Publicação

Biossíntese de potenciais alternativas de silicones para aplicação cosmética

Detalhes bibliográficos
Resumo:	A procura de produtos “verdes” e sustentáveis é uma realidade cada vez mais indispensável na indústria cosmética, sendo a substituição dos silicones um dos pontos fundamentais. Neste sentido, o objetivo principal deste trabalho foi a síntese de potenciais alternativas aos silicones, implementando métodos de produção mais verdes e amigos do ambiente, e a sua posterior avaliação quando aplicadas numa formulação cosmética comercial. Para tal, foram inicialmente testadas diferentes lipases como biocatalisadores, nomeadamente Aspergillus oryzae, Candida rugosa, porcine pancreas e Thermomyces lanuginosus imobilizada em Immobead 150. Dos diferentes substratos testados, etilenoglicol, dietilenoglicol, 1,3-propanediol, 1- heptanol e 1-decanol para esterificação com três ácidos carboxílicos (heptanóico, octanóico e decanóico), foram isolados com sucesso seis compostos hidrofóbicos: heptil heptanoato 4a (ɳ=66%), heptil octanoato 4b (ɳ=71%), heptil decanoato 4c (ɳ=67%), decil heptanoato 5a (ɳ=73%), decil octanoato 5b (ɳ=72%) e decil decanoato 5c (ɳ=69%). De todas as lipases testadas, a Aspergillus oryzae nativa, Candida rugosa e porcine pancreas não revelaram qualquer atividade catalítica. A catálise enzimática com a lipase Aspergillus oryzae modificada sem solvente foi o método mais eficiente e económico, cujo pior e melhor rendimento, correspondem ao produto 4a e 5a, respetivamente, com 66% e 73%. A caracterização de cada composto foi efetuada por 1H RMN, HRMS, FTIR e termogravimetria. O potencial dos ésteres como alternativas viáveis aos silicones sintéticos foi confirmado, revelando propriedades semelhantes ao Cetiol® CC, ciclopentasiloxano (D5) e óleo de silicone 5 cSt (Sil.O5), nos diversos parâmetros avaliados. A viscosidade foi o parâmetro mais díspar, aumentando, de uma forma geral, com o aumento da cadeia carbonada. Foram produzidas nove formulações cosméticas, com a respetiva variação de silicone incorporado: C1 (Cetiol® CC), C2 (D5), C3 (Sil.O5), C4 (4a), C5 (4b), C6 (4c), C7 (5a), C8 (5b) e C9 (5c). Todos os cremes apresentaram qualidade e estabilidade dos compostos sintetizados, com alguma uniformidade na avaliação das características organoléticas e pH, superando os testes de estabilidade acelerada e em ciclos de temperatura extrema. Nos ensaios reológicos todos os produtos exibiram um comportamento pseudoplástico. O creme C1 apresentou a melhor homogeneidade e coesão, o C3 o maior valor de viscosidade, considerado o mais espesso e rígido quando em fluxo. O C6 aparentou ser o mais fluído e cremoso. Apesar de espalhável, o C4 pode ser percebido como espesso e firme devido à maior resistência ao escoamento. O C9 evidenciou o menor valor de deformação para atingir o ponto de rutura da estrutura e o C7 o maior número de microfissuras na estrutura. O aumento de temperatura para 37°C, não influenciou as formulações em estudo. As diferenças no perfil de textura foram mínimas, no entanto, os cremes C7 e C4 aparentaram ser mais espalháveis e menos espessos e pegajosos, e contrariamente, o C1 e C9 como mais firmes, coesos, pegajosos e de menor espalhamento. Entre um creme com o silicone e a alternativa produzida (C4), os voluntários deram a preferência sensorial a este último, demonstrando o potencial dos ésteres e uma preocupação com a sustentabilidade.
Autores principais:	Castro, Mariana Isabel Penelas de
Assunto:	Alternativas de silicones Caracterização Cremes Esterificação Lipases Characterisation Creams Esterification Silicone alternatives
Ano:	2022
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade do Minho
Idioma:	português
Origem:	RepositóriUM - Universidade do Minho

Descrição
Resumo:	A procura de produtos “verdes” e sustentáveis é uma realidade cada vez mais indispensável na indústria cosmética, sendo a substituição dos silicones um dos pontos fundamentais. Neste sentido, o objetivo principal deste trabalho foi a síntese de potenciais alternativas aos silicones, implementando métodos de produção mais verdes e amigos do ambiente, e a sua posterior avaliação quando aplicadas numa formulação cosmética comercial. Para tal, foram inicialmente testadas diferentes lipases como biocatalisadores, nomeadamente Aspergillus oryzae, Candida rugosa, porcine pancreas e Thermomyces lanuginosus imobilizada em Immobead 150. Dos diferentes substratos testados, etilenoglicol, dietilenoglicol, 1,3-propanediol, 1- heptanol e 1-decanol para esterificação com três ácidos carboxílicos (heptanóico, octanóico e decanóico), foram isolados com sucesso seis compostos hidrofóbicos: heptil heptanoato 4a (ɳ=66%), heptil octanoato 4b (ɳ=71%), heptil decanoato 4c (ɳ=67%), decil heptanoato 5a (ɳ=73%), decil octanoato 5b (ɳ=72%) e decil decanoato 5c (ɳ=69%). De todas as lipases testadas, a Aspergillus oryzae nativa, Candida rugosa e porcine pancreas não revelaram qualquer atividade catalítica. A catálise enzimática com a lipase Aspergillus oryzae modificada sem solvente foi o método mais eficiente e económico, cujo pior e melhor rendimento, correspondem ao produto 4a e 5a, respetivamente, com 66% e 73%. A caracterização de cada composto foi efetuada por 1H RMN, HRMS, FTIR e termogravimetria. O potencial dos ésteres como alternativas viáveis aos silicones sintéticos foi confirmado, revelando propriedades semelhantes ao Cetiol® CC, ciclopentasiloxano (D5) e óleo de silicone 5 cSt (Sil.O5), nos diversos parâmetros avaliados. A viscosidade foi o parâmetro mais díspar, aumentando, de uma forma geral, com o aumento da cadeia carbonada. Foram produzidas nove formulações cosméticas, com a respetiva variação de silicone incorporado: C1 (Cetiol® CC), C2 (D5), C3 (Sil.O5), C4 (4a), C5 (4b), C6 (4c), C7 (5a), C8 (5b) e C9 (5c). Todos os cremes apresentaram qualidade e estabilidade dos compostos sintetizados, com alguma uniformidade na avaliação das características organoléticas e pH, superando os testes de estabilidade acelerada e em ciclos de temperatura extrema. Nos ensaios reológicos todos os produtos exibiram um comportamento pseudoplástico. O creme C1 apresentou a melhor homogeneidade e coesão, o C3 o maior valor de viscosidade, considerado o mais espesso e rígido quando em fluxo. O C6 aparentou ser o mais fluído e cremoso. Apesar de espalhável, o C4 pode ser percebido como espesso e firme devido à maior resistência ao escoamento. O C9 evidenciou o menor valor de deformação para atingir o ponto de rutura da estrutura e o C7 o maior número de microfissuras na estrutura. O aumento de temperatura para 37°C, não influenciou as formulações em estudo. As diferenças no perfil de textura foram mínimas, no entanto, os cremes C7 e C4 aparentaram ser mais espalháveis e menos espessos e pegajosos, e contrariamente, o C1 e C9 como mais firmes, coesos, pegajosos e de menor espalhamento. Entre um creme com o silicone e a alternativa produzida (C4), os voluntários deram a preferência sensorial a este último, demonstrando o potencial dos ésteres e uma preocupação com a sustentabilidade.