Proteínas Vegetais em Shampoos 

Testes com Proteínas Vegetais 
Desenvolvimentos Recentes - Diferentes Fontes de Plantas
Conclusão

As proteínas vegetais tomaram-se muito populares nos últimos anos em produtos que se deseja enquadrar na categoria dos "ambientalmente corretos." Essas proteínas são usadas num grande número de shampoos, condicionadores e preparados para o cuidado dos cabelos. Esse súbito surto de popularidade se deve, de certa maneira, ao sucesso do movimento pelos direitos dos animais. 

Parece que o uso, num cosmético, de qualquer matéria-prima a que a CFTA tenha rotulado como de “origem animal” é escolhido pelos ativistas do consumo como alvo de intenso lobby. As proteínas animais que são funcionais, econômicas e amplamente usadas foram vítimas inocentes e circunstantes de uma campanha razoavelmente bem-sucedida contra os "testes com animais." É uma ironia extraordinária, pois a maior parte desses derivados de proteína animal é obtida de subprodutos que, se não forem usados em cosméticos, terminarão num aterro sanitário, aumentando ainda mais a crise ambiental! 

Isto não significa que as proteínas vegetais não sejam importantes, porém o seu lugar no mercado deve basear-se na funcionalidade, no desempenho e nos benefícios inesperados que poderiam resultar de proteínas com um novo perfil de aminoácidos e configurações de diferentes dimensões. 

Em 1985, quando apresentada ao mercado, a proteína de soja foi razoavelmente bem aceita, mas não houve de fato interesse algum no trigo naquela época, a despeito desse produto ser de excelente qualidade cosmética e ter perfil de aminoácido bem definido que poderia torná-lo interessante para os químicos cosméticos, juntamente com uma boa história natural. 

Testes com Proteínas Vegetais 

Inicialmente conduzimos vários testes para ver se podíamos discernir diferenças entre as proteínas cosméticas padrão (proteína animal hidrolisada) e as novas proteínas derivadas de vegetais. 

Efetuamos testes de substantividade em cabelo, comparando colágeno hidrolisado marcado com rádio, com trítio e proteínas de soja hidrolisada. Ambos mostraram-se bastante substantivos, sem qualquer diferença significativa nos níveis gerais de proteína depositada no cabelo. No entanto, o laboratório que nos assessorou na elaboração desses testes considerou os resultados falhos, pois segundo opinião de seus técnicos, tudo que os testes mostravam era que o trítio era substantivo! Eles não ficaram convencidos da ligação com a proteína. 

Com base nesses comentários, achamos que una abordagem mais prática poderia mostrar-se igualmente significativa. Se pudéssemos demonstrar que o desempenho da proteína vegetal em situação de uso era tão bom quanto um controle provado, esses dados teriam importância muito mais profunda para os químicos cosméticos, do ponto de vista prático. 

Nossa primeira série de testes foi numa solução 10% (ativo) de lauril sulfato de amônio (LSA), ao qual acrescentamos 1% em peso de três proteínas, um colágeno hidrolisado (HAP), soja hidrolisada e trigo hidrolisado. 

Avaliamos o efeito dessas três diferentes proteínas sobre o desempenho do tensoativo em condições de uso em laboratório. Se a substantividade de proteína ocorresse sob essas situações de enxague, seríamos capazes de perceber algum efeito sobre a facilidade de manuseio e maleabilidade da mecha, comparada com o controle. Também avaliamos o efeito das proteínas na capacidade de produção de espuma do LSA. Os parâmetros avaliados foram: 

• Capacidade de produção de espuma e tempo de retenção de espuma (usando uma misturador Waring). 

• Estado da mecha de cabelo de comprimento 3/4" depois da aplicação do shampoo.

• Estado da mecha de cabelo depois da secagem por jato de ar. 

• Atração estática das mechas secas penteadas depois da secagem por jato de ar. 

As mechas foram avaliadas usando o sistema de classificação da Tabela I, para compará-las com o controle (10% LSA ativo). Deve-se observar que todas as diferenças foram apenas muito leves, porém evidentes. 

Os resultados mostrados na Tabela I podem ser assim resumidos: 

Todas as proteínas ajudaram a estabilizar a espuma condensando as bolhas, em comparação com o controle. Houve uma diferença muito pequena no penteado e toque das mechas enquanto molhadas (nenhuma foi particularmente boa). Foi observada uma diferença significativa entre o controle (absolutamente terrível) e os sistemas que continham proteínas quando as mechas foram secas por ar. Houve melhorias significativas entre as mechas em termos de toque, maleabilidade, brilho e estado geral em comparação com o controle. Embora as três proteínas obtivessem a classificação +2 e +3, uma melhoria significativa em relação ao controle, nenhum dos resultados de atração estática foi comercialmente aceitável: o LSA + proteína tinha atração estática perceptivelmente menor do que o LSA de controle, porém isto não seria uma melhoria suficiente para torná-la comparável a um shampoo comercial básico. 

Conduzidos outro teste de desempenho, em nosso laboratório, com mechas de cabelo, que foi muito mais revelador. Preparamos a Fórmula 1, um condicionador intenso com 5% de proteína, destinado a restaurar cabelo muito danificado. Esses tratamentos normalmente são deixados no cabelo por cinco minutos ou mais. Destinam-se a restaurar o brilho, diminuir a aspereza e melhorar a “maleabilidade" geral do cabelo. 

A comparação de condicionadores revelou significativas diferenças entre a forma como funcionaram a proteína animal e as proteínas testadas derivadas de vegetais. 

Tomamos mechas de comprimento 3/4 de polegada, que tingimos para danificar o cabelo, e as embebemos em formulações de teste durante 5 minutos. As mechas, em seguida, foram completamente enxaguadas com água morna, penteadas e penduradas para secar. Os resultados, resumidos na Tabela II com o mesmo sistema de pontuação da Tabela I, comparam as fórmulas de proteína com a fórmula de teste sem proteína. 

O colágeno hidrolisado (HAP) deu melhor maleabilidade, controle e integridade e toque das mechas depois de terem secado e adquirido forma. 

Não sabemos com certeza a razão dessas diferenças significativas no desempenho, mas acreditamos que podem ser explicadas pela "arquitetura" dessas proteínas hidrolisadas em solução. Quando o colágeno é hidrolisado, parte-se de uma proteína estrutural bem "ordenada” com estrutura de hélice tripla bem definida, com rígidas ligações cruzadas entre os monômeros do colágeno e a capacidade natural das hélices do colágeno de agruparem-se espontaneamente em "mini hélices triplas", visto que esta é a configuração de agrupamento de mais baixa energia, mesmo na forma de polipeptídeo hidrolisado. 

No nosso entender, especificamente nos hidrolisados de colágeno de qualidade mais elevada (isto é, produzidos por enzima, ao contrário dos materiais ácidos/álcalis), um número maior de pontes entre cadeias, que mantém unidos os monómeros do colágeno no corpo e tornam-no insolúvel, sobrevivem ao processamento. Isto dá ao colágeno hidrolisado uma complexa estrutura de ramificações que somado à sua tendência de formar estruturas de peptídeos de "mini hélices triplas", resulta num efetivo aumento da área de superfície da proteína. Essa estrutura provoca uma alteração drástica nas propriedades de superfície do colágeno hidrolisado e concentra sua adsorção à superfície, maximizando a capacidade de melhorar o toque e o estado da superfície do cabelo. 

As proteínas de planta, ao contrário, tendem a ficar isoladas das células e não da matriz estrutural extracelular. São, em geral, menos ordenadas e têm peso molecular muito inferior antes da hidrólise. Assim, mesmo que os hidrolisados tenham um peso molecular semelhante, não têm o grande número de ramificações do colágeno hidrolisado. 

Desenvolvimentos Recentes - Diferentes Fontes de Plantas 

Depois de nossa primeira incursão nas proteínas vegetais para cosméticos, concentramos nossos esforços nas proteínas naturais de plantas que contêm substratos biologicamente ativos, culminando no desenvolvimento de complexos vitamina/planta/polipeptídeos (Vitazymes, marca registrada de Brooks Industries). Estes se baseiam em várias diferentes fontes de plantas incluindo citrus, cenoura, gente de trigo, alfafa e milho. Esses complexos polipeptídeos/vitamina são ingredientes destinados a demonstrar a superior atividade biológica e estão fora do escopo deste artigo. As proteínas vegetais, por outro lado, são usadas devido a suas propriedades protetoras. umectantes e condicionadoras do cabelo. 

Quando surgiu o interesse generalizado pelas proteínas vegetais, estávamos em condições de tirar proveito de vários anos de conhecimento no manuseio dessas fontes naturais de suprimentos. Posteriormente, comercializamos proteínas hidrolisadas extraídas de plantas, milho, batata, ervilha amarela, alfafa e arroz. 

Há algumas diferenças significativas entre proteínas de plantas e os colágenos hidrolisados comumente usados, do ponto de vista da manufatura. As proteínas de planta na natureza estão associadas a níveis relativamente elevados de carboidratos, estes são de duas importantes fontes de suprimento de energia. Consequentemente, se se desejar fazer proteínas vegetais relativamente "limpas," é preciso assegurar que a proteína seja em grande parte isolada dos amidos. No entanto, sabemos que em alguns de nossos processos a proteína de planta resultante contém alguns carboidratos solúveis. 

As proteínas vegetais hidrolisadas estão disponíveis comercialmente como líquidos âmbar claros, com odor aceitável, do ponto de vista cosmético. Seus pesos moleculares são todos por volta de 1000. Esses produtos têm excelentes propriedades de formação de película que, de um modo geral, deixam a pele com bom toque, além de conferirem ao cabelo atraente capacidade de assentamento. 

Os teores de aminoácido desses vários produtos são, como é evidente, diferentes (Tabela III). As análises de aminoácidos foram conduzidas por Hazleton Labs.¹ com a exceção da hidroxiprolina, efetuada em nossa empreza. A hidroxiprolina é um aminoácido que, em termos gerais, só se encontra em proteínas estruturais, e sua presença significa a presença de proteínas tais como colágeno. No entanto, isso não exclui a possibilidade de que ela seja encontrada em futuros derivados de proteínas vegetais, já que há relatos de ter sido encontrada em proteínas estruturais de plantas. Também sabemos que é possível fazer com que organismos considerados parte do reino vegetal ingiram alimentos ricos em hidroxiprolina (isto é, colágeno) e a incorporem em suas estruturas protoplásmicas celulares. 

Essas proteínas de plantas têm suprimento completo dos oito aminoácidos essenciais para os adultos humanos. Isso as coloca numa categoria diferente do colágeno, que carece de triptofano. Um aminoácido essencial é aquele que o organismo não pode sintetizar, e precisa ser obtido através da dieta. 

As análises de aminoácidos mostram que há diferenças significativas de una planta para outra. No entanto, com base na experiência, a expectativa é de vermos variações significativas de tempos em tempos, já que as plantas são sensíveis a mudanças nas condições climáticas, na disponibilidade de nutrientes do solo e de um grande número de outros fatores externos. 

A proteína da ervilha amarela é interessante devido a seu alto teor de tirosina solúvel. A tirosina desempenha um importante papel na estimulação do crescimento da célula, é um componente da tirosinase, responsável pela formação de melanina. O uso da tirosina tornou-se popular nos produtos de bronzeamento, juntamente com aceleradores tais como a riboflavina e o trifosfato de adenosina. 

A proteína de batata tem um perfil peculiar de aminoácido, com níveis razoáveis de enxofre contendo os aminoácidos cisteína/metionina. As patentes de Seiwa Kasei de 1981 descrevem o uso de queratinas que contêm grupos mercapto (exemplo: extraídos da cisteína).³ A ligação desses resíduos de cisteína, que se forma sob condições alcalinas, durante o processo de ondulação permanente, deixam o cabelo com melhor toque. A proteína de batata, que produz películas secas e não viscosas, pode mostrar-se interessante para esse tipo de aplicação. 

Quando nos aprofundamos na química e nas propriedades dessas proteínas vegetais singulares, tornam-se patentes muitas aplicações em potencial. São particularmente adequadas para tirar proveito do forte movimento ambiental que se alastra por todas as partes do mundo, principalmente, nos Estados Unidos e Europa, e se prestam à revolução "verde" na cosmética. As proteínas vegetais mostram excelente afinidade com o cabelo, pelos testes com amostras em fórmulas de shampoo, e ajudarão a proteger, hidratar e vedar o cabelo, deixando-o com melhor toque depois da aplicação do shampoo. Desenvolvemos recentemente um shampoo suave vegetariano totalmente equilibrado" (Fórmula 2), ambientalmente favorável, biodegradável, para uso diário, para aproveitar as proteínas de batatas, ervilhas e milho. (Observe-se que essa combinação constitui dieta totalmente equilibrada para os vegetarianos). Esse shampoo tem excelentes qualidades de recomposição e se destina ao uso em cabelo seco danificado agredido pelo ambiente. 

Essa fórmula foi muito bem recebida em nosso teste com usuários internos. Aparentemente não resseca as mãos, devidos, em parte, a presença da proteína vegetal modificada, o cloreto hidroxi propil-trimônio de proteína vegetal. Esse ingrediente tem a capacidade de diminuir a irritação de tensoativos mesmo suaves, pela complexação com faz o tensoativo passar de uma forma monomérica agressiva, que lixivia os lipídeos críticos da epiderme, para uma forma polimérica menos agressiva que não resseca a pele. 

Conclusões 

As proteínas vegetais podem ser usadas satisfatoriamente nos modernos shampoos de alto desempenho, se estes forem especificamente concebidos para aproveitar as propriedades naturais das proteínas vegetais e seus derivados. Nossos testes demonstraram que elas são substantivas e contribuem para o "jeito" e a maleabilidade do cabelo. 

Por outro lado, quando se usou colágeno hidrolisado como ingrediente condicionador primário, em nível efetivo, parece haver algumas sutis diferenças nas propriedades do shampoo e outros produtos de cuidado com os cabelos, a se fazer uma troca um a um com proteínas vegetais. Sugerimos que sejam desenvolvidas novas fórmulas para aproveitar a boa funcionalidade inerente das proteínas vegetais, e de suas óbvias credenciais como produtos "favoráveis ao consumo verde". 

Este artigo foi publicado na revista Cosmetics & Toiletries (Edição em Português), 6(4):56-59, 1994.
Publicado originalmente em inglês, Cosmetics & Toiletries, abril 1991.