Jej zainteresowania naukowe koncentrują się wokół badań właściwości biologicznych ekstraktów i fermentów otrzymanych z surowców roślinnych, ze szczególnym uwzględnieniem możliwości zwiększania biodostępności substancji aktywnych oraz ich potencjału do wykorzystania jako składników preparatów kosmetycznych.

Kwiaty roślin miododajnych od wieków kojarzą się przede wszystkim z pszczelarstwem i produkcją miodu. To dzięki nim pszczoły i inne owady zapylające znajdują cenne źródło nektaru i pyłku, a my możemy cieszyć się miodem o wyjątkowym smaku i właściwościach. Jednak współczesna nauka pokazuje, że kwiaty roślin miododajnych mają znacznie większy potencjał. Są bogatym źródłem związków biologicznie czynnych, które mogą znaleźć zastosowanie nie tylko w żywności, ale również w kosmetologii i farmacji. Jednocześnie coraz większym zainteresowaniem cieszą się fermenty roślinne, które mogą wzbogacać właściwości naturalnych surowców i otwierać nowe możliwości ich zastosowania.

Biofermentacja – naturalny proces wykorzystywany w nowoczesnej biotechnologii

Fermentacja jest jednym z najstarszych procesów biologicznych wykorzystywanych przez człowieka. Od tysięcy lat mikroorganizmy towarzyszą nam w produkcji żywności, umożliwiając powstawanie takich produktów jak chleb na zakwasie, sery, jogurty, kiszonki czy napoje fermentowane. W każdym z tych przypadków główną rolę odgrywają mikroorganizmy –  bakterie lub drożdże, które przekształcają składniki obecne w surowcu.

Biofermentacja to proces, podczas którego mikroorganizmy przekształcają związki obecne w surowcach roślinnych. W przeciwieństwie do klasycznej ekstrakcji, której celem jest jedynie wydobycie substancji aktywnych, fermentacja prowadzi do ich biotransformacji. Oznacza to, że część związków ulega rozkładowi do prostszych form, a część przekształcana jest w nowe metabolity o odmiennych właściwościach biologicznych. Podczas fermentacji mikroorganizmy wytwarzają liczne enzymy, które rozkładają ściany komórkowe roślin. Dzięki temu związki wcześniej zamknięte w tkankach stają się łatwiej dostępne. Jednocześnie mogą powstawać kwasy organiczne, witaminy, aminokwasy oraz inne metabolity zwiększające wartość biologiczną otrzymanego biofermentu.

Kombucha – znacznie więcej niż modny napój

Jeszcze kilka lat temu kombucha kojarzyła się głównie z napojem o charakterystycznym, lekko kwaśnym smaku. Obecnie coraz częściej pojawia się również w laboratoriach badawczych. Kombucha stanowi bowiem przykład niezwykle interesującego układu biologicznego, w którym współpracujące ze sobą mikroorganizmy mogą wpływać na właściwości chemiczne i biologiczne fermentowanego materiału.

Za proces fermentacji kombuchy odpowiada tzw. SCOBY (z ang. Symbiotic Culture of Bacteria and Yeasts), czyli symbiotyczna kultura bakterii i drożdży. Ta charakterystyczna struktura jest złożonym zespołem mikroorganizmów, które wzajemnie się uzupełniają. Drożdże uczestniczą w przemianach cukrów, natomiast bakterie kwasu octowego wykorzystują powstające produkty, prowadząc do tworzenia między innymi kwasów organicznych, enzymów oraz innych metabolitów.

To właśnie zdolność mikroorganizmów obecnych w konsorcjum SCOBY do przeprowadzania biotransformacji sprawia, że znajduje ona coraz większe zainteresowanie w biotechnologii. Podczas fermentacji związki obecne w surowcach roślinnych mogą ulegać przemianom – być uwalniane, modyfikowane lub przekształcane do form o większej dostępności biologicznej.

W kosmetologii biofermenty otrzymywane z udziałem SCOBY cieszą się rosnącym zainteresowaniem, ponieważ mogą:

• zwiększać zawartość związków antyoksydacyjnych,
• poprawiać biodostępność składników aktywnych,
• wzmacniać właściwości przeciwutleniające,
• wspierać aktywność przeciwzapalną,
• poprawiać właściwości aplikacyjne ekstraktów roślinnych.

To sprawia, że kombucha staje się cennym narzędziem współczesnej biotechnologii, wykorzystywanym do opracowywania nowych składników kosmetycznych i farmaceutycznych.

Potencjał kwiatów roślin miododajnych

Rośliny miododajne kojarzą się przede wszystkim z produkcją nektaru i pyłku będącego podstawowym pokarmem dla owadów zapylających. Jednak z naukowego punktu widzenia są one również niezwykle bogatym źródłem związków bioaktywnych. Kwiaty wielu gatunków zawierają polifenole, flawonoidy, kwasy fenolowe, antocyjany, garbniki oraz olejki eteryczne. Związki te chronią rośliny przed promieniowaniem UV, stresem środowiskowym i drobnoustrojami, a jednocześnie wykazują właściwości przeciwutleniające, przeciwzapalne oraz przeciwdrobnoustrojowe.

Do najcenniejszych roślin miododajnych należą m.in.: lipa, wrzos, lawenda, facelia, gryka, koniczyna czy mniszek lekarski. Każdy z tych gatunków posiada charakterystyczny skład chemiczny, co sprawia, że proces fermentacji może przebiegać w różny sposób i prowadzić do powstawania biofermentów o unikalnych właściwościach.

Lipa i wrzos – od tradycyjnego surowca do innowacyjnego biofermentu

Kwiaty lipy (Tilia L.) od wieków wykorzystywane są jako surowiec zielarski. Najczęściej kojarzone są z naparami stosowanymi podczas infekcji górnych dróg oddechowych, jednak ich potencjał jest znacznie większy.

Kwiaty lipy zawierają liczne flawonoidy, kwasy fenolowe, związki śluzowe oraz olejki eteryczne. To właśnie te składniki odpowiadają za właściwości antyoksydacyjne, łagodzące i ochronne.

Szczególnie interesujące są flawonoidy, takie jak kwercetyna czy kemferol, które pomagają neutralizować wolne rodniki. Nadmierna ilość reaktywnych form tlenu prowadzi do stresu oksydacyjnego – jednego z głównych czynników odpowiedzialnych za starzenie się skóry.

Biofermentacja może dodatkowo zwiększać potencjał kwiatów lipy. Mikroorganizmy uczestniczące w procesie fermentacji są zdolne do przekształcania części związków do form łatwiej dostępnych biologicznie, a także do uwalniania substancji wcześniej związanych z elementami ściany komórkowej. Dzięki temu bioferment z lipy może wykazywać inne właściwości niż klasyczny ekstrakt.

Drugą niezwykle interesującą rośliną jest wrzos zwyczajny (Calluna vulgaris L.). Choć najczęściej podziwiamy go jesienią na wrzosowiskach, jego kwiaty są bogatym źródłem polifenoli, flawonoidów oraz garbników. Związki te wykazują silne właściwości antyoksydacyjne oraz pomagają chronić komórki przed działaniem wolnych rodników. W kosmetologii zwraca się również uwagę na obecność arbutyny – związku wykorzystywanego między innymi w preparatach przeznaczonych do pielęgnacji skóry z przebarwieniami.

Podobnie jak w przypadku lipy, biofermentacja może prowadzić do zwiększenia dostępności związków bioaktywnych obecnych we wrzosie oraz powstawania nowych metabolitów o interesujących właściwościach biologicznych. To właśnie dlatego wrzos staje się coraz częstszym obiektem badań nad nowoczesnymi biofermentami roślinnymi.

Co zmienia fermentacja?

Najciekawszym aspektem fermentacji jest fakt, że nie polega ona jedynie na wydobyciu większej ilości substancji z rośliny. Podczas procesu zachodzi szereg przemian biochemicznych prowadzących do modyfikacji składu chemicznego surowca. Mikroorganizmy mogą rozkładać złożone cząsteczki, uwalniać związki fenolowe związane ze strukturami komórkowymi, a także tworzyć nowe metabolity.

W efekcie można zaobserwować:

• wzrost aktywności przeciwutleniającej,
• zwiększenie zawartości części związków fenolowych,
• poprawę stabilności biologicznej ekstraktów,
• większą biodostępność wybranych składników aktywnych,
• powstawanie nowych metabolitów o potencjale kosmetycznym.

Warto jednak podkreślić, że efekt fermentacji zależy od wielu czynników, takich jak gatunek rośliny, skład kultury mikroorganizmów, czas fermentacji, temperatura czy zastosowane podłoże. Nie każdy proces prowadzi do identycznych rezultatów, dlatego optymalizacja warunków fermentacji pozostaje jednym z najważniejszych obszarów badań.

Fermenty w kosmetologii i farmacji

Rosnąca popularność biofermentów wynika przede wszystkim z poszukiwania naturalnych składników o wysokiej skuteczności działania. Współczesna kosmetologia coraz częściej wykorzystuje fermentowane ekstrakty roślinne jako składniki preparatów przeznaczonych do pielęgnacji skóry dojrzałej, wrażliwej czy narażonej na działanie czynników środowiskowych.

Potencjalne korzyści obejmują:

• wspomaganie ochrony antyoksydacyjnej skóry,
• łagodzenie objawów stresu oksydacyjnego,
• poprawę nawilżenia,
• wspieranie naturalnej bariery skórnej.

Możliwości wykorzystania fermentów wykraczają jednak poza kosmetologię. W farmacji stanowią one interesujący kierunek poszukiwania nowych substancji pochodzenia naturalnego o właściwościach przeciwutleniających, przeciwzapalnych czy przeciwdrobnoustrojowych. Choć wiele badań nadal prowadzonych jest na etapie laboratoryjnym, uzyskiwane wyniki wskazują, że fermentacja może stać się ważnym elementem rozwoju nowoczesnych produktów opartych na surowcach roślinnych.

Przyszłość zaczyna się od natury

Biofermentacja kwiatów roślin miododajnych jest przykładem połączenia tradycyjnej wiedzy o roślinach z możliwościami współczesnej biotechnologii. Lipa i wrzos pokazują, że dobrze znane gatunki mogą stać się źródłem nowych, innowacyjnych rozwiązań. Ich bogaty skład chemiczny oraz możliwość modyfikacji poprzez działanie mikroorganizmów czynią je niezwykle interesującymi obiektami badań. Wykorzystanie kombuchy jako naturalnego systemu fermentacyjnego otwiera nowe możliwości tworzenia bioaktywnych surowców dla kosmetologii i farmacji.

Przyszłość naturalnych preparatów może więc opierać się nie tylko na odkrywaniu nowych roślin, ale również na nowym spojrzeniu na te, które od dawna są obecne wokół nas. Dzięki połączeniu botaniki, mikrobiologii i biotechnologii niepozorne kwiaty mogą stać się źródłem innowacyjnych rozwiązań wspierających zdrowie i pielęgnację skóry.

Literatura:

Mokrzyńska, A.; Zagórska-Dziok, M.; Wójciak, M.; Sowa, I.; Szczepanek, D.; Nizioł-Łukaszewska, Z. Biological Activity of Extracts and Kombucha Ferments Obtained from Melliferous Plant Flowers (Tilia L. and Calluna vulgaris L.): Antioxidant, Cytotoxic, Anti-Inflammatory and Antibacterial Properties. Appl. Sci. 2026, 16, 6586.

Villarreal-Soto, S.A.; Beaufort, S.; Bouajila, J.; Souchard, J.P.; Taillandier, P. Understanding Kombucha Tea Fermentation: A Review. J. Food Sci. 2018, 83, 580–588

Ražná, K.; Žiarovská, J.; Ivanišová, E.; Urbanová, L.; Harenčár, L.; Kováčik, A.; Kučka, M.; Hrubík, P. Flowers Characteristics of Selected Species of Lime-Tree (Tilia spp.) in Terms of MiRNA-Based Markers Activity, Mannose Expression and Biological Compounds Content. Forests 2021, 12, 1748.

Ali, S.A.; Al-Atbi, H.S.; Ali, F.; Ali, S.A.; Al-Atbi, H.S.; Moein, F.; Ali, B.M. Antibacterial and Antioxidant Activity of Flavonoid, Glycoside and Alkaloid Extracts of Tilia Cordata. Int. J. Health Sci. 2022, 6, 3976–3983.

Chepel, V.; Lisun, V.; Skrypnik, L. Changes in the Content of Some Groups of Phenolic Compounds and Biological Activity of Extracts of Various Parts of Heather (Calluna vulgaris (L.) Hull) at Different Growth Stages. Plants 2020, 9, 926.

Kaunaite, V.; Vilkickyte, G.; Raudone, L. Phytochemical Diversity and Antioxidant Potential of Wild Heather (Calluna vulgaris L.) Aboveground Parts. Plants 2022, 11, 2207.

Hoang, H.T.; Moon, J.Y.; Lee, Y.C. Natural Antioxidants from Plant Extracts in Skincare Cosmetics: Recent Applications, Challenges and Perspectives. Cosmetics 2021, 8, 106.

https://dermatic.pl/aestheticbusiness/2023/07/27/kombucha-pod-mikroskopem/?srsltid=AfmBOop4PZpTKHkOQw9YGtKxerpIYeOtQ1u-S_YM-ultaxRy4e5_aLdU

https://www.swiatleku.pl/artykuly/lipa-zdrowie-na-wyciagniecie-reki.html

https://www.swiatleku.pl/artykuly/niezwyczajny-kwiat-wrzosu.html