Aprimorando Sensorial de Óleos Vegetais com Adição de Silicone

Fonte de Óleos Vegetais
Atributos Sensoriais
Discussão
Resumo

 

 

O crescente interesse do consumidor por ingredientes naturais, bem como a busca por novas texturas e formas de produto, ocasionaram o aumento do uso de óleos vegetais nas formulações de produtos voltados para o cuidado pessoal. Na Europa, prevê-se aumento de aproximadamente 5% no consumo de óleos vegetais nos próximos cinco anos.¹ Embora esses ingredientes naturais proporcionem benefícios diferenciados como emoliência, brilho e lubricidade,² também trazem desafios aos formuladores como o desenvolvimento de produtos de fácil aplicação e estética agradável, sem aquele toque gorduroso ou oleoso.

Os lipídeos e os silicones podem atuar como ingredientes complementares em formulações acabadas.³ Este artigo ilustra como os silicones, exemplificados por caprilil-meticone, fenil-trimeticone, cetil-dimeticone e ciclopenta-siloxano, podem melhorar o toque dos lipídeos naturais, permitindo maior flexibilidade para que os formuladores ampliem o uso de ingredientes naturais em seus produtos.

Mesmo utilizando uma dosagem pequena, os silicones podem diminuir a tensão superficial dos óleos vegetais e aumentar as características de espalhabilidade, proporcionando nuances variadas no perfil sensorial.

 

Fonte de Óleos Vegetais

Os óleos vegetais, também conhecidos como lipídeos naturais, são substâncias oleosas derivadas de fontes vegetais. Possuem uma variedade de composições químicas, porém os mais utilizados no cuidado pessoal são aqueles ricos em triglicerídeos extraídos mecanicamente das sementes das plantas. Os elementos não-triglicerídeos, também conhecidos como fração insaponificável, compõem-se de tocoferóis, esteróis, álcoois graxos livres e triterpenos.

Os triglicerídeos são ésteres compostos de uma molécula de glicerina ligada a três ácidos graxos – ácidos carboxílicos de cadeia longa -, em que a cadeia alquílica normalmente contêm dez ou mais carbonos. A Figura 1 mostra essa estrutura, onde R1, R2 e R3 representam os ácidos graxos.

O comprimento das cadeias dos três ácidos graxos pode ser igual ou diferente e os seus carbonos podem ser saturados ou insaturados. A composição de ácidos graxos dos triglicerídeos varia de acordo com a sua fonte. Por exemplo, os triglicerídeos derivados de coco são ricos em ácido láurico (ácido graxo C12 saturado) e, em muitos casos, materiais como o lauril sulfato de sódio ainda retém leve odor do óleo de coco, do qual esse tensoativo deriva.

De acordo com o INCI – International Nomenclature of Cosmetic Ingredient (sistema internacional de codificação da nomenclatura de ingredientes cosméticos)-, os lipídeos naturais são denominados de acordo com o gênero e a espécie da planta. Por exemplo, a denominação INCI para óleo de borragem é óleo de semente de Borago officinalis.

 

Silicones complementares

Silicones são polímeros sintéticos derivados do quartzo, uma forma natural de dióxido de silício e metanol. Esses materiais têm sido utilizados em produtos para cuidado pessoal há mais de 50 anos. Muitos silicones, desenhados para aplicações de cuidado pessoal, são baseados no polidimetil-siloxano ou dimeticone. Esse polímero linear apresenta ampla escala de pesos moleculares, com o peso molecular para cada dimeticone determinando a sua viscosidade. Silicones voláteis, como o ciclo-pentassiloxano, são polidimetil-siloxanos cíclicos de cadeia curta. Outro silicone comumentemente utilizado é o feniltrimeticone, um silicone fenil funcional altamente ramificado.

Os silicones são emolientes que aperfeiçoam o sensorial das formulações, enquanto os lipídeos funcionam como hidratantes que podem servir como restauradores da barreira protetora da pele.

Neste estudo foram avaliados dois óleos vegetais: óleo de borragem (Cosmosil B, INCI: Borago officinallis seed oil, produto da Internatiomal Cosmetic Science Centre, Lystrup, Dinamarca) e uma mistura de óleos vegetais de semente de Brassica campestris (canola) e de semente de Elaeis guineensis - (palma) - (Dow Corning HY4008 Mistura de óleos vegetais, INCI: Brassica campestris” (rapessed) seed oil (and) Elaeis guineensis” (palm) oil, produto de Dow Corning Corp., Midland, MI, Estados Unidos).

Esses óleos foram mesclados com quatro silicones compatíveis:

- Caprilil-meticone, um trissiloxano líquido ramificado com cadeia caprilila

- Fenil-trimeticone, um silicone fenil funcional líquido, altamente ramificado

- Cetil-dimeticone, um polissiloxano linear líquido com cadeias de alquila distribuídas aleatoriamente, altamente compatível com ingredientes orgânicos

- Ciclo-pentassiloxano, uma molécula cíclica que proporciona emoliência imediata devido à sua volatilidade

 

Diminuindo a tensão superficial

A tensão superficial é uma medida do trabalho necessário para criar uma nova área de superfície. A alta tensão superficial, junto com a alta viscosidade, pode contribuir para a pegajosidade.⁴ Neste estudo, utilizou-se um tensiômetro de pressão de bolha (The Science Line T60 Tensiometer, produto da SITA Messtechnik GmbH, Dresden, Alemanha) para medir a tensão superficial estática e dinâmica.

As bolhas de gás foram produzidas nos líquidos de amostra a uma taxa de geração de bolhas definida com precisão. A tensão superficial dinâmica é calculada como função da duração da bolha e seu valor diminui com o aumento da duração.

As bolhas entram no líquido através de um tubo de diâmetro conhecido, calibrado antes da tomada de medições, e a pressão alcança o máximo que é registrado pelo instrumento.

Os silicones possuem baixa tensão superficial inerente (Tabela 1) devido aos grupos metila anexos à espinha dorsal.

A Figura 2 mostra a diminuição da tensão superficial dinâmica do óleo de borragem com a adição de fenil-trimeticone.

A Figura 3 mostra a diminuição da tensão superficial estática do óleo de borragem, com a adição de ciclo-pentassiloxano, fenil-trimeticone, caprilil-meticone ou cetil-dimeticone. Obtiveram-se resultados similares com a mistura de óleo vegetal.          

 

Espalhabilidade Aprimorada

As características de espalhabilidade de óleos cosméticos determinam a facilidade na aplicação e distribuição do produto sobre a pele. Em geral, a rapidez de absorção do óleo reverte-se em sensorial mais agradável para a pele. O teste em gelatina é um método in vitro comum, que serve para medir a espalhabilidade de óleos cosméticos, pois a gelatina é um modelo representativo da superfície da pele humana. Para a realização deste teste, aplicou-se uma película de gelatina em placas de poliestireno (placas Petri) e uma amostra de 5-μl do óleo cosmético sobre a película. Utilizou-se um estereomicroscópio para medir o diâmetro da gota de óleo no tempo zero, após 10 minutos. A Equação 1 mostra como a espalhabilidade é calculada.

 

Os valores podem ser comparados somente se forem determinados sob condições idênticas de temperatura e umidade, e deve-se utilizar, no mínimo, a média de três medições. Os resultados são expressos posteriormente como fator de espalhabilidade aprimorada (Equação 2).

 

Utilizou-se este método para determinar o efeito do silicone sobre a espalhabilidade de óleos vegetais. Se o fator de espalhabilidade aprimorada for maior que 1, o aditivo melhora a espalhabilidade; se for menor, o aditivo diminui a espalhabilidade.

A Figura 4 nos mostra como a adição de silicone pode influenciar a espalhabilidade e a tensão superficial do óleo de borragem. A melhoria na espalhabilidade depende do tipo e da dosagem de silicone utilizado. Estudou-se também o efeito do silicone sobre a viscosidade por meio do reômetro e um procedimento de rampa de estresse (Figura 5).

 

Os resultados demonstraram que o óleo de borragem e as misturas com silicone são líquidos newtonianos. A adição do ciclo-pentassiloxano, fenil-trimeticone ou caprilil-meticone diminui a viscosidade do óleo de borragem, enquanto a adição do cetil-dimeticone aumenta levemente a sua viscosidade. A maior redução na viscosidade foi obtida com o caprilil-dimeticone.

Realizaram-se ensaios adicionais com a mistura de óleos vegetais (Figura 6). Esses resultados mostram que a melhoria na espalhabilidade pode ser alcançada por mais de um tipo de óleo vegetal com adição de silicones.

 

 

Atributos Sensoriais

 

Normalmente, os formuladores têm muito interesse no aprimoramento das características sensoriais perceptíveis à pele. Desta forma, foi realizada uma série de painéis de testes sensoriais. As comparações dos óleos, puros e misturados com silicone, foram testadas por um painel composto de 18 participantes caucasianos experientes. As avaliações sensoriais foram realizadas em ambiente com controle climático, umidade a 50±5% e à temperatura de 20±2ºC. Cada panelista aplicou 0,02 g de cada amostra e atribuiu notas para os mais variados atributos sensoriais durante a aplicação e pós-absorção. Assim, por exemplo, as notas foram baseadas nas percepções dos panelistas e não sobre a absorção biológica da pele. Por exemplo, os panelistas perceberam que 5% de cetil-dimeticone aumentou uma série de atributos sensoriais da mistura de óleo vegetal (Figuras 7 e 8) e, também constataram um sensorial menos gorduroso e mais leve sobre a pele, durante a aplicação e após a absorção, e menos brilho após a absorção.

     

Outras avaliações sensoriais revelaram que:

- 20% de caprilil-dimeticone proporcionou benefício sensorial mais leve sobre a pele com o óleo de borragem durante a aplicação

- 10% de fenil-trimeticone reduziu a pegajosidade com o óleo de borragem durante a aplicação

- 10% de ciclo-pentassiloxano melhorou o sensorial com o óleo de borragem sobre a pele, resultando ser menos gorduroso durante a aplicação e proporcionando sensorial mais leve sobre a pele durante a aplicação e após a absorção

- 10% de ciclo-pentassiloxano melhorou o sensorial com a mistura do óleo vegetal, facilitando a espalhabilidade e proporcionando menor pegajosidade durante a aplicação As Fórmulas-protótipo 1, 2 e 3 ilustram o uso de silicones com a mistura de óleos vegetais.

 

 

 

Discussão

A adição do caprilil-dimeticone resultou numa diminuição significativa da tensão superficial e da viscosidade de óleos vegetais, o que pode ser interpretado como melhoria da espalhabilidade sobre a gelatina. Os panelistas confirmaram o aperfeiçoamento das propriedades sensoriais obtido com o óleo de borragem contendo 20% de caprilil-dimeticone. O painel sensorial não testou níveis menores de adição.

O fenil-trimeticone também levou à diminuição da tensão superficial e da viscosidade de óleos vegetais. A adição de 20% de fenil-trimeticone resultou em melhoria significativa da espalhabilidade do óleo de borragem. O painel de teste mostrou melhora sensorial sobre a pele do óleo de borragem com a adição de 10% de fenil-trimeticone.

O cetil-dimeticone apresentou leve diminuição da tensão superficial de óleos vegetais e aumento na viscosidade; no entanto, os resultados mostraram aumento na espalhabilidade e propriedades sensoriais.

Os panelistas foram capazes de detectar uma diferença sensorial com 5% de cetil-dimeticone na mistura de óleos vegetais. Os ciclo-pentasiloxanos foram os que proporcionaram maior redução na tensão superficial. Os panelistas confirmaram que a adição de 10% de ciclo-pentasiloxano no óleo de borragem ou na mistura de óleos vegetais melhorou os atributos sensoriais.

 

Resumo

 

O presente estudo mostra que é possível diminuir a tensão superficial de óleos vegetais e aprimorar a característica da espalhabilidade, adicionando silicones como caprilil-dimeticone, fenil-trimeticone, cetil-dimeticone ou ciclo-pentassiloxano. Em alguns casos, as melhoras foram confirmadas pelo painel de teste sensorial.

A combinação de óleos vegetais e silicone é um dos métodos que os formuladores podem adotar para aprimorar as características sensoriais e expandir as oportunidades de criar produtos inovadores voltados para os cuidados da pele, utilizando cada vez mais produtos naturais.

 

 

Este artigo foi publicado na revista Cosmetics & Toiletries Brasil, 20(6): 74-77, 2008