Formulação de um cosmético ecofriendly inovador para animais de estimação (pets) contendo biossurfactante.

Abstract

ResumoAtualmente, o desenvolvimento de processos ecológicos está direcionando as pesquisas para obtenção de novos compostos verdes, na tentativa de reduzir a dependência de recursos fósseis. Nesse contexto, o desenvolvimento de cosméticos sustentáveis, ou biocosméticos, tem sido cada vez mais explorada. Diante da perspectiva de fornecer um cosmético inovador para o crescente mercado de animais de estimação (Pets), este trabalho propôs o desenvolvimento de um xampu sólido (em barra) inovador, para uso em Pets, formulado exclusivamente com ingredientes naturais, incluindo um surfactante microbiano como tensoativo da formulação. Nesse sentido, um biossurfactante foi inicialmente produzido pela levedura Starmerella bombicola ATCC 22214 cultivada em meio mineral contendo 10% de óleo de soja, 5% de glicose. O biossurfactante reduziu a tensão superficial da água de 72,0 mN/m para 33,0 mN/m após 8 dias de fermentação, com um rendimento de 53,35 g/L e Concentração Micelar Crítica (CMC) de 1 g/L. O biossurfactante se mostrou um bom emulsificante de óleos usados em formulações cosméticas. O índice HLB (balanço lipofílico-hidrofílico) mostrou a capacidade umectante do biossurfactante e sua tendência de formar emulsões do tipo óleo em água (O/A), com 50% de capacidade espumante. O ensaio de avaliação do potencial irritante indicou que o biossurfactante não induziu resposta irritante. A caracterização do biossurfactante, submetido a análises de FT-IR e RMN demonstrou a natureza glicolipídica e aniônica da biomolécula. Após obtenção do biossurfactante, o mesmo foi utilizado na formulação do xampu sólido, em combinação com outros surfactantes obtidos a partir de matérias-primas renováveis, o cocoil isetionato de sódio, também aniônico, e o coco glucosídeo, não iônico. O amido de milho e o álcool cetoestearílico foram usados para aumentar a viscosidade e a consistência da formulação. Este último também foi adicionado como agente condicionador, juntamente com óleo de côco, manteiga de Karité, glicerina, lactato de sódio e vitamina E, todos com efeito nutritivo e antioxidante. O lactato de sódio também foi utilizado como estabilizante e regulador do pH da formulação. O caprililglicol foi adicionado como conservante. Após o processo de obtenção do xampu, conduzido em cinco etapas pela mistura dos ingredientes agrupados de acordo com suas características, em banho aquecido sob agitação constante (150-250 rpm) e controle de temperatura (35-85ºC), as amostras do xampu foram moldadas e submetidas a diferentes análises. O pH foi monitorado ao longo de 20 dias e manteve-se estável, na faixa de 6,5-7,0, com baixo nível de umidade (9%), e sem alcalinidade livre. O xampu solido apresentou 50% capacidade espumante e excelente conteúdo em sólidos (96,5%). O processo de lavagem de pelos de Pets sujos com sebo artificial demonstrou que o xampu foi capaz de remover 85% da gordura retida, deixando os pelos brilhosos e macios. A análise microbiológica não mostrou crescimento de unidades formadoras de colônias, bolores e leveduras. As amostras do xampu foram analisadas mensalmente, durante 6 meses, apresentando coloração estável, fragrância suave, coesão, ausência de rachaduras e aparência uniforme, além de uma rigidez aceitável na sua estrutura. O xampu também demonstrou baixo potencial de irritação ocular. A avaliação preliminar dos custos da formulação possibilitou o cálculo do preço do produto, que se mostrou abaixo dos preços praticados nas formulações líquidas tradicionalmente encontradas no mercado para Pets. Tendo em vista que não há nenhum produto similar no mercado, o xampu sólido produzido nesta pesquisa se mostra como uma inovação tecnológica e ambientalmente compatível, na medida em que é inédita, eficiente, natural e atóxica, e contribui com a redução do uso de embalagens plásticas e com o consumo de água.AbstractCurrently, the development of ecological processes is directing research towards obtaining new green compounds to reduce dependence on fossil resources. In this context, the development of sustainable cosmetics, or biocosmetics, has been increasingly explored. Given the prospect of providing an innovative cosmetic for the growing pet market, this work proposed the development of an innovative solid shampoo (bar) for use in pets, formulated exclusively with natural ingredients, including a microbial surfactant as a surfactant in the formulation. In this sense, a biosurfactant was initially produced by the yeast Starmerella bombicola ATCC 22214 cultivated in mineral medium containing 10% soybean oil and 5% glucose. The biosurfactant reduced the surface tension of water from 72.0 mN/m to 33.0 mN/m after 8 days of fermentation, with a yield of 53.35 g/L and a Critical Micellar Concentration (CMC) of 1 g/L. The biosurfactant proved to be a good emulsifier of oils used in cosmetic formulations. The HLB index (lipophilic-hydrophilic balance) showed the wetting capacity of the biosurfactant and its tendency to form oil-in-water (O/W) emulsions, with 50% foaming capacity. The irritant potential assessment test indicated that the biosurfactant did not induce an irritant response. The characterization of the biosurfactant, subjected to FT-IR and NMR analyses, showed the glycolipidic and anionic nature of the biomolecule. After obtaining the biosurfactant, it was used in the formulation of the solid shampoo, in combination with other surfactants obtained from renewable raw materials, sodium cocoyl isethionate, also anionic, and coco glucoside, nonionic. Cornstarch and cetostearyl alcohol were used to increase the viscosity and consistency of the formulation. The latter was also added as a conditioning agent, along with coconut oil, shea butter, glycerin, sodium lactate, and vitamin E, all with nourishing and antioxidant effects. Sodium lactate was also used as a stabilizer and pH regulator of the formulation. Caprylyl glycol was added as a preservative. After the shampoo production process, conducted in five stages by mixing the ingredients grouped according to their characteristics, in a heated bath under constant agitation (150-250 rpm) and temperature control (35-85ºC), the shampoo samples were molded and subjected to different analyses. The pH was monitored over 20 days and remained stable, in the range of 6.5-7.0, with a low level of humidity (9%), and without free alkalinity. The solid shampoo presented 50% foaming capacity and excellent solids content (96.5%). The process of washing the fur of pets soiled with artificial sebum demonstrated that the shampoo was able to remove 85% of the retained fat, leaving the fur shiny and soft. The microbiological analysis showed no growth of colony-forming units, molds, or yeasts. The shampoo samples were analysed monthly for 6 months, showing stable colour, mild fragrance, cohesion, absence of cracks, and uniform appearance, in addition to an acceptable rigidity in their structure. The shampoo also demonstrated low potential for eye irritation. The preliminary evaluation of the formulation costs made it possible to calculate the price of the product, which was lower than the prices charged for liquid formulations traditionally found on the market for pets. Considering that there is no similar product on the market, the solid shampoo produced in this research is shown to be a technological and environmentally compatible innovation, as it is unprecedented, efficient, natural, and non-toxic, and contributes to the reduction of the use of plastic packaging and water consumption.