Manchmal braucht es die richtigen Menschen zur richtigen Zeit am richtigen Ort, damit Zufälle neue Anwendungen ermöglichen. Wusstest du, dass Selbstbräuner nur durch eine zufällige Entdeckung überhaupt möglich wurden?
Denn die aktive Substanz in Selbstbräunern, das Dihydroxyaceton oder kurz DHA, war eigentlich Bestandteil eines Sirups, mit dem eine angeborene Glykogenspeicherkrankheit bei Kindern in den 1950er Jahren behandelt werden sollte.
Aber Kinder und Medizin, da läuft nicht immer alles glatt. Und so passierte es, dass sich einige Kinder mit dem Sirup bekleckerten. Das Interessante an der Sache: Nach mehreren Stunden zeigten sich an den Stellen, die mit dem Sirup in Kontakt kamen, braune Verfärbungen.
Diese Beobachtung machte die Ärztin Eva Wittgenstein zu der Zeit neugierig. Sir forschte daran, wie es zu bräunlichen Verfärbungen der Haut kam. Was sie fand, war DHA. Bereits 1970 wurde DHA als Zusatz für kosmetische Produkte zugelassen und der Selbstbräuner war geboren.
Vermutlich fragst du dich nun, was dieses Thema auf einem Bakterien-Blog zu suchen hat? So viel vorweg: Wir haben es hier mit einer interessanten biotechnologischen Anwendung zu tun. Daher lass uns klären, was DHA genau macht und wie Bakterien in diesen Prozess beteiligt sind.
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DHA als bräunender Zusatz in Selbstbräunern
Dihydroxyaceton (DHA) ist eine Verbindung, die aus Glycerol entsteht. Glycerol, oder auch Glycerin genannt, ist ein Alkohol, der in Kosmetika beispielsweise dafür genutzt wird, um trockene Haut dabei zu unterstützen, Feuchtigkeit zu speichern.
Chemisch betrachtet sind sich Glycerol und DHA relativ ähnlich, sodass eine Umwandlung von Glycerol in DHA stattfinden kann.
Die Magie von Selbstbräunern wird durch DHA möglich, denn auf der obersten Schicht unserer Haut (Stratum corneum – mehr zu unserer Haut und seinen Bakterien findest du hier) reagiert DHA mit Proteinen in dieser Hautschicht. Diese Reaktion wird durch eine Braunfärbung der obersten Hautschicht sichtbar.
Die Bräunung beeinflussen
Untersuchungen zeigen, dass je höher die Konzentration an DHA ist, umso eher bekommen wir eine bräunliche Färbung der Haut hin. Bei weniger DHA würde die Haut eher gelblich erscheinen. Die Konzentration an DHA in Selbstbräunern liegt zwischen 4 und 8 %.
Es kann passieren, dass die Bräunung nicht gleichmäßig ist. Das passiert vor allem dadurch, dass die oberste Hautschicht nicht an allen Stellen unseres Körpers gleich dick ist. Hier gilt: je dicker die oberste Hautschicht, um stärker die Bräunung.
Diese verstärkte Bräunung sehen wir vor allem an unseren Händen, den Ellenbogen und den Knien. Um eine gleichmäßigere Bräunung zu erreichen, hier mit dem Selbstbräuner sparen und die Hände nach der Anwendung intensiv waschen (die Reaktion geht sonst immer weiter).
Die Vorbereitung deiner Haut ist ebenfalls nicht zu vernachlässigen, also: Vorher ein Peeling durchführen, um gleichmäßigere Ergebnisse zu erhalten.
Selbstbräuner müssen optimal gelagert werden
Vielleicht hast du schon von sogenannten Selbstbräuner-Fails gehört. Oft ist daran, neben einer falschen Anwendung, auch eine falsche Lagerung schuld. Denn DHA ist eine ziemlich instabile Substanz.
Daher sollten Selbstbräuner nach Ablauf des Nutzbarkeitsdatums nicht weiter benutzt werden. Nach dem Kauf ist eine richtige Lagerung wichtig, da DHA sonst zerfällt und nicht mehr aktiv ist. Selbstbräuner also kühl und trocken lagern.
Und nun zum Bakterienteil: Wie DHA für Selbstbräuner produziert wird
Super spannend, keine Frage. Aber wir wollen hier doch natürlich nicht die lieben Bakterien vernachlässigen 😉
Ich hoffe ja, dass du dich zwischendrin gefragt hast, warum ich hier mit dem Selbstbräuner-Thema um die Ecke komme und wie Bakterien da reinpassen. Ich hatte ja bereits erwähnt, dass es sich hier um eine biotechnologische Anwendung handelt. In der Biotechnologie nutzen wir ja beispielsweise Bakterien, um etwas nachhaltiger herzustellen.
DHA könnten wir auch chemisch herstellen. Aber wie wir ja schon gesehen haben, ist das nicht immer so einfach und zudem meist mit hohen Energiekosten verknüpft.
DHA als natürliche Substanz in Stoffwechselwegen
Ganz einfach gesagt: DHA ist ein Kohlenhydrat, das im natürlichen Kohlenhydratstoffwechsel entsteht bzw. Zwischenprodukt ist. In Bakterien gibt es ebenfalls einen Stoffwechselweg, bei dem aus Glycerol (siehe oben) DHA wird.
Die Umwandlung können Bakterien in Bioreaktoren für uns übernehmen. Einige Essigsäurebakterien besitzen spezielle Enzyme auf ihrer äußeren Membran, die Glycerol-Dehydrogenasen, die diese Umwandlung möglich machen.
Um nun DHA für Selbstbräuner herzustellen, werden Bakterien in einen Bioreaktor gegeben und alle benötigten Nährstoffe für das Bakterienwachstum und Glycerol zugegeben. Während der Kultivierung entstehen dann bis zu 175 g DHA pro Liter Kultivierungsbrühe im Bioreaktor!
Für diese Herstellung wird besonders häufig das Bakterium Gluconobacter oxydans genutzt. Neben DHA produziert dieses Bakterium für uns auch andere Stoffe wie Vitamin C oder die Glukonsäure, die Bestandteil eines Getränkes in Glasflaschen in verschiedenen Geschmacksrichtungen mit Bion… ist 😉
Selbstbräuner, DHA und biotechnologische Produktion
- Die bräunende Wirkung von Dihydroxyaceton (DHA) wurde in den 1950er Jahren zufällig in den USA entdeckt; weitere Untersuchungen führten schließlich zur Zulassung von DHA als Zusatzstoff von kosmetischen Produkten
- DHA, ein natürliches Produkt im Stoffwechsel von Bakterien, ist Bestandteil von Selbstbräunern
- es reagiert mit Proteinen unserer obersten Hautschicht; die Bräunung hält etwa 2 Wochen an
- DHA kann chemisch hergestellt werden; viel ökologischer ist aber die biotechnologische Produktion
- mithilfe von Bakterien lässt sich DHA in Bioreaktoren produzieren
Bis zum nächsten Beitrag, in dem wir uns die biotechnologischen Produkte der roten Biotechnologie anschauen. Es wird medizinisch!
Alles Liebe
Isabell
Literatur:
- da Silva et al. (2022) – The industrial versatility of Gluconobacter oxydans: current applications and future perspectives
- Stasiak et al. (2009) – ACETIC ACID BACTERIA – PERSPECTIVES OF APPLICATION IN BIOTECHNOLOGY – A REVIEW
- MChem et al. (2022) – In search of the perfect tan: Chemical activity, biological effects, business considerations, and consumer implications of dihydroxyacetone sunless tanning products
- Wittgenstein und Berry (1961) – Staining of Skin with Dihydroxyaceton
