Namazi poput margarina te mnogi drugi prehrambeni, ali i kozmetički proizvodi sadrže u sebi sastojke koji im omogućuju da budu u krutom stanju. Riječ je o zasićenim mastima, a najpopularniji takav sastojak su palmino ulje ili mast. O štetnosti palmina ulja po zdravlje dosta se raspravlja, no ono samo po sebi ipak nije toliki problem. Problem je što se palmino ulje, mast ili spojevi izolirani iz palminog ulja nalaze u 50 posto prerađenih pakiranih proizvoda, od prehrambene do kozmetičke industrije, od šampona do keksa. Zbog toga konzumiramo previše zasićenih masti, koje djeluju negativno na krvožilni sustav, potiču dijabetes, debljinu…
A potražnja za palminim uljem raste. Posljedice pojačane potražnje su nekontrolirano krčenje šuma zbog podizanja plantaža, uništavanje staništa mnogih životinja i biljaka te pojačana emisija stakleničkih plinova. Zbog toga se prije nekoliko godina intenzivirala potraga za spojevima koji bi mogli zamijeniti palmino ulje. Logično je bilo da to bude ulje, ali bilo koje ulje da stavite, proizvodi će biti u tekućem stanju. Postavilo se pitanje kako ih skrutnuti.
Gelatori kao inovacija
“Treba napraviti omjer kojim bi se sva druga zdrava ulja iz tekućeg stanja prevela u čvrsto i mogla primijeniti u proizvodnji kako bismo dobili konačni čvrsti proizvod. Tu nastupaju gelatori odnosno naša inovacija. Zato su industrije, posebno prehrambena i kozmetička, zainteresirana za te spojeve koji su efikasni, termički stabilni, nisu skupi za proizvodnju i imaju mogućnost kontroliranog otpuštanja”, tumači Nataša Šijaković Vujičić s Instituta Ruđer Bošković koja se pripravom i ispitivanjem gelatora bavi 19 godina. U početku su to bila fundamentalna istraživanja kojima je cilj bio publiciranje znanstvenih radova, no prije nekoliko godina odlučila je napraviti nešto što bi imalo praktičnu primjenu: “Želim da jednog dana mogu reći:’Gle u ovom proizvodu se nalazi nešto što sam ja napravila!’ To bi me veselilo.”
“Ispitivala sam nekoliko spojeva koji bi mogli gelirati jestiva ulja i našla sam ih 10-15 koji su doista dobri. To znači da s malom količinom spoja od 10 miligrama možete dobiti 40 mililitara krute tvari, što je jako dobar rezultat. U deklaraciji biste imali vrlo male količine spoja, za malo čvršće strukture dovoljno bi bilo 0,1 posto, što je mizerno na današnje količine. Druga važna stvar je da gelatori imaju sposobnost samoobnavljanja: ako mehanički uništite strukturu gela, on prelazi u tekuće stanje; ako ga ostavite da stoji pet do deset minuta, on će se vratiti u stanje gela. To je važno za primjenu. U tom trenutku sam i shvatila da moram ići u primjenu”, tumači Nataša.
Nakon toga kontaktirala je neke naše prehrambene tvrtke. U suradnji s jednom od njih napravila je testiranje na smjesama u uljnoj i vodenoj fazi. Uz vrlo malo gelatora napravila je u labosu zamjenski margarin bez 30 posto zasićenih masti koje se inače stavljaju u hranu kako bi skrutnile proizvod.
Umrežavanje na nano razini
To su male, specijalno dizajnirane organske molekule koje se mogu međusobno povezivati nekovalentnim vezama. Stvaraju niti promjera 5-10 nanometara mikrometarskih duljina koje zahvaljujući mrežnoj strukturi u svoje pore vežu velike količine ulja i tako prevode tekuće ulje u stanje gela.
“Takav fenomen ne bi bio moguć da molekule ne posjeduju svojstvo umrežavanja na nano nivou. Sličan self-assembly princip također se odvija i u našim stanicama. Malim promjenama u strukturi molekula dolazi do potpunog narušavanja mogućnosti umrežavanja na nano nivou i efekt geliranja izostaje”, tumači Nataša.
“Djeluje jednostavno, ali nije lako realizirati. Postoji niz istraživačko-razvojnih timova u svijetu koji rade na tome”, kaže. Prvo se zamjena za zasićene masti tražila u prirodnim tvarima poput voska. No, raspoloživa količina voska ovisi o prirodi, a to je za industriju prerizično, pa su se istraživanja okrenula ka sintetiziranju gelatora.
Spojevi koje je Nataša razvila mogu gelirati sva jestiva ulja: suncokretovo, maslinovo, bademovo, sojino laneno, lješnjakovo…
Od meda do žele bombona
U našem podneblju, s obzirom na svojstva, najisplativije je suncokretovo. Maslinovo ulje pogodno je za prehrambenu industriju, za namaze. Za Natašu je izazov to da, s obzirom na vrlo malu količinu spoja, bilo koji drugi dodatak u proizvodu može u potpunosti onesposobiti djelovanje gelatora.
“Svi ostali sastojci dodaju se u puno većem omjeru. Kad imate tako jednostavne organske molekule, molekule ostalih spojeva mogu narušiti veze i nećete dobiti krutu tvar nego tekućinu. Dakle, treba osigurati konzistenciju ovisno o interakciji s drugim sastojcima”, razlaže Nataša. “Za svaku potencijalnu kombinaciju sastojaka treba ispitati koliko je gelator efikasan, kako djeluje. Ono što sam do sada isprobala za kozmetičku industriju je fino izgelirano. Ostali sastojci nisu smetali.”
“Sada smo u situaciji da moramo proizvoditi sve više i više spojeva koje bismo isprobali na različitim proizvodima pa smo odlučili promijeniti taktiku. Kontaktirali smo jednog velikog svjetskog proizvođača aditiva i emulgatora koji ima svoj testni laboratorij. Oni bi htjeli isprobati naše spojeve. To bi mogla biti paleta proizvoda u raznim kombinacijama i to ne samo za hranu nego i za kozmetiku”, dodala je. “Promjenom koncentracije gelatora mogu napraviti sve, od meda do čvrstog žele bombona.”
Dva zaštićena patenta
Dva patenta su zaštićena. Prvi, koji je odobren krajem 2017. godine, financiran u sklopu europskog infrastrukturnog projekta koji je vodio kolega Vugrek, a za drugi je 2018. platio Institut Ruđer Bošković. Patenti su rezultat vlastitog rada, ali u okviru javnog financiranja, i vlasništvo su Instituta.
Na projektu Oil Gels je isprva radila sama, a kasnije se u razvoju prvog patenta pridružila tehničarka Petra Radošević. Za drugi patent dogovorila je suradnju s još dvije kolegice, dr.sc. Ivankom Jerić i dr. sc. Josipom Suć Sajko, koje su odradile sintezu kako bi pokrile što više spojeva.
Trenutno ih je u timu četvero, uključujući Ratka Ostermanna iz Ruđerova Ureda za transfer tehnologija koji pomaže u kontaktiranju potencijalnih investitora i partnera.
Prije Zagreb Startup Factorya projekt je dobio prvu nagradu u Rijeci na Big Bang Campu i drugo mjesto na EIT Foodu u Osijeku.
“Na Startup Factory smo se prijavili jer bismo htjeli osnovati tvrtku kako bismo se mogli prijavljivati za projekte kao firma, povlačiti više sredstava preko HAMAG-BICRO-a i iz europskih fondova, te zaposliti ljude. Osim toga, ZICER nam pomaže da postanemo vidljiviji.
Licencija za prehrambenu industriju
Cilj nam je doći na listu dozvoljenih tvari za prehrambenu industriju. Da biste došli na listu dozvoljenih aditiva u prehrani, morate proći vrlo zahtjevan proces, sličan ovome kroz koji prolaze cjepiva. To dugo traje, može se protegnuti na godinu i pol dana. I skupo je. Za jedan spoj trošak licenciranja je 300.000 eura”, objašnjava Nataša.
Kaže da bi već s jednim spojem mogla pokriti gotovo sve i krenuti u posao, ali skupiti 300.000 eura u Hrvatskoj nije jednostavno. Zato su se orijentirali na kozmetiku, gdje je regulativa nešto liberalnija pa je potrebno i nešto manje novaca za pokrenuti poslovanje.
U istraživanje je dijelom uložila vlastita sredstva, a za istraživanje fundamenata su korištena javna sredstva.
“Potiče nas se da patentiramo stvari i da objavljujemo rezultate tih istraživanja. Ja sam htjela korak dalje, napraviti nešto primjenjivo. Morala sam se sama izboriti, pronaći partnere u industriji koji su mi pomogli. Pokazala sam da to valja, podigla sam ljestvicu. Trenutno sam u razgovorima oko pokretanja tvrtke s Institutom i nadam se da ćemo to riješiti do kraja godine”, pojašnjava Nataša.
Procjenjuje da je sada godinu i pol daleko od komercijalne faze kada je riječ o prehrambenoj industriji, a oko pola godine kada je riječ o kozmetičkoj. “Kada jednom prođete licenciranje, više nema problema”, dodaje.
Poduzeće, licencija i pogon za proizvodnju
“Cilj je da sada isprobamo efikasnost djelovanja naših spojeva u različitim proizvodima. Dogovorili smo suradnju s globalnim proizvođačem aditiva za obje industrije koji ima svoje testne laboratorije i može testirati spojeve na velikom broju različitih uzoraka. To nam je bitno jer ćemo dobiti informaciju koliko možemo naplatiti svoj proizvod. To ovisi o tome koliko proizvoda odnosno tržišta možemo pokriti. Ukupno tržište aditiva koji utječu na strukturu proizvoda prije dvije godine vrijedilo je 20 milijardi dolara.”
Dugoročni primarni plan bio je osnovati poduzeće, dobiti licenciju za hranu i napraviti vlastiti pogon za proizvodnju. “Sa svakim potencijalnim kupcem razraditi za kakvu svrhu mu treba aditiv i isprobati da li to radi. Ponudite mu recepturu i tehnologiju, te mu prodajete prah koji bi oni koristili u proizvodnji. Riječ je o desetak spojeva, no već s dva bih pokrila gotovo cijelo tržište. Jedan više ‘voli’ ulje, a drugi djeluje kao emulgator pa povezuje uljnu i vodenu fazu.”
Nakon razgovora s velikim dobavljačem shvatili su da on sam ne proizvodi, nego ima podizvođače, pa nema smisla ni da sami odmah pokreću proizvodnju. “Zainteresiranim tvrtkama ćemo prvo ponuditi spojeve ovisno o njihovim potrebama. I onda ćemo im ih prodavati ili podlicencirati. Gradnja tvornice je velika investicija za početnu fazu. Uz novac za licenciranje, trebalo bi nam bar pola milijarde eura. Uzeli bismo podizvođača koji ima infrastrukturu za proizvodnju. A to može biti i pogon u Hrvatskoj”, tumači Nataša.
U kasnijoj fazi želja je izgraditi pogon, jer to donosi održivost i financijsku stabilnost.
“Kad firma stane na noge, ja bih se vratila traženju novih rješenja koja možemo ponuditi. Nadgledanje proizvodnje bih prepustila nekome drugome”, zaključila je Nataša.
