Desenvolvimento da formulação de um champô

orgânico

Solange Florinda Pé-leve Bolas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia Biológica

Orientadores: Engenheiro Ricardo Calado Spencer

Professora Helena Maria Rodrigues Vasconcelos Pinheiro

Júri

Presidente: Professora Cláudia Alexandra Martins Lobato da Silva

Orientador: Professora Helena Maria Rodrigues Vasconcelos Pinheiro

Vogal: Professora Ana Cristina Anjinho Madeira Viegas

Novembro de 2018

ii

Agradecimentos

Gostaria de agradecer ao Eng. Ricardo Spencer pela oportunidade de integração neste

projeto, por todo o seu apoio, transmissão de conhecimentos e disponibilidade durante todo o

estágio.

À Professora Helena Pinheiro pelo seu interesse genuíno neste projeto, a sua

disponibilidade e auxílio ao longo destes meses que possibilitaram a concretização deste

trabalho.

Agradeço à Professora Ana Cristina Viegas pelo seu apoio na realização dos testes

microbiológicos.

Quero também agradecer à equipa Unibio Lda, em particular às minhas colegas de

laboratório Inês e Diana com quem tive a oportunidade de partilhar esta experiência.

Aos meus amigos, que estiveram presentes e me acompanharam ao longo do meu

percurso académico o meu muito obrigado pela vossa amizade e apoio.

Agradeço à minha família e ao meu namorado todo o apoio e motivação, principalmente,

nos momentos mais difíceis. Em especial, aos meus pais pelo seu apoio incondicional porque

sem eles seria impossível ter concluído mais esta importante etapa!

iii

Resumo

A consciencialização ambiental das empresas e fornecedores cosméticos, devido à

procura e preocupação por parte dos seus consumidores de produtos sustentáveis e benéficos

para a saúde, impulsionou o crescimento da cosmética biológica [1]. Este trabalho acompanhou

essa tendência, tendo o seu objetivo sido o desenvolvimento da formulação de um champô

orgânico, designadamente biológico.

O projeto incorporou o desenvolvimento de dois tipos de champôs, direcionados para

cabelo oleosos e cabelos secos. Obteve-se uma formulação final para cabelos secos enquanto

a formulação para cabelos oleosos necessita ainda de desenvolvimento adicional. No caso do

champô para cabelos oleosos, as formulações estudadas integraram como ingrediente chave a

argila, mas como alternativa testou-se também a aplicação de carvão ativado e infusão de urtiga.

A conexão entre os dois champôs foi criada pela presença de azeite e alecrim em ambas as

constituições.

Para a avaliação do desempenho e estabilidade das formulações estudadas foram

aplicados testes de estabilidade por centrifugação, de formação de espuma, de estabilidade

microbiológica e estabilidade de congelamento/ descongelamento. Para além disso, as

características visuais, viscosidade e pH foram avaliados ao longo do processo e do

armazenamento das formulações.

Relativamente aos testes microbiológicos, aplicados na formulação final após produção,

os resultados evidenciaram contaminações apenas nas duas amostras sem conservante, com

valores acima de 418 e 667 UFC/g, respetivamente. Na repetição dos testes, após

armazenamento, os testes não indicaram qualquer contaminação.

Palavras-chave: formulação, champô, biológico, cabelo, seco, oleoso

iv

Abstract

The interest in organic cosmetics has expanded, due to the demand by the consumers

for sustainable and health-friendly products, promoting of biological cosmetics [1]. This work

follows this trend thus its objective was the development of a formulation of an organic shampoo,

namely biological.

The project incorporated the development of two different types of shampoos, targeting

oily hair and dry hair. A final formulation for dry was established, while the oily hair formulation

still needs further development. In the case of the oily hair shampoo, the formulations studied

integrated clay as a key ingredient, but as an alternative the application of activated charcoal and

nettle infusion was also tested. The connection between the two shampoos was created through

the presence of olive oil and rosemary in both formulations.

For the evaluation of the performance and stability of the formulations, stability tests

were applied, including centrifugation, foam formation, microbiological contamination and

freeze/unfreeze tests. Throughout the development process, visual characteristics, viscosity and

pH were also analyzed as well as during storage formulations.

Regarding the microbiological tests applied to the final formulation immediately after

production, the results showed contamination only in the two samples without preservative with

values above 418 and 667 CFU / g, respectively. In the repetition of the tests, after storage, the

results did not indicate any contamination.

Keywords: formulation, shampoo, biological, hair, dry, oily

v

Índice Geral

Agradecimentos ................................................................................................................. ii

Resumo ............................................................................................................................ iii

Abstract ............................................................................................................................. iv

Índice Geral ...................................................................................................................... v

Lista de Abreviaturas ....................................................................................................... vii

Glossário ......................................................................................................................... viii

Lista de Tabelas ............................................................................................................... ix

Lista de Figuras ............................................................................................................... xii

1. Enquadramento e Objetivos ......................................................................................... 1

2. Introdução ..................................................................................................................... 2

2.1 Fisiologia do cabelo ................................................................................................ 2

2.1.1 Estrutura ........................................................................................................... 2

2.2.2 Composição Química ....................................................................................... 4

2.2.3 Ciclo de Crescimento ....................................................................................... 5

2.2.4 Tipos de cabelo ................................................................................................ 6

2.2.5 Sujidade ........................................................................................................... 8

2.2 Cosmética capilar: champô ............................................................................... 9

2.2.1 Constituição geral............................................................................................. 9

2.2.2 Funcionamento geral...................................................................................... 10

2.2.3 Formulação: ingredientes e funções .............................................................. 11

2.3 Tendências Sustentáveis ...................................................................................... 17

2.3.3 Produtos biológicos no mercado .................................................................... 21

3. Materiais .................................................................................................................. 22

3.1 Ingredientes das Formulações ........................................................................ 22

3.2 Equipamento ................................................................................................... 24

4. Métodos ................................................................................................................... 26

4.1 Formulações com SCI ..................................................................................... 26

4.1.1 Formulação para cabelos oleosos ................................................................. 26

4.1.2 Formulação para cabelos secos .................................................................... 28

vi

4.2 Formulação com MG-60 ....................................................................................... 31

4.3 Avaliação das amostras ........................................................................................ 32

4.3.1 Características Visuais ................................................................................... 32

4.3.2 Viscosidade .................................................................................................... 32

4.3.3 Avaliação em cabelo natural .......................................................................... 32

4.3.4 Leitura e ajuste de pH .................................................................................... 34

4.3.5 Centrifugação ................................................................................................. 34

4.3.6 Teste de Espuma ........................................................................................... 35

4.3.7 Teste Microbiológico ...................................................................................... 35

4.3.8 Teste de Congelamento/Descongelamento ................................................... 36

5. Champôs: duas propostas de linha de produção .................................................... 36

5.1 Seleção de ingredientes ....................................................................................... 36

5.2 Linha MG-60 ......................................................................................................... 42

5.3 Linha SCI .............................................................................................................. 46

6. Resultados e Discussão .......................................................................................... 47

6.1 Formulação para cabelos oleosos ........................................................................ 49

6.1.1 Avaliação em cabelo natural .......................................................................... 57

6.2 Formulação para cabelos secos ........................................................................... 59

6.2.2 Avaliação em cabelo natural .......................................................................... 66

6.3 Testes adicionais às formulações ......................................................................... 70

7. Conclusões e recomendações ................................................................................ 77

8. Referências Bibliográficas ....................................................................................... 78

Anexo I ............................................................................................................................ 82

Anexos II ......................................................................................................................... 83

vii

Lista de Abreviaturas

ALS: Ammonium lauryl sulfate

APG: Alkyl poly glucoside

BCI: Biorenewable carbon index

DEA: Diethanol amide

HLB: Hydrophile-Lipophile Balance

INCI: International Nomenclature of Cosmetic Ingredients

KAPs: Keratin associated proteins

MG-60: Maltooligosyl glucoside glucoside/hydrogenated starch hydrolysate

SCI: Sodium Cocoyl Isethionate

SLES: Sodium lauryl ether sulfate

SLG: Sodium lauroyl glutamate

SLS: Sodium lauryl sulfate

viii

Glossário

Área protuberante do folículo: parte adjacente da bainha radicular externa, que fornece

o ponto de inserção do músculo eretor do pelo e delimita a parte inferior da porção permanente

de folículos pilosos

Emulsão: dispersão fina de um líquido ou semi-sólido num segundo líquido com o qual

a primeira substância não é miscível. Geralmente, a água é uma das fases enquanto a outra fase

corresponde a uma substância oleosa. Emulsões de óleo em água são identificadas como O/W

e o inverso, água em óleo, como W/O [2].

Emulsionante: é a chave para a produção de uma emulsão estável, existem três tipos

principais destes estabilizadores: tensioativos monoméricos, polímeros e partículas. As suas

funções principais são a redução da tensão interfacial, possibilitando a formação de gotículas

com uma energia de superfície menor, e fornecer estabilidade coloidal à gotícula, pela criação

de repulsão elétrica ou estérica com a fase contínua [2].

Hidrolato: é o subproduto do condensado da destilação a vapor ou com água do material

vegetal durante o processo de extração do óleo essencial [3].

Humectante: ingrediente cosmético com capacidade elevada de absorção de água,

aplicados para aumentar e manter o teor de água das camadas superiores da pele e também do

cabelo [4].

HLB: é o balanço hidrófilo/lipofílico, o seu valor determina a afinidade dos emulsionantes

para água ou óleos. A escala tradicional, varia de 0 a 20, sendo que para <9 os emulsionantes

são classificados como lipofílicos (afinidade para a fase oleosa) e para >11 são hidrofílicos. Os

emulsionantes O/W encontram-se na gama de 8-18 e os W/O entre 4-6 [2].

Parabenos: são um grupo de produtos químicos, ésteres alquílicos dos ácidos p-

hidroxibenzóicos, utilizados individualmente ou em mistura como conservantes em produtos

cosméticos [5].

Pelo“club”: Pelo cuja raiz é rodeada por um alargamento bulboso constituído por células

queratinizadas, preliminar à queda habitual de cabelo do folículo [6].

ix

Lista de Tabelas

Tabela 1- Quadro síntese das partes constituintes duma formulação base de um champô

biológico [23]. .............................................................................................................................. 11

Tabela 2- Quadro síntese dos tipos tensioativos e alguns exemplos. Adaptado de [21] e

[7] ................................................................................................................................................. 13

Tabela 3- Síntese dos critérios aplicados entidades certificadoras ECOCERT, COSMOS

e NATRUE na avaliação de produtos finalizados naturais/biológicos, biológicos e naturais.

NA/NM: não aplicável ou não mencionado. ................................................................................ 18

Tabela 4- Lista de tensioativos aniónicos sintéticos e naturais aplicados na formulação

cosmética do cabelo [20]. ............................................................................................................ 20

Tabela 5- Ingredientes das fases aquosa, espessante, de tensioativos e de ativos

aplicados nas formulações com respetivas gamas recomendadas. ........................................... 22

Tabela 6- Ingredientes das fases oleosa, fragância e estabilizante aplicados nas

formulações com respetivas gamas recomendadas. .................................................................. 23

Tabela 7- Equipamentos utilizados na produção das formulações do champô ............. 24

Tabela 8- Tempos de homogeneização nas formulações em pequena e grande escala.

..................................................................................................................................................... 31

Tabela 9- Escala de avaliação da viscosidade das amostras de champô produzidas. . 32

Tabela 10- Escala geral representativa dos níveis qualitativos aplicados nos parâmetros

avaliados no desempenho das amostras de champô no cabelo natural do laboratório. ............ 33

Tabela 11- Escala representativa do parâmetro do volume de espuma formado na

avaliação do desempenho de cada amostra do champô, incluindo fotografias que ilustram os

valores extremos e médios. ........................................................................................................ 34

Tabela 12- Formulação incompleta utilizada como base na produção dos champôs,

desenvolvida em estudos anteriores realizados na Unibio Lda. Os valores de concentração (%)

são dados pelas gamas utilizadas nas formulações. .................................................................. 37

Tabela 13- Informação relevante sobre os emulsionantes estudados; NF- não facultado.

..................................................................................................................................................... 41

Tabela 14- Concentrações dos tensioativos rearranjadas a partir da formulação base e

aplicadas nas amostras desenvolvidas, desde o teste 2A a 2E. Os valores de concentração (%)

são dados pelas gamas utilizadas nas formulações. .................................................................. 43

Tabela 15- Quadro síntese das concentrações de MG-60 e da fase espessante (glycerin

e acacia gum e xanthan xum) aplicadas nas diferentes formulações do champô. Os valores de

concentração (%) são dados pelas gamas utilizadas nas formulações. .................................... 43

x

Tabela 16- Formulações das amostras relevantes no estudo da eficácia da base de

limpeza e fase espessante associada para uma reologia aceitável. Os valores de concentração

(%) são dados pelas gamas utilizadas nas formulações. ........................................................... 48

Tabela 17- Formulações das amostras relevantes após introdução de ativos. As

amostras sublinhadas mostraram-se instáveis. Os valores de concentração (%) são dados pelas

gamas utilizadas nas formulações. ............................................................................................. 49

Tabela 18- Formulações das amostras relevantes após adição do azeite. As amostras

sublinhadas mostraram-se instáveis. Os valores de concentração (%) são dados pelas gamas

utilizadas nas formulações. ......................................................................................................... 51

Tabela 19- Formulações de champôs para cabelos oleosos com argila, todas instáveis.

Os valores de concentração (%) são dados pelas gamas utilizadas nas formulações. ............. 53

Tabela 20- Formulações de champôs para cabelos oleosos com carvão ativado, todas

estáveis. Os valores de concentração (%) são dados pelas gamas utilizadas nas formulações.

..................................................................................................................................................... 54

Tabela 21- Formulações com infusão de urtiga 10%. As amostras sublinhadas

mostraram-se instáveis. Os valores de concentração (%) são dados pelas gamas utilizadas nas

formulações. ................................................................................................................................ 56

Tabela 22- Formulações das amostras de champô para cabelos secos com dois

emulsionantes em estudo: Cetearyl Alcohol, Cetyl Palmitate, Sorbitan Palmitate, Sorbitan Oleate

e Polyglyceryl-3 Methylglucose Distearate. As amostras sublinhadas mostraram-se instáveis. Os

valores de concentração (%) são dados pelas gamas utilizadas nas formulações. ................... 60

Tabela 23- Avaliação do desempenho de amostras para cabelos secos dadas a

experimentar a diferentes indivíduos para uma lavagem (10 a 15 g). ........................................ 62

Tabela 24- Formulações das amostras de cabelos oleosos com dois emulsionantes em

estudo: Polyglyceryl-3 Distearate; Glyceryl Stearate Citrate e Sucrose Stearate. As amostras

sublinhadas mostraram-se instáveis. Os valores de concentração (%) são dados pelas gamas

utilizadas nas formulações. ......................................................................................................... 63

Tabela 25- Formulação final do champô para cabelos secos (amostra 5M). Os valores

de concentração (%) são dados pelas gamas utilizadas nas formulações. ............................... 65

Tabela 26- Resultados de monotorização pH nas amostras 5M e 5N. ......................... 71

Tabela 27- Resultados obtidos na centrifugação das amostras de cabelos oleosos.

Estável: ✓; Instável: . ................................................................................................................. 71

Tabela 28- Resultados obtidos na centrifugação das amostras de cabelos secos. Estável:

✓; Instável: . ............................................................................................................................... 72

Tabela 29- Resultados dos testes de espuma. .............................................................. 72

xi

Tabela 30- Dados relativos à massa das amostras e densidade das respetivas soluções

analisadas na primeira data dos testes microbiológicos realizados. .......................................... 75

Tabela 31- Dados relativos à massa das amostras e densidade das respetivas soluções

analisadas na segunda data dos testes microbiológicos realizados após 2 meses de

armazenamento........................................................................................................................... 76

Tabela 32- Massa das amostras avaliadas no teste de congelamento/descongelamento.

..................................................................................................................................................... 76

xii

Lista de Figuras

Figura 1- Esquema da constituição do cabelo [11]. ......................................................... 2

Figura 2- Imagem esquemática do folículo piloso em corte longitudinal [14]. ................. 3

Figura 3- Esquema da constituição da haste do cabelo. ................................................. 4

Figura 4- Representação da estrutura química da queratina [17]. ................................... 5

Figura 5- Esquema do processo de crescimento do cabelo: anagénese, catagénese e

telogénese [18]. ............................................................................................................................. 6

Figura 6- Classificação dos tipos de cabelo pelo seu formato segundo Andre Walker

(adaptado de [19]). ....................................................................................................................... 7

Figura 7- Esquema representativo da porosidade no cabelo: porosidade baixa (esquerda)

e porosidade elevada (direita) [7]. ................................................................................................. 8

Figura 8- Esquema representativo da constituição dos elementos básicos de um champô.

....................................................................................................................................................... 9

Figura 9- Estrutura química de algumas classes de tensioativos: (A) sulphonates-

isethionates (Exemplo: SCI); (B) carboxylates- acyl sarcosinates (Exemplo: sodium lauryl

sarcosinate); (C) Alkyl polyglucosides (Exemplo: lauryl glocuside); (D) sulfates-alkyl ether

(Exemplos: SLS, SLES). ............................................................................................................. 13

Figura 10- Etiquetas representativas da NATRUE, ECOCERT e COSMOS. ................ 18

Figura 11- Embalagens de papel reciclado utilizadas nos produtos cosméticos da Seed

phytonutrients [35]. ...................................................................................................................... 21

Figura 12- Apresentação da fase dos tensioativos com uma textura extramente cremosa,

género “claras em castelo”. ......................................................................................................... 26

Figura 13- Processo de agitação e aquecimento da mistura de tensioativos no banho

termostático a 75 º C. .................................................................................................................. 27

Figura 14- Diagrama de blocos ilustrativo do procedimento experimental da formulação

de um champô com argila para cabelos oleosos. ....................................................................... 27

Figura 15- Etapa de coação da infusão de urtiga a 10 %. ............................................. 28

Figura 16- Agitação após a 1ª homogeneização, incluindo a fase aquosa e a fase oleosa.

..................................................................................................................................................... 29

Figura 17 - Diagrama de blocos ilustrativo do procedimento experimental da formulação

de um champô para cabelos secos. ........................................................................................... 30

Figura 18- Processo de aquecimento da fase oleosa e aquosa no aumento de escala

com placa de aquecimento a 160 º C. ........................................................................................ 30

xiii

Figura 19- Diagrama de blocos ilustrativo do procedimento experimental da formulação

com MG-60. ................................................................................................................................. 31

Figura 20- Amostra de cabelo utilizada nos testes de avaliação do desempenho das

amostras produzidas. .................................................................................................................. 33

Figura 21- Pedra de bolhas de aquário (AIR KIT, SYSTEMA). ..................................... 35

Figura 22- Estrutura de decyl glucoside (A) e coco-glucoside (B). R= resíduo da cadeia

alquil de álcoois alifáticos; n = número de monómeros de glucose [51]. .................................... 38

Figura 23- Estrutura química de cocamidopropyl betaine [64]. ...................................... 38

Figura 24- Estrutura química do glyceryl oleate [65]. ..................................................... 38

Figura 25- Estrutura química do sodium PCA [66]. ........................................................ 39

Figura 26- Estrutura química do pantenol. ..................................................................... 39

Figura 27-Estrutura química do MG-60. ......................................................................... 42

Figura 28- Gráfico representativo dos parâmetros avaliados em termos de aspeto físico

e de aplicação das amostras com MG-60 em estudo. ................................................................ 44

Figura 29- Amostras de MG-60 produzidas: 2A,2B, 2C, 2D e 2E .................................. 44

Figura 30- Gráfico dos resultados obtidos na avaliação das características da espuma

criada por cada amostra com MG-60 testada no cabelo do laboratório. .................................... 45

Figura 31- Resultados da avaliação da espuma no cabelo das amostras 2A, 2D e 2E,

respetivamente da esquerda para a direita. ................................................................................ 45

Figura 32- Gráfico dos resultados obtidos na avaliação do cabelo molhado das amostras

com MG-60 testada no cabelo do laboratório. ............................................................................ 45

Figura 33- Gráfico dos resultados obtidos na avaliação do cabelo seco das amostras com

MG-60 testada no cabelo do laboratório. .................................................................................... 46

Figura 34- Estrutura química do SCI (RCO-representa os ácidos gordos derivados do

coco). ........................................................................................................................................... 46

Figura 35- Amostras 1B e 1F com os seus respetivos resultados na avaliação da espuma

no cabelo do laboratório. ............................................................................................................. 48

Figura 36- Amostra 4D não homogénea. ....................................................................... 50

Figura 37- Amostras 4Q e 4Y. ........................................................................................ 51

Figura 38- Amostras formuladas com argila de 4U a 4V5, respetivamente. ................. 52

Figura 39- Amostra 4W2 com carvão ativado após 9 dias da produção. ...................... 55

Figura 40- Evolução da cor da amostra 4X: 1º, 2º e 3º dia, respetivamente. ................ 55

Figura 41- Amostra 4A no final da produção. ................................................................. 57

xiv

Figura 42- Gráfico representativo dos parâmetros avaliados em termos de aspeto físico

e de aplicação das amostras de champô para cabelos oleosos em estudo. ............................. 57

Figura 43- Gráfico dos resultados obtidos na avaliação das características da espuma

criada por cada amostra de champô para cabelos oleosos testada no cabelo do laboratório. .. 58

Figura 44- Resultados da avaliação da espuma no cabelo das amostras 4A, 4B, 4K e 4Q,

respetivamente da esquerda para a direita. ................................................................................ 58

Figura 45- Gráfico dos resultados obtidos na avaliação das características no cabelo

molhado por cada amostra de champô para cabelos oleosos testada no cabelo do laboratório.

..................................................................................................................................................... 59

Figura 46- Gráfico dos resultados obtidos na avaliação do cabelo seco das amostras de

champô para cabelos oleosos testada no cabelo do laboratório. ............................................... 59

Figura 47- Amostra 5B após uma semana de armazenamento. ................................... 61

Figura 48- Amostra 5H após 1 dia da produção. ........................................................... 64

Figura 49- Tentativa de dispersão de Sucrose Stearate nos óleos quentes com formação

de uma massa sem todos os óleos incorporados. ...................................................................... 64

Figura 50-Mistura da fase aquosa e oleosa no aumento de escala, antes da

homogeneização. ........................................................................................................................ 66

Figura 51- Amostras de cabelos secos testadas no cabelo do laboratório. .................. 66

Figura 52- Gráfico representativo dos parâmetros avaliados em termos de aspeto físico

e de aplicação das amostras de champô para cabelos secos em estudo. ................................ 67

Figura 53- Resultados da avaliação da espuma no cabelo das amostras 5A, 5E, 5M e

5N, respetivamente da esquerda para a direita. ......................................................................... 67

Figura 54- Gráfico dos resultados obtidos na avaliação das características da espuma

criada por cada amostra de champô para cabelos secos testada no cabelo do laboratório. ..... 67

Figura 55- Gráfico dos resultados obtidos na avaliação das características no cabelo

molhado por cada amostra de champô para cabelos secos testada no cabelo do laboratório. . 68

Figura 56- Gráfico dos resultados obtidos na avaliação das características no cabelo

seco por cada amostra de champô para cabelos secos testada no cabelo do laboratório. ....... 68

Figura 57- Gráfico de avaliação da amostra 5J dada a testar em diferentes indivíduos.

Escala sensação ao toque: 1- Seco; 10- Suave. ........................................................................ 69

Figura 58- Gráfico de avaliação da amostra 5M e 5N dada a testar em diferentes

indivíduos. ................................................................................................................................... 69

Figura 59- Resultados da monotorização de pH nas amostras 1B,4A e 5A .................. 70

xv

Figura 60 Resultados da centrifugação das amostras instáveis de champô para cabelos

oleosos (4N,4U,4V,4V4,4Y) e da amostra 4X2. .......................................................................... 71

Figura 61- Resultados da centrifugação das amostras 5B,5C,5D,5L e 5L repetição. ... 72

Figura 62- Resultados antes (fotografias acima) e após o teste (fotografias abaixo) de

espuma. ....................................................................................................................................... 73

Figura 63- Evolução da avaliação microbiológica da amostra 5N1 sem conservante.

(estudo logo após produção) ao longo dos 11 dias de incubação a 30 º C. Lado 1: Contagem

total de microrganismos; Lado 2: Contagem de fungos/leveduras. ............................................ 74

Figura 64- Evolução da avaliação microbiológica da amostra 5N2 sem conservante

(estudo logo após produção) ao longo dos 11 dias de incubação a 30 º C Lado 1: Contagem total

de microrganismos; Lado 2: Contagem de fungos/leveduras. .................................................... 74

Figura 65- Resultados de todas as amostras estudadas (lado 1: contagem total de

microrganismos e lado 2: contagem de fungos e leveduras) após armazenamento no 11º dia do

teste microbiológico realizado após 2 meses de armazenamento. Disposição de 5N1 0% a

5N2 100%. ................................................................................................................................... 75

Figura 66- Resultados finais dos testes de congelamento e descongelamento após 3

ciclos completos. ......................................................................................................................... 76

1

1. Enquadramento e Objetivos

O presente projeto tem como principal objetivo o desenvolvimento de um champô biológico,

tendo em conta as necessidades atuais dos consumidores devido a uma maior consciencialização

ecológica. Deste modo, o desafio foi determinar uma formulação base que possibilitasse a criação de

uma gama de champôs para os diferentes tipos de cabelo com ausência de sulfatos, silicones e

corantes e ainda padrões de cosmética biológica.

A Unibio Lda é uma empresa de cosméticos biológicos portuguesa em crescimento, com uma

filosofia ecológica baseada nos padrões de cosmética biológica. A máxima da empresa é eleger a

qualidade dos seus produtos mediante ingredientes com origem biológica certificada e de excelência.

O desenvolvimento dos seus produtos, atualmente, engloba a área de cosméticos de higiene e cuidado

pessoal. O projeto insere-se, especificamente, na área cosmética de cabelo, surgindo como resposta

às exigências e procura dos clientes.

Neste projeto, a estratégia da empresa passava por estudar a aplicabilidade de dois

ingredientes chave, Sodium Cocoyl Isethionate (SCI) e Maltooligosyl glucoside glucoside/hydrogenated

starch hydrolysate (MG-60), na formulação do champô.

Estes dois prominentes tensioativo e co-tensioativo, respetivamente, foram selecionados

devido às suas excelentes características em termos de lavagem, formação de espuma e no cuidado

do cabelo e couro cabeludo. Ponderou-se a criação de duas linhas distintas de champôs,

caracterizadas por cada um destes ingredientes. No entanto, no decorrer das formulações e testes no

cabelo, tanto em pessoas como na amostra de cabelo disponível no laboratório, verificou-se que as

formulações com SCI apresentavam melhores resultados no seu desempenho levando a que se

delineasse apenas uma linha de champôs.

A formulação inicial do champô foi baseada no trabalho já iniciado na empresa. O primeiro

desafio do projeto foi desenvolver uma formulação estável com um desempenho aceitável segundo a

perspetiva do consumidor. Esta etapa inicial consistiu na determinação da base de limpeza do champô.

De seguida, trabalhou-se a viscosidade para encontrar a textura adequada para o produto mediante a

conjugação dos constituintes da fase espessante.

A terceira etapa foi a introdução de ativos consoante a necessidade no tipo de cabelo a aplicar,

seco ou oleoso, encontrando o equilíbrio. No caso do champô para cabelos secos, o desafio extra e

última etapa, foi conseguir obter uma combinação de óleos e emulsionante que resultasse numa

emulsão estável e por conseguinte uma formulação finalizada. Existem ingredientes comuns que

definem a linha capilar: alecrim e azeite.

Além da criação do produto em si, foram desenvolvidas novas metodologias na análise do

desempenho do champô tais como testes de espuma, estudos de estabilidade que incluíram testes

microbiológicos, centrifugação e congelamento/ descongelamento.

A produção de um champô, tal como qualquer tipo de cosmético, requer um conhecimento

prévio da área do corpo onde vai atuar. Para além disso, é necessário compreender o próprio produto

2

em si, de maneira a obter uma formulação indicada para a finalidade desejada. Desta forma, este

trabalho está organizado numa introdução que incorpora informação teórica acerca da constituição e

características tanto do cabelo como do próprio champô. Apresenta-se ainda uma contextualização das

tendências que existem atualmente dentro do mercado cosmético, mais precisamente no caso dos

champôs. De seguida, são exibidos os materiais utilizados e todos os métodos aplicados desde

procedimentos relativos a formulações até aos respetivos testes de avaliação realizados. Existe depois

um capítulo que detalha o trabalho desenvolvido através das duas possíveis linhas de champô, com os

dois ingredientes chave mencionados anteriormente. Seguem-se os resultados obtidos com a respetiva

análise e discussão. Por fim, são evidenciadas as conclusões deduzidas através do desenvolvimento

deste projeto.

2. Introdução

2.1 Fisiologia do cabelo

Os seres humanos têm o seu corpo coberto por pelos tal como é característico dos mamíferos,

exceto determinadas áreas tais como solas dos pés, lábios, palmas das mãos e genitais [7]. Existem

no nosso corpo, aproximadamente, 5 milhões de pelos foliculares, dos quais 100 000 são localizados

no couro cabeludo [8].

As funções dos pelos baseiam-se na proteção do corpo contra fatores externos tais como calor,

frio, lesões, luz solar, secura e impactos. Além disso, são responsáveis pela produção de feromonas,

suor, sebo e contribuem ainda na termorregulação [7].

A classificação dos pelos é feita em duas categorias: terminais e velos. Os primeiros são mais

pigmentados e estão presentes no couro cabeludo, sobrancelhas, áreas púbicas e barba enquanto os

outros são mais finos, curtos, translúcidos e cobrem as restantes partes do corpo [7]

2.1.1 Estrutura

O cabelo é constituído por duas partes distintas, um segmento vivo que fica localizado debaixo

da pele denominado raiz ou folículo e o eixo, também designada haste, que fica exposto ao exterior [9]

(Figura 1). O desenvolvimento, crescimento e coloração do eixo capilar resultam de uma intensa

atividade bioquímica e metabólica que se desenvolve na raiz do cabelo [10] .

Figura 1- Esquema da constituição do cabelo [11].

3

O folículo piloso (Figura 2) é um mini órgão com capacidade de autorrenovação [7], começa na

superfície da epiderme e estende-se até à derme profunda. Encontra-se subdivido em três secções: o

infundíbulo, o istmo e o segmento ou folículo inferior [12]. O infundíbulo é a porção superior, desde a

superfície da epiderme até à abertura do canal sebáceo. É na parte superior do infundíbulo que os

detritos queratinizados são removidos e o sebo pode fluir para o exterior. [13]. A área compreendida

entre a abertura do canal sebáceo e a protuberância onde se dá a inserção do músculo eretor do pelo

corresponde ao istmo [12]. O segmento inferior que se estende até à base do folículo inclui o bulbo

capilar. Este por sua vez, incorpora a papila dérmica cuja função é a nutrição e crescimento dos

cabelos, e também a matriz capilar onde ocorre a proliferação dos queratinócitos e o processo de

melanogénese responsável pela coloração do eixo do cabelo. As células da matriz dividem-se a cada

39 horas para dar origem a células filhas, que empurradas pelo nascimento de novas células, se

queratinizam na parte superior dando origem ao eixo capilar. Existe uma atividade mitótica intensa que

se traduz num crescimento médio de cabelo de 0,35 mm/dia [13].

Figura 2- Imagem esquemática do folículo piloso em corte longitudinal [14].

A raiz do cabelo tem associados outros componentes tais como, o músculo eretor, que é

responsável por manter o cabelo em pé, encontra-se ligado ao bulbo e rodeado por células nervosas

que o estimulam em resposta a mudanças de condições ambientais [12]. As glândulas sebáceas, estão

carregadas de lípidos e são as responsáveis pela produção de sebo, o qual é excretado na superfície

do couro cabeludo, lubrificando o cabelo [13] e providenciando à pele uma barreira hidrofóbica que

confere uma possível proteção [8].

Relativamente ao eixo do cabelo, é a parte exterior que está visível e presente no couro

cabeludo, e trata-se de um tecido morto. Daí o facto de ao cortar o cabelo não existir qualquer tipo de

dor uma vez as suas células estão efetivamente mortas. A sua constituição é composta por 3

componentes (Figura 3 [15]) :

• Cutícula: parte exterior da haste, constituída por uma fila única de células achatadas

que se sobrepõem. Funciona como uma barreira na penetração dos ingredientes

4

cosméticos diretamente na parte central do cabelo, protege também a haste de

degradação e auxilia na sua sustentação durante as fases de crescimento. É através

desta parte que se tem a perceção do estado do cabelo em termos de toque e

sensação.

• Córtex: camada mais grossa do cabelo, providencia flexibilidade, forma, resistência e

força. Além disso, é nesta área que se encontra a maioria dos pigmentos que conferem

a cor ao cabelo.

• Medula: núcleo da haste, consiste numa camada frágil, suave e quase invisível. Nem

todos os cabelos no couro cabeludo possuem este constituinte, variando de mecha

para mecha também como de indivíduo para indivíduo. A sua função ainda não é bem

conhecida, mas pondera-se que tem um papel no envelhecimento e despigmentação

do cabelo [7].

Figura 3- Esquema da constituição da haste do cabelo.

Além dos componentes referidos, o cabelo é envolvido pela camada epidérmica designada

bainha radicular, dividida em interna e externa. Esta última, envolve a bainha interna e toda a estrutura

do cabelo desde o folículo à haste. A bainha radicular interna consiste no revestimento de três camadas

de células que envolve a cutícula, cuja importância se concentra na modelação do eixo ao longo do

seu crescimento a partir da matriz [8].

2.2.2 Composição Química

O cabelo humano é um tecido complexo que apresenta na sua composição proteínas, água,

lípidos, oligoelementos e pigmentos. Apresenta na sua superfície uma carga positiva. As proteínas são

o seu maior constituinte com teores entre 65 e 95 % [10]. Estima-se que 80 % da massa total da fibra

de cabelo é composta por queratina [16], evidenciando a supremacia desta proteína.

A queratina (Figura 4) é um dos mais importantes biopolímeros em animais, membro da

superfamília dos filamentos intermédios e possui uma estrutura molecular helicoidal [16]. O cabelo

humano tem uma maior capacidade de absorção de água quando comparado a óleos, devido à

afinidade que a queratina tem por água. A queratina consegue absorver mais de 40 % do seu próprio

peso em água [7]. A maioria da queratina no cabelo é dura e dos tipos I a e II a, encontrando-se

agregada em macrofibrilas impregnadas em material proteico composto por keratin associated proteins

(KAPs) [16].

5

Figura 4- Representação da estrutura química da queratina [17].

As propriedades físicas da fibra capilar estão inteiramente conectadas com as interações entre

os seus componentes morfológicos, especificamente, aquelas que estabilizam a estrutura

macromolecular das queratinas. A ocorrência destas interações físico-químicas acontece dentro e entre

cadeias de queratina, nas próprias KAPs e ainda entre queratina e KAPs. Podem variar entre ligações

covalentes tais como dissulfureto e peptídicas, a interações mais fracas como pontes de hidrogénio,

interações hidrofóbicas, forças de Coulomb e de Van der Waals. As pontes de dissulfureto são a

principal ligação covalente, conferindo grande estabilidade química. As ligações polares, que são

facilmente quebradas com água, apesar de serem mais fracas explicam o comportamento físico do

cabelo em relação à sua dependência da humidade [16].

2.2.3 Ciclo de Crescimento

O processo de crescimento do cabelo é contínuo e cíclico, dividindo-se em fases de

crescimento, regressão e repouso. A duração das fases varia consoante a idade, nutrição e estado

hormonal [7]. Em termos de razões do ciclo de crescimento (Figura 5), é na fase de anagénese que a

maioria dos cabelos se encontra (85-95%). A fase de telogénese representa entre 10 e 15% e a

catagénese apenas 1% [8].

A anagénese corresponde à fase de crescimento que ocorre quando uma nova haste de cabelo

está em desenvolvimento. Para o cabelo esta fase pode durar entre 2 e 6 anos [8]. É a única fase em

que o segmento inferior do folículo está envolvido. A sinalização do início desta fase é feita pela papila

dérmica, através da marcação das células estaminais epiteliais multipotentes presentes na área

protuberante do folículo. Uma vez estimuladas estas células, o segmento inferior tem capacidade de

crescer para baixo, originando o bulbo em torno da papila. A partir desse momento, a papila sinaliza as

células da matriz para proliferarem, diferenciarem e crescerem para cima, gerando um novo cabelo

[12].

Após a fase de crescimento segue-se a fase de transição ou regressão denominada

catagénese [12]. Durante esta etapa a divisão celular na matriz cessa, há um corte do fornecimento

proveniente dos vasos sanguíneos [7] e o segmento inferior do folículo piloso começa a regredir. Após

a queratinização do presumível pelo “club”, os filamentos epiteliais começam a involuir e a encurtar. De

seguida a papila dérmica condensa, movimenta-se para cima e fica alojada abaixo da área protuberante

do folículo [12].Todos estes eventos impulsionam o movimento ascendente do cabelo, que não cai e

6

permanece no lugar até à próxima fase. Dentro do ciclo é a fase com menor duração, tendo um período

de 2 a 3 semanas [7].

A fase final, designada telogénese, é essencialmente constituída por pelos “club” que

permanecem no couro cabeludo. Este género de cabelo é caracterizado pelo facto de ter um nó duro

e branco no final da sua extremidade [12]. A etapa, tipicamente, dura entre 3 a 5 meses. No final da

mesma, inicia-se o desenvolvimento de um novo cabelo na zona inferior, enfraquecendo as células que

funcionam como âncora do pelo “club” e assim o cabelo cai facilmente do couro cabeludo. É comum

uma pessoa, em média, perder diariamente cerca de 100 pelos “club” [7].

Figura 5- Esquema do processo de crescimento do cabelo: anagénese, catagénese e telogénese [18].

2.2.4 Tipos de cabelo

O cabelo é um atributo físico que manifesta a diversidade humana permitindo uma

diferenciação devido seu tamanho, espessura, volume, cor ou formato. O mundo cosmético não possui

um sistema de classificação de cabelo aceite globalmente [7].

Formato

A maioria dos artigos científicos de cuidados de cabelo fazem a classificação através dos

principais grupos étnicos: africano, asiático e europeu [8]. Dentro das classificações disponíveis, o

sistema desenvolvido por Andre Walker é o mais popular embora possa possuir algumas lacunas [7].

Nele estão categorizados 12 tipos de cabelos que funcionam como guia na formulação de produtos.

Estão estabelecidas 4 categorias principais de cabelo com a sua respetiva numeração: liso (1),

ondulado (2), encaracolado (3) e crespo (4). Subsequentemente, são cada uma dividida em

subcategorias de A a C exemplificadas na Figura 6.

7

Figura 6- Classificação dos tipos de cabelo pelo seu formato segundo Andre Walker (adaptado de [19]).

Textura

Neste caso a classificação do cabelo é executada em relação à espessura ou diâmetro do fio

de cabelo. O cabelo pode ser distinguido em fino, grosso e médio/normal.

O cabelo fino é mais frágil, apresenta menos estrutura proteica logo é mais propenso à quebra.

Por sua vez, o de espessura média já tem mais estrutura proteica e flexibilidade. O cabelo grosso tem

uma maior espessura, capacidade de manter caracóis e menor flexibilidade que os restantes tipos.

Resumidamente, a textura do cabelo traduz a força do cabelo [7].

Porosidade

A porosidade de um cabelo demonstra a capacidade de retenção de humidade que cada fio de

cabelo detém (Figura 7). Geralmente, esta capacidade é determinada geneticamente, contudo fatores

externos como exposição ambiental, aquecimento e modelagem do próprio cabelo podem influenciá-

la. O facto de ser poroso significa que o cabelo é permeável a fluidos [7]. A classificação do cabelo

pode ser feita em 3 categorias:

• Porosidade baixa: a cutícula é bem compactada e atua como uma forte barreira de

penetração, funcionando tanto como uma vantagem e desvantagem. Confere proteção,

mas torna difícil a perda de humidade e atuação dos produtos cosméticos. Pode ocorrer

mais facilmente acumulação de componentes no cabelo. No entanto, existe uma

sensação de suavidade ao toque neste tipo de cabelo.

• Porosidade elevada: a cutícula apresenta lacunas permitindo que os ingredientes

penetrem facilmente. O fio do cabelo é áspero ao toque, pode possuir um aspeto seco

e sem brilho, tem também dificuldade em reter humidade.

Crespo (4): caracóis

firmemente enrolados

a formato zig zag (Z)

Encaracolado (3):

caracóis soltos a

caracóis tipo “saco de

rolha”

Liso (1): fino e frágil a

espesso e pouco

abundante

Ondulado (2): fino e

pouco abundante a

grosso e frisado

8

• Porosidade média: uma categoria intermédia, que exibe características entre os dois

tipos de porosidade anterior. A cutícula é parcialmente aberta, a sensação do cabelo

ao toque é entre o macio e áspero e perda alguma humidade [7].

Figura 7- Esquema representativo da porosidade no cabelo: porosidade baixa (esquerda) e porosidade elevada (direita) [7].

Oleosidade

Neste caso a determinação do tipo de cabelo e couro cabeludo é baseada na produção de sebo

pela glândula sebácea. Este processo natural adiciona brilho e força ao fio de cabelo, mas o seu

funcionamento pode ser influenciado por fatores tais como alimentação, circulação sanguínea,

hormonas e envelhecimento [7]. Tendo como base de classificação a quantidade de sebo produzindo,

o cabelo divide-se nas seguintes categorias:

• Oleoso: há uma produção excessiva de sebo por parte das glândulas sebáceas,

tornando os cabelos escorridos e moles. Este tipo de cabelo pode resultar de um couro

cabeludo naturalmente oleoso ou devido a alterações hormonais.

• Misto: caracterizado por extremidades secas e crespas, com tendência a quebrar e

raízes oleosas. Neste caso, o excesso de sebo produzido é absorvido no couro

cabeludo devido a condições precárias no mesmo.

• Normal: um tipo de cabelo com boa aparência, flexível e brilhante. Resulta de um

equilíbrio da produção de sebo e uma vida saudável.

• Seco: aparência opaca e sem vida, com suscetibilidade à quebra. A causa mais comum

deste tipo de cabelo assenta na desidratação que pode ser provocada pela elevada

porosidade do fio de cabelo. Existe também uma desnutrição do cabelo [7].

2.2.5 Sujidade

Os géneros de sujidade que podem ser encontrados no cabelo incluem sebo, detritos de células

de pele e queratina, partículas sólidas do ar, minerais presentes na água ou fumo e ainda os próprios

resíduos que ficam alojados no couro cabeludo que resultam dos produtos aplicados no cabelo [7].

O sebo tal como referido anteriormente, é produzido naturalmente pelas glândulas sebáceas.

Apesar da sua função hidratante, ao ficar acumulado no cabelo e couro cabeludo causa sujidade e

possível mau cheiro. O couro cabeludo humano está constantemente a perder células mortas de pele,

tal como sucede no resto do corpo. No entanto, no caso específico do couro cabeludo existe o cabelo

que pode impedir a libertação destes detritos, causando a sua acumulação. Além disso, o suor formado

no couro cabeludo pode transportar compostos orgânicos ou minerais que podem ser também

9

acumulados. A nível ambiental, todos os poluentes no ar podem ficar alojados no cabelo e couro

cabeludo como, por exemplo, pó, fumo de tabaco ou hidrocarbonetos. A aplicação dos produtos de

cuidado de cabelo, com o tempo, pode criar uma camada de resíduos que ficam depositados mesmo

após o enxaguamento [20].

2.2 Cosmética capilar: champô

Em termos gerais, o champô é um produto de cuidado pessoal projetado para limpar a sujidade

e excesso de óleo do couro cabeludo e dos cabelos. Inicialmente inventado apenas com a única função

de limpeza, acabou por evoluir e a sua formulação tornou-se mais complexa e associada a uma maior

diversidade de funções [20]. O primeiro champô a utilizar tensioativos sintéticos em vez de sabão,

designado Drene, foi introduzido nos anos 30 [21].

Atualmente, o champô é um produto especializado concebido para as necessidades

específicas do consumidor. Estão disponíveis diversos tipos de champôs no mercado, com diferentes

propósitos como, por exemplo, realçar o corpo do cabelo, dar volume, conferir brilho, proteção de cor,

hidratação, reparação e fortificação do cabelo [20]. A projeção do champô passou então a ter como

demanda criar cabelos fortes, saudáveis e naturalmente bonitos.

A frequência de utilização deste género de produto tem vindo a aumentar ao longo das últimas

décadas, mas varia consoante a região [20]. Na Europa, em média o cabelo é lavado 3 vezes por

semana [22] e apenas 20 a 30 % da população o faz diariamente. Nos EUA já existe uma maior

utilização, acima de 80 %, e em alguns casos uma aplicação de 2 vezes ao dia. Na população japonesa

cerca de 90 % das pessoas utiliza champô diariamente. O uso de champô tornou-se uma parte

essencial da higiene diária [20].

2.2.1 Constituição geral

A formulação genérica do champô é divida em 3 categorias: a base de limpeza, os ingredientes

ativos e os funcionais (Figura 8). A maior fração do champô é composta pela base de limpeza, a qual

é formada por tensioativos e água. Embora a água possa ser substituída por um extrato ou hidrolato.

Os ingredientes ativos atuam no couro cabeludo e cabelo enquanto os funcionais modificam a textura,

aparência, fragância, sensação e estabilidade do champô [20].

Champô

Base de Limpeza

Ingredientes Funcionais

Ingredientes Ativos

Figura 8- Esquema representativo da constituição dos elementos básicos de um champô.

10

Base de Limpeza

A base de limpeza do champô é responsável, tal como o próprio nome indica, pela limpeza. É

constituída maioritariamente por água, no caso dos champôs sintéticos mais de 70 %. Para os champôs

biológicos, como funcionam com maior quantidade de tensioativos, a percentagem de água na sua

formulação será menor. Um champô nunca contém apenas um tensioativo, mas sim uma mistura de

vários. Normalmente, são utilizados tensioativos aniónicos, anfotéricos e não-iónicos. O efeito sinérgico

de mais do que um tensioativo instiga um melhor desempenho a uma menor concentração total de

tensioativos quando comparado com a utilização de um único tensioativo. Para obter uma base de

limpeza eficaz é necessário combinar convenientemente os tensioativos de modo a gerar uma espuma

de boa qualidade, realizar uma limpeza efetiva do cabelo e couro cabeludo e deixar uma sensação

agradável após aplicação [20].

Ingredientes Funcionais

Para aperfeiçoar a formulação dos champôs é necessário utilizar ingredientes que lhe confiram

as características esperadas pelos consumidores. É expectável que o champô cheire bem e seja

agradável tanto ao toque como a nível visual. De maneira a atingir estes parâmetros propriedades como

viscosidade, cor, fragância e estabilidade são trabalhadas e afinadas. Os ingredientes funcionais

incluem espessantes, corantes, fragâncias, opacificadores e agentes estabilizadores [20].

Ingredientes Ativos

Inicialmente, os ingredientes ativos não integravam a formulação de um champô pois a sua

função resumia-se apenas a limpar. À medida que as exigências dos consumidores se tornaram mais

específicas, o champô deixou de funcionar apenas como um produto de limpeza e passou a ter um

leque diversificado de funções. As formulações de cuidados de cabelo atuais contêm uma larga

variedade de ingredientes ativos que podem ter propriedades condicionantes, anti-envelhecimento,

fortificantes, de cor, brilho, entre outras. Estes ingredientes são responsáveis pelo facto de um champô

ser considerado produto de tratamento capilar. Dentro dos ativos existem os silicones, agentes

condicionantes, óleos e extratos botânicos [20].

2.2.2 Funcionamento geral

O objetivo principal do champô, tal como foi referenciado anteriormente, é a limpeza do cabelo

e couro cabeludo. Para tal, é necessário enfraquecer as ligações físico-químicas que existem entre as

partículas contaminantes e o cabelo/couro cabeludo, que posteriormente são transferidas para o meio

aquoso e expelidas durante o enxaguamento [20]. A aplicação do champô pode ser resumida às

seguintes etapas:

• Processo de humedecimento: nesta primeira fase o líquido do champô é espalhado ao

longo do cabelo e pode existir penetração nos fios, dependendo da sua porosidade. A

camada exterior do cabelo pode ser hidrofóbica, dificultando assim a absorção de água.

É aí que os tensioativos presentes no champô, devido à sua constituição hidrofóbica e

hidrofílica, vão ajudar no humedecimento do cabelo.

11

• Solubilização micelar: esta etapa é executada unicamente pelos tensioativos e consiste

na remoção da sujidade. Caracterizada pela formação de micelas, onde as caudas

hidrofóbicas constroem o núcleo e as cabeças hidrofílicas são imersas no líquido

aquoso circundante. O mecanismo envolve a transferência de moléculas lipídicas da

superfície dos detritos para as micelas aderentes à interface água/óleo. Não existe

remoção total da sujidade pois a capacidade de retenção das micelas é limitada. A

sequência do processo é constituída pela adsorção micelar, seguida de transferência

lipídica e finalizada pelo deslocamento da micela preenchida para a solução.

• Dispersão: esta etapa diz respeito ao último passo da sequência do processo de

solubilização micelar. Ocorre a formação de uma dispersão de partículas de sujidade

lipofílica no meio aquoso. O seu deslocamento sucede ao serem lavadas quando o

cabelo é enxaguado [20].

2.2.3 Formulação: ingredientes e funções

O champô possui na sua formulação diferentes categorias ou fases e as concentrações base

de cada uma delas estão apresentadas na Tabela 1 [23]. É de salientar que no caso da incorporação

de óleos na formulação é normal utilizar emulsionantes para tornar possível a criação de uma emulsão,

resultante num produto estável. A gama de utilização destes constituintes varia consoante os

componentes envolvidos e os valores recomendados pelos fornecedores/fabricantes.

Tabela 1- Quadro síntese das partes constituintes duma formulação base de um champô biológico [23].

Fases Constituintes Gama de Concentrações

(%)

Fase Aquosa

Água e hidrolatos Perfaz a quantidade até

100

Extratos de plantas 0-5

Fase de Ativos Agentes condicionantes e antiestáticos 0 - 5

Fase Espessante

Humectantes 0-10

Espessantes 0-3

Fase de Tensioativos Mistura de tensioativos 10-60

Fase de Estabilizantes Conservantes1 e modificadores de pH q.b.

Fase de Fragância Aromas (óleos essenciais) 0 – 1

1 valores de concentração dependem do composto utilizado, informação específica indicada pelo fornecedor.

12

Para executar a formulação de um champô é necessário conhecer os diferentes ingredientes,

as suas propriedades e funções para assegurar a viabilidade do produto. Os compostos essenciais e

geralmente utilizados para formular um champô são enumerados de seguida.

Tensioativos

Estes compostos químicos estão presentes em diferentes formas no nosso quotidiano, podem

ser encontrados em detergentes, produtos de limpeza e de cuidado pessoal, cosméticos e

farmacêuticos. A sua origem é natural ou sintética, sendo uma matéria-prima versátil tornando-se um

elemento essencial ao estilo de vida atual [24] .

Relativamente, aos champôs os tensioativos são o ingrediente fulcral da formulação devido à

sua ampla contribuição em diversas funções tais como limpeza, formação de espuma, equilíbrio na

viscosidade, solubilização das fragâncias e suspensão dos ativos. A seleção e combinação de

tensioativos tem de ser suave para a pele, cabelo e olhos tanto quanto possível [9].

Quimicamente os tensioativos são constituídos por duas porções: a parte hidrofóbica e a

hidrofílica [20]. A classificação é feita tendo em conta a sua carga, existindo 4 categorias (Tabela 2 e

Figura 9 [1] ).

Os tensioativos catiónicos são carregados positivamente na parte hidrofílica. Este tipo de

tensioativo não tem efeito de lavagem, mas pode fixar-se às superfícies do cabelo e conferir suavidade.

Por essa razão são mais aplicados em condicionadores e produtos antiestáticos [21].

Os tensioativos aniónicos são caracterizados por possuírem uma carga negativa, são

excelentes na remoção de sebo e sujidade. Podem apresentar alguma sensibilidade à dureza da água

ao reagir com os iões cálcio e magnésio. Dentro deste grupo, destacam-se como exemplo sintético o

Sodium lauryl ether sulfate (SLES) e Sodium lauryl sulfate (SLS) e como naturais o Sodium Cocoyl

Isethionate (SCI) e Sodium lauroyl glutamate (SLG) [20].

O grupo dos anfotéricos não tem uma carga caracterizada, tanto pode ser negativo ou positivo

dependo do pH do meio. São tensioativos suaves e com excelentes propriedades dermatológicas. O

cocamidopropyl betaine é o mais amplamente utilizado na formulação de champôs [20].

Por último, existem os não-iónicos, sem qualquer carga elétrica e adequam-se à limpeza

porque não são sensíveis à dureza da água. São compatíveis com todos os outros tipos de tensioativos.

Os ácidos gordos e álcoois como o álcoois esteárico e oleílico são exemplos deste grupo [20].

13

Tabela 2- Quadro síntese dos tipos tensioativos e alguns exemplos. Adaptado de [21] e [7]

Tipo de

tensioativos Classe química Exemplos (INCI)

Aniónicos Carboxilatos, sulfatos, sulfonatos

e ésteres de fosfato

SCI, SLS, SLES, sulfosuccinate, potassium cocyl

glutamate, sodium lauryl sarcosinate.

Catiónicos Ésteres amino de cadeia longa e

amonioésteres

Trimethylalkylammonium chlorides, chlorides e

bromides de benzalkonium ions.

Anfotéricos Betaínas e derivados de

imidazólio

Cocamidopropyl beatine, decyl betaine, coco-

betaine, lauryl betaine, silamines.

Não iónicos

Polioxietilenos,

álcoois alifáticos

Coco glucoside, decyl glucoside, lauryl glucoside,

cocamide DEA.

Figura 9- Estrutura química de algumas classes de tensioativos: (A) sulphonates-isethionates (Exemplo: SCI); (B) carboxylates- acyl sarcosinates (Exemplo: sodium lauryl sarcosinate); (C) Alkyl polyglucosides (Exemplo: lauryl glocuside); (D) sulfates-alkyl ether (Exemplos: SLS, SLES).

Em geral, os champôs contêm um tensioativo primário e pelo menos um secundário,

dependendo do efeito desejado da mistura. Os tensioativos aniónicos são utilizados, maioritariamente,

como primários enquanto os anfotéricos e não iónicos são usados como secundários.

Os tensioativos primários estão incumbidos de desempenhar duas funções importantes:

limpeza e formação de espuma. Devem conferir propriedades desejáveis como limpeza eficaz,

formação de espuma instantânea e cremosa, fácil enxaguamento, miscibilidade rápida e fácil com a

água e cabelo sedoso e macio ao toque [20].

Nos champôs convencionais os tensioativos aniónicos na forma éter alquil sulfato são sem

dúvida os mais populares e utilizados como primários ou principais. Dentro destes destaca-se o SLES,

SLS e ALS. Todos eles são materiais de baixo custo e quando formulados adequadamente,

proporcionam um desempenho eficiente com boa formação de espuma, controlo de reologia, deposição

de polímeros e limpeza eficaz [1]. Contudo, compostos como o SLES têm vindo a ser substituídos a

nível industrial, após a descoberta de possíveis problemas de irritação na pele [20].

Para realizar a sua função de limpeza os tensioativos possuem além do mecanismo de

solubilização micelar, mencionado anteriormente, capacidade de eliminação de sujidade através de

roll-up e penetração [1]. Este primeiro mecanismo é proposto para a remoção de sebo, baseando-se

14

na separação do óleo da superfície sólida com a força motriz da redução da tensão interfacial, criada

pelos tensioativos, nas interfaces sebo/água e cabelo/água. Provocando um aumento da área de

superfície de ambas as interfaces, levando a que os lípidos sebáceos se acumulem em gotículas

redondas e se soltem da superfície do cabelo. Os resíduos de sebo tendem a continuar em solução no

cabelo molhado com tensioativos. A penetração é a capacidade que muitos tensioativos detêm de

penetrar em lípidos insolúveis e produzir fases liquido-cristalinas na interface sujidade/água [1].

Espessantes

Dentro dos ingredientes funcionais, os espessantes são os mais importantes. São eles que dão

consistência ao champô, garantem que seja medido facilmente na mão e disperso pelo cabelo e couro

cabeludo. Se o champô for demasiado líquido ou viscoso, a sua aplicação torna-se difícil. Para obter

uma boa viscosidade é necessário encontrar um equilíbrio nas quantidades de espessantes e os

restantes ingredientes que contribuem para este parâmetro. Os espessantes aplicados na formulação

de champôs podem ser sais, amidas de ácidos gordos, gomas e espessantes naturais [20].

Nos champôs convencionais, os sais são bastante comuns pela facilidade com que espessam

as misturas de SLS e cocamidopropyl betaine. Destaca-se o cloreto de sódio e os sais do ácido cítrico

tais como citrato de sódio ou potássio. A adição de sais pode modificar o formato das micelas, de

esféricas para cilíndricas, causando um incremento da viscosidade do champô. Apesar de a

viscosidade aumentar com a concentração de sal, a partir de determinado valor o efeito inverte-se e a

viscosidade diminui. Esta particularidade, é utilizada em certos casos, onde a viscosidade é tão elevada

que se torna indesejável e o sal é adicionado para reduzi-la. O problema associado aos sais é o facto

de ressecarem o cabelo e couro cabeludo e com aplicação prolongada causarem irritação no couro

cabeludo. Por norma, o sal é adicionado no final da produção após o ajuste de pH e introdução do

conservante. O sal chega a ser o terceiro ingrediente com maior percentagem na formulação

convencional [20].

No mundo cosmético de cuidados pessoais, o cocamide DEA é a mais famosa amida de ácidos

gordos e amplamente utilizada ao longo de anos. Este tipo de composto é derivado do óleo de coco,

mas é processado quimicamente [20]. O grande risco associado é a contaminação com nitrosaminas,

as quais são cancerígenas [25].

As gomas e espessantes naturais incluem xhantan gum, carrageenan, pictin, guar gum e acacia

senegal gum. Para aumentar a eficácia de atuação das gomas há possibilidades disponíveis que

consistem na mistura de acacia senegal gum e xanthan gum. Estes espessantes conferem estabilidade

e efeitos de cremosidade na espuma [20].

Agentes Estabilizadores

A formulação de qualquer produto possui agentes estabilizadores para garantir a sua

segurança, estabilidade e viabilidade de venda durante o período de validade. Os agentes

estabilizadores podem ser modificadores de pH, solubilizantes, conservantes e quelantes.

15

O couro cabeludo tem um pH característico na gama de 4,5 a 5,5, sendo semelhante ao da

pele. Contudo o pH do cabelo é ligeiramente mais ácido com valores próximos de 3,7. Com estes dados

a formulação de um produto capilar deve permanecer na gama de pH de 3,5 a 5,5. O controlo de pH é

um parâmetro muito importante pois influencia as cargas elétricas do cabelo. Em certos casos de

alcalinidade excessiva leva à fricção entre os fios tornando-o frisado ou em termos de acidez excessiva

provoca o endurecimento e encolhimento das células da cutícula. A solução para obter o pH ideal é o

seu ajuste com compostos ácidos ou básicos consoante a leitura inicial do pH no produto. Os

componentes mais sensíveis ao pH na formulação são o conservante e os tensioativos, o seu

desempenho depende disso. Os modificadores de pH são adicionados no final da formulação e em

pequenas concentrações, sendo o hidróxido de sódio e o ácido cítrico os mais utilizados [20].

O papel dos solubilizantes é garantir a solubilização dos óleos essenciais ou outros

componentes solúveis em óleo na formulação do champô à base de água. Pode ainda auxiliar na

suspensão ou solubilização de sujidades removidas pelas micelas dos tensioativos.

Os conservantes são um ingrediente essencial para garantir a viabilidade de qualquer produto

cosmético rico em água ao evitar o crescimento microbiano. Asseguram a integridade do produto para

a sua aplicação no período de validade e a circunstância de permanecerem seguros para o consumidor.

A seleção do conservante ou combinação de conservantes deve ser efetuada segundo o seu espetro

de atividade, a faixa de pH de atuação e a estabilidade térmica [4]. Estas informações específicas são

facultadas pelo fornecedor ou fabricante. Destacam-se três misturas com ação conservante e largo

espectro de atuação, com a seguinte constituição (INCI) [20]:

• Benzyl alcohol, Benzoic acid, Dehydroacetic acid;

• Benzyl alcohol, Glycerin, benzoic acid, Sorbic acid;

• Benzyl Alcohol, Salicylic Acid, Glycerine, Sorbic Acid.

Os agentes quelantes são compostos orgânicos ou inorgânicos capazes de se ligar a iões

metálicos para formar uma estrutura complexa semelhante a um anel denominada “quelato”. Em termos

químicos são formados por átomos de enxofre, azoto ou oxigénio que funcionam como átomos ligantes

na forma de -SH, -S-S, -NH2, =NH, -OH, -OPO3H ou ainda >C=O [26]. Melhoram a estabilidade da

formulação cosmética ao retardar ou parar reações responsáveis por provocar instabilidade da

emulsão, oxidação, mudança de cor ou sedimentação de sólidos. Podem ainda ajudar na remoção de

iões metálicos depositados no cabelo [20].

Fragâncias

O aroma é um parâmetro muito importante, que influencia a venda de qualquer produto

cosmético. Os consumidores esperam que a fragância seja agradável e cause uma boa sensação

aquando a sua utilização. O champô pode conter na sua formulação fragâncias sintéticas ou naturais.

No caso de serem naturais, são obtidas pela adição de óleos essenciais que têm a vantagem de dar

aroma e tratar o couro cabeludo. Destacam-se óleos como os de alecrim, gerânio, alfazema, cedro e

camomila. Muitos deles estimulam o couro cabeludo pelas suas propriedades e elevam a fragância de

todo o produto [20].

16

Opacificadores e Corantes

A aplicação de opacificadores e corantes na formulação é facultativa. Os opacificadores são

adicionados ao champô para ir de encontro às expectativas visuais dos consumidores. Por vezes um

champô transparente é associado a cabelos oleosos enquanto um champô opaco ou pérola é ligado a

propriedades condicionantes. Estas características são na maioria das vezes adquiridas pela adição

de ingredientes específicos para dar a noção que detêm propriedades condicionante. Os opacificadores

podem ser derivados de ácidos gordos, micas e óxidos de ferro, sendo que estes dois últimos

compostos têm origem natural, encaixando numa formulação biológica [20].

Os corantes são utilizados pela indústria convencional para tornar os champôs mais atraentes

para os consumidores. É necessário ter atenção às possíveis interações entre os produtos de coloração

e a embalagem. Existe por isso regulamentação destes ingredientes por autoridades cosméticas em

todo o mundo, de maneira a garantir a estabilidade do champô [20].

Agentes condicionadores

No caso dos champôs, os ingredientes que conferem condicionamento ao cabelo são

tensioativos catiónicos e outros ativos tais como sodium pca, panthenol, mel e betaine. Estes agentes

proporcionam suavidade e facilidade ao desembaraçar. No caso dos tensioativos catiónicos é

necessária uma atenção especial pois é preciso garantir a compatibilidade com os restantes

tensioativos aniónicos existentes na formulação [20].

Silicones

Os silicones são polímeros inertes, resistentes ao calor e semelhantes a borracha, derivados

do quartzo cristal. A sílica comum em arenito, areia de praia e materiais naturais similares é o material

inicial a partir do qual os silicones são produzidos [20].

Na indústria de cuidados de cabelo, o silicone mais utilizado é dimethicone, um polímero

hidrofóbico e com um efeito de proteção da haste do cabelo de ações abrasivas. A sua capacidade de

absorção é melhor no cabelo virgem e na raiz do que nas pontas [20].

Uma alternativa ao silicone são as proteínas hidrolisadas, em particular as de baixo peso

molecular, que são conhecidas por proteger os cabelos contra danos químicos e ambientais. Diversos

tipos de proteínas de plantas e animais têm sido aplicados nos cabelos e nos cuidados pessoais, como

a queratina hidrolisada obtida através de cascos, chifres e lã [27].

Óleos e extratos botânicos

Os óleos, tal como referido anteriormente, podem conferir fragância ao champô e ainda

possuem propriedades hidratantes poderosas. Os óleos vegetais têm a capacidade de penetrar em

algumas camadas mais externas da pele ou cabelo [20].

A divisão dos óleos pode ser feita em três categorias: básicos, especiais e macerados. Os óleos

básicos têm pouca fragância e são relativamente económicos. É o caso de óleo de amêndoa, girassol

e grainha de uva. No caso dos óleos especiais, como abacate, romã e rosa mosqueta, o aroma é mais

17

pesado, a viscosidade maior e o seu custo mais elevado. Para obter óleos macerados é necessário um

processo de infusão, a partir do qual se extrai os seus compostos químicos solúveis. Óleo de calêndula

e confrei (Symphytum officinale) são exemplos de óleos macerados. A penetração de óleos na pele e

cabelo podem ser classificadas consoante a sua taxa que pode ser rápida, média e lenta. Quanto mais

saturado for o óleo mais lenta será a sua taxa de penetração [28].

A aplicação de plantas medicinais nas formulações pode ser feita diretamente como um pó ou

na forma de extrato líquido, fornecendo uma vasta gama de benefícios para a pele e cabelo. Os

extratos solúveis em água podem ser utilizados na forma de uma glicerite, onde o meio de extração é

a glicerina, ou uma infusão de água. Os componentes solúveis em água da planta serão transferidos

para o produto [3].

2.3 Tendências Sustentáveis

Os consumidores apresentam cada vez uma maior preocupação em relação aos produtos a

que têm acesso relativamente ao seu impacto no ambiente, origem sustentável e os riscos para a sua

saúde. Surge assim uma procura por produtos naturais ou biológicos. Esta tendência levou a que as

indústrias tomassem uma consciencialização mais ecológica, tomando mais atenção à sua pegada

ambiental na produção dos seus produtos em termos de uso de água, emissão de gases de efeito de

estufa, desperdício e matérias-primas sustentáveis. A produção é também realizada tendo em atenção

possíveis impactos negativos no nosso corpo aquando a utilização dos diversos artigos cosméticos [1].

Estas tendências aumentaram os estudos e análises às matérias-primas biológicas, possibilitando um

maior desenvolvimento e conhecimento científico.

2.3.1 Origem e Certificação

Em resposta a estas exigências neste género de artigos, as marcas começaram a reivindicar

que os seus produtos contêm ingredientes “naturais”, “biológicos” ou são “derivados naturais”. Contudo,

atualmente, não existe nenhuma definição legal destas reivindicações, mas que podem ser

sustentadas por certificações padrão privadas [1].

Todas as certificações devem possuir como requisito básico, o Regulamento de Cosméticos

da UE 1223/2009, que é aplicado a todos os produtos cosméticos, independentemente da sua

proveniência. Consequentemente, devem ser seguros, eficazes e eficientes, sem exceção, para serem

legítimos e colocados no mercado. Os ingredientes biológicos são regulados pelo Regulamento (CE)

n.º 834/2007 do Conselho relativo à agricultura biológica. No entanto, é importante salientar o facto de

que os cosméticos apresentam funções específicas e distintas quando comparados aos produtos

alimentares. Não se aplica a regulamentação agrícola biológica a produtos biológicos e naturais

finalizados, mas apenas à origem dos seus constituintes [29].

A nível internacional, a ECOCERT, NATRUE e COSMOS são exemplos de empresas

responsáveis pela verificação da autenticidade e certificação dos produtos biológicos e naturais

finalizados, tais como dos respetivos ingredientes. Na Europa os testes de produtos cosméticos em

18

animais são proibidos e estas empresas certificam-se que as matérias-primas utilizadas não foram

também sujeitas a testes em animais.

Figura 10- Etiquetas representativas da NATRUE, ECOCERT e COSMOS.

A presença das etiquetas destas entidades (Figura 10) nos rótulos assegura ao consumidor a

conformidade do produto e dos seus constituintes segundo os padrões estabelecidos pela entidade

reguladora. Em geral, esses padrões são baseados em ingredientes naturais ou biológicos

desenvolvidos através de uma atividade agrícola biológica e sustentável. A Tabela 3 resume os

padrões estabelecidos pelas três empresas mencionadas.

Tabela 3- Síntese dos critérios aplicados entidades certificadoras ECOCERT, COSMOS e NATRUE na avaliação de produtos finalizados naturais/biológicos, biológicos e naturais. NA/NM: não aplicável ou não mencionado.

ECOCERT [30] COSMOS [31]

NATRUE

[29]

Critérios aplicados Tipo de Certificação % mínima (m/m) % mínima (m/m) % mínima

(m/m)

Ingredientes biológicos

certificados na totalidade

do produto

Natural 5 Sem

requerimento

NA/NM Natural e Biológica 10 NA/NM

Biológica NA/NM 20

Ingredientes naturais na

totalidade do produto

Natural

95 NA/NM

3

Natural e Biológica 15

Ingredientes biológicos

validados como origem

vegetal

Natural 50

NA/NM NA/NM

Natural e Biológica 95

Ingredientes naturais de

origem vegetal e/ou animal

e substâncias derivadas

naturalmente que devem

ter origem na agricultura

biológica controlada e/ou

colheita selvagem

Biológica

NA/NM

95 NA/NM

Natural e Biológica NA/NM 70

19

Em Portugal, as empresas são responsáveis por garantir o cumprimento das obrigações

previstas no regulamento da EU mencionado anteriormente, não existindo autorização administrativa à

colocação dos produtos no mercado dos cosméticos. O INFARMED, I.P é responsável pelo controlo

destes produtos após comercialização, de modo a garantir que não representam risco para a saúde do

consumidor [32].

A origem dos ingredientes dos produtos é determinada, utilizando expressões como, por

exemplo, as aplicadas pela ECOCERT [30]:

∑ % 𝑖𝑛𝑔𝑟𝑒𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑏𝑖𝑜𝑙ó𝑔𝑖𝑐𝑜𝑠 𝑐𝑒𝑟𝑡𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑑𝑜𝑠

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝐼𝑛𝑔𝑟𝑒𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠× 100 Equação 1

∑ % 𝑖𝑛𝑔𝑟𝑒𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑏𝑖𝑜𝑙ó𝑔𝑖𝑐𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑝𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎𝑠 𝑒 𝑑𝑒 𝑜𝑟𝑖𝑔𝑒𝑚 𝑣𝑒𝑔𝑒𝑡𝑎𝑙

∑ % 𝑖𝑛𝑔𝑟𝑒𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑣𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑚𝑜 𝑝𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎𝑠× 100 Equação 2

No caso específico dos tensioativos (Tabela 4), a avaliação da origem natural dos tensioativos

pode ser efetuada através da análise da sua composição e os materiais com os quais são produzidos.

A quantificação, de quão natural é um tensioativo, é feita por dois métodos: BCI (Biorenewable carbon

index) e percentagem renovável por peso molecular [1].

O primeiro método (BCI) determina a percentagem de átomos de carbono que são provenientes

de fontes animais ou de plantas renováveis versus fontes petroquímicas não renováveis. Para tal é

necessário a datação do carbono para calcular a proporção relativa de carbonos naturais e à base de

petróleo. Os resultados não são influenciados por átomos com massa atómica mais elevada [1].

Por sua vez, o outro método tem em consideração a proporção relativa do peso molecular do

tensioativo proveniente de fontes renováveis. A nível prático, a sua execução exibe dificuldades na

medida em que de cada átomo do tensioativo deve ter a sua origem bem definida como não renovável

ou renovável. Esta distinção é, por vezes, difícil pois implica um conhecimento detalhado das reações

químicas de síntese. A inexistência de um teste instrumental que valide os cálculos é uma grande

desvantagem [1].

Os dois métodos são muito simplistas em relação ao impacto ambiental das matérias-primas

cosméticas visto que a origem natural não significa, propriamente, que a sua produção é sustentável.

Um exemplo disso é o óleo de palma, utilizado como matéria-prima, que está associado a

desflorestação. Como tentativa de contorno do problema aposta-se na certificação, assim os

fornecedores têm à sua disposição óleo de palma garantido como sustentável [1].

20

Tabela 4- Lista de tensioativos aniónicos sintéticos e naturais aplicados na formulação cosmética do cabelo [20].

2.3.2 Formulação sem sulfatos, silicones e sais

Outra grande tendência são os produtos sem a presença de sulfatos na sua formulação,

causada pelo receio de como os cosméticos afetam a dinâmica do nosso corpo. Reações negativas

como irritação de pele, couro cabeludo, olhos e possíveis efeitos de secagem da pele estão no centro

das preocupações dos consumidores.

As formulações com sulfatos estão já bastante estudadas e definidas, tornando a sua

substituição dispendiosa na medida em que tem de se voltar ao estudo das funções básicas do champô

para os tensioativos alternativos. Uma das fontes de acréscimo de custos é a necessidade de

introdução de maiores quantidades de tensioativos para assegurar o mesmo desempenho, em termos

de espuma, satisfazendo as expetativas dos consumidores. Como alguns tensioativos alternativos não

possuem a capacidade de conferir a viscosidade desejada, adicionam-se agentes espessantes que

elevam ainda mais os custos [1].

Os champôs sem sal têm vindo a surgir cada vez mais, principalmente na América do Sul,

sendo que várias companhias reivindicam a ausência de sal na formulação dos seus produtos. O sal é

associado à secura do cabelo e/ou do couro cabeludo. É difícil assegurar a inexistência de sal nos

produtos visto que pode estar intrinsecamente presente em ingredientes como, por exemplo, o

cocamidopropyl betaine. Apesar de a sua presença não ser intencional, a concentração de sal acaba

por ser inferior a 1 % uma vez que o tensioativo é composto por apenas 4 a 7 % de sal. A margem é

razoável e segura, sendo improvável que cause efeitos negativos [20].

Tensioativos aniónicos (nomes INCI)

Sintéticos Derivados naturalmente

SLES Potassium lauroyl glutamate

SLS Potassium cocoyl glutamate

Disodium Laureth sulfosuccinate Potassium cocoyl sarcosinate

Magnesium Laureth sulfate Sodium cocoyl sarcosinate

Ammonium Laureth sulfate Potassium cocoyl taurate

Sodium Trideceth Sulfate SCI

MIPA laureth sulfate Sodium lauroyl sarcosinate

Disodium Cocamido MIPA-Sulfosuccinate Sodium cocoyl apple amino acids

21

No caso dos silicones, o seu problema é acumularem-se no cabelo como um revestimento,

criando uma camada em volta do cabelo que deixa o cabelo mais pesado [20]. A acumulação de

silicone torna o cabelo não saudável, impedindo a sua nutrição e hidratação.

Em suma, os consumidores procuram que os seus produtos capilares continuem com igual

desempenho com menor ou mesmo sem adição de componentes sintéticos, associados a uma maior

sustentabilidade ecológica.

2.3.3 Produtos biológicos no mercado

Atualmente, a cosmética apresenta um vasto mercado com produtos para todos os tipos de

consumidores. As grandes companhias e marcas dedicam-se à criação e desenvolvimento de linhas

mais sustentáveis de acordo com as exigências com que se deparam. Torna-se mais comum a exibição

de produtos mais ecológicos dentro das gamas convencionais, sendo o exemplo de companhias como

a L’Oreal. No caso do grupo L’Oreal existem duas marcas a Biologe [33] e Seed phytonutrients [34],

que representam a vertente ecológica

Existem marcas criadas especificamente com uma base ecológica, sendo uma realidade cada

vez mais frequente. A nível da cosmética do cabelo, existe um panorama de mercado representado por

desde marcas mais acessíveis e com padrões mais baixos até marcas mais conceituadas, de nível

profissional, com valor e padrões mais elevados. Destacam-se marcas como a Eubiona, Cosyls,

Odylique, Mádara, Seed phytonutrients, Rahua, Natulique, John Masters Organics e Voya. A tendência

é o número de empresas de cosmética biológica crescer cada vez mais, deixando de ser um nicho de

mercado.

Há variações de marca para marca, no entanto, existem alguns parâmetros transversais

nomeadamente, não testar produtos em animais, usar produtos naturais, produção sem parabenos,

sulfatos e corantes sintéticos.

Além dos ingredientes constituintes dos seus produtos, este género de empresas tenta diminuir

o seu impacto ambiental através de embalagens recicladas ou sem utilização de plástico quando

possível. Um exemplo disso, são as embalagens fabricadas a partir de papel reciclado utilizadas pela

Seed phytonutrients (Figura 11) [35].

Figura 11- Embalagens de papel reciclado utilizadas nos produtos cosméticos da Seed phytonutrients [35].

22

3. Materiais

3.1 Ingredientes das Formulações

Os ingredientes utilizados nas formulações desenvolvidas encontram-se apresentados nas

Tabelas 5 e 6.

Tabela 5- Ingredientes das fases aquosa, espessante, de tensioativos e de ativos aplicados nas formulações com respetivas gamas recomendadas.

2 Gamas com valores genéricos utilizados em champôs.

Fases INCI Gamas recomendadas2

(% mín - % máx)

Fonte de

Informação

Aquosa Aqua 0-70 [23]

Espessante

Acacia Senegal Gum; Xanthan Gum 0-2,5 [3]

Glycerin 0-10 [23]

Tensioativos

Coco-glucoside 1-25 [3]

Decyl glucoside 1-25 [3]

Cocamidopropyl betaine 5-35 [3]

Sodium Cocoyl Isethionate 0,1-53 [36]

Maltooligosyl glucoside

glucoside/hydrogenated starch hydrolysate 0-10 [37]

Glyceryl oleate 0,1-1,5 [38]

Ativos

Sodium PCA 0,5-2 [3]

Panthenol, aqua 0,5-2,0 [3]

Hydrolyzed wheat protein 0,5-5 [39]

Illite 0-50 [4]

Urtica dioica leaf powder 0-5 [23]

Activated Charcoal 0-2,5 [4]

23

Tabela 6- Ingredientes das fases oleosa, fragância e estabilizante aplicados nas formulações com respetivas gamas recomendadas.

3 Gamas com valores genéricos utilizados em champôs.

Fases INCI Gamas recomendadas3

(% mín - % máx)

Fonte de

Informação

Oleosa

Caprylic/capric triglyceride 0-5 [40]

Olea europaea fruit oil 0-5 [28]

Polyglyceryl-3 Distearate;

Glyceryl Stearate Citrate 0-5 [41]

Cetearyl Alcohol, Cetyl

Palmitate, Sorbitan Palmitate,

Sorbitan Oleate

1-5 [3]

Polyglyceryl-3 Methylglucose

Distearate 2-3 [42]

Sucrose Stearate 2-5 [43]

Fragância

Rosmarinus officinalis leaf oil

0-1 [4]

Citrus aurantium dulcis peel oil

Citrus limon

Pelargonium graveolens flower

oil

Estabilizante

Aqua, sodium benzoate,

potassium sorbate 0-1 [44]

Dehydroacetic acid, benzyl

alcohol 0-1,1 [45]

Citric Acid (solução aquosa a

50 %) q.b para ajuste de pH [23]

24

3.2 Equipamento

O equipamento utilizado no desenvolvimento das formulações encontra-se exibido na Tabela

7.

Tabela 7- Equipamentos utilizados na produção das formulações do champô

Tipo de

Equipamento

Marca/

Modelo

Dimensões/

Capacidade

Outras

Características

Material de

laboratório

Gobelés 50, 100,150, 250 mL e 2L -

Frasco de vidro d= 7 cm, h= 11 cm e volume = 450

mL -

Varetas de Vidro - -

Colheres, espátulas,

pipetas descartáveis de

5Ml, coador e funil

- -

Balança Analítica

RADWAG ® 2010

PS 4500/C/2

Máximo: 4500 g

Mínimo: 0,5 g Precisão =±0,01

g

Nahita: Série 5062 Máximo: 2000 g

Agitadores e

hastes

Heidolph: Hei- TORQUE

Value 400

Dois modos de velocidade de

agitação:

I (10-400 rpm) e II (20-2000 rpm)

Torque máximo= 400 Ncm

Nahita: Mechanical rod

stirrer 682/2

Velocidade de agitação: 200-2000

rpm

Volume máximo = 2 L

Nahita d= 6 cm

25

Agitadores e

hastes Nahita

d= 4 cm

dburaco= 0,9 cm

Misturadores

NORPRO

Mini mixer

(Agitador de corte)

d= 1,8 cm

Aroma Zone

Foamer Mixer

d= 2 cm

Banho

Termostático Argo Lab/ WB12

Tmáxima= 100 ℃

Potência = 900 W

Precisão =±0,2 ℃

Placa de

Aquecimento TRISTAR, IK 6178

Potência: 200-2000W

Tmínima= 60℃

Tmáxima= 280℃

Diâmetro de

aquecimento = 19

cm

Homogeneizador

Kai Blendia

Handy Food Processor

Modos de velocidade: Rápido

(12 000 rpm) e lento (5000 rpm)

Recipiente a utilizar: d = 6,5 a 9 cm

Medidor de pH/mV

METTLER TOLEDO

Five Easy TM F20

Gamas de medição:

pH = 0 a 14

T = 0 a 100 ℃

Sensor de pH

LE438

Precisão =± 0,01

pH; ± 0,5 ℃

Termómetro

Infrared

DT8380

Gama de temperatura = - 50 a 380

℃ -

Termómetro e

higrómetro de

ambiente

Rotronic Hygrolog HL-

20D

Gama de operação = -10 a 60 ℃ e

0 a 100 % Hr

Precisão = ± 0,8 % e ± 0,3 ℃

-

Tabela 7- Equipamentos utilizados na produção das formulações do champô.

26

4. Métodos

4.1 Formulações com SCI

4.1.1 Formulação para cabelos oleosos4

O método associado a esta formulação é mais simplificado que aquele aplicado no champô

para cabelos secos uma vez que não há criação de emulsão. Para retirar o excesso de oleosidade

característico deste tipo de cabelo é necessário incorporar componentes com boas capacidades de

absorção tais como a argila, carvão ativado ou urtiga. A preparação da formulação consiste nas

seguintes etapas (Figura 14):

1) Pesou-se todos os ingredientes da formulação;

2) Adicionou-se a água (90% da água total) à argila (Illite) para fazer a sua dispersão com o auxílio

do agitador de corte;

3) De seguida, juntou-se a dispersão de goma e glicerina à dispersão de argila;

4) Os tensioativos foram todos introduzidos no frasco de vidro, exceto o SCI, com 10% da água

total de modo a evitar uma textura indesejada demonstrada na Figura 12. O SCI foi adicionado

gradualmente (gobelé 50 mL) para assegurar a sua dispersão. Esta fase foi colocada no interior

do banho termostático regulado para 75ºC e agitação moderada (120 rpm, agitador: Hei-

TORQUE Value 400 com haste lisa), para assegurar a mistura desta fase e evitar formação de

espuma (Figura 13);

5) De seguida adicionou-se a mistura resultante da fase espessante e a suspensão de argila aos

tensioativos;

6) Após verificar que a mistura estava homogénea adicionou-se com uma pipeta o azeite;

7) Em último lugar introduziu-se a fase dos ativos;

8) Retirou-se a mistura do aquecimento quando estava visualmente homogénea e mudou-se para

um gobelé de 150 mL para se proceder à utilização do homogeneizador durante alguns

momentos, assegurando a dispersão total das partículas de argila (pulsos 5 s, modo lento);

9) Após finalizadas estas etapas, aguardou-se o arrefecimento da mistura até à temperatura

ambiente (25ºC);

4 Quando não disponível utilizava-se a placa de aquecimento e uma panela com d=19 cm para simular o banho-maria

em todos os aquecimentos necessários.

Figura 12- Apresentação da fase dos tensioativos com uma textura extramente cremosa, género “claras

em castelo”.

27

10) Já com a mistura fria, introduziu-se o conservante e seguidamente a fragância constituída pelos

óleos essenciais, sendo a sua mistura efetuada manualmente com uma vareta de vidro;

11) Por último realizou-se a leitura de pH e seu respetivo ajuste com a solução de ácido cítrico.

Este passo é explicado mais detalhadamente em 4.4.4 Leitura e ajuste de pH;

12) A amostra foi colocada num recipiente de plástico reciclado devidamente identificado e datado.

Existiram formulações produzidas com mais dois ingredientes também indicados para cabelos

oleosos, a urtiga (urtica dioica leaf poder) e o carvão ativado (activated charcoal).

A produção com carvão ativado teve as seguintes alterações no procedimento:

• A água da formulação foi igualmente subdividida pelas fases espessante, ativos e

tensioativos;

• Não existiu a adição de azeite;

• O carvão foi introduzido diretamente e antes dos restantes ativos, com a mesma agitação

da formulação com argila (120 rpm);

No caso da urtiga, foi preparada previamente uma infusão a 10 % através do seguinte

procedimento (adaptado de [46]):

Suspensão de

argila em água

Mistura de

tensioativos com

água Dispersão de goma e

glicerina

Aquecimento a 75ºC e

agitação 120 rpm

Azeite Ativos

Homogeneização

(pulsos 5s, modo lento)

Arrefecimento à

temperatura ambiente

Ajuste de

pH Amostra Final

Solução aquosa de

ácido cítrico 50 %

Conservante

e fragância

Mistura

manual

Figura 13- Processo de agitação e aquecimento da mistura de tensioativos no banho termostático a 75 º C.

Figura 14- Diagrama de blocos ilustrativo do procedimento experimental da formulação de um champô com argila para cabelos oleosos.

28

1) Colocou-se a quantidade de água necessária numa panela levou-se à fervura;

2) Introduziu-se a quantidade de pó de urtiga num gobelé de 250 mL;

3) Adicionou-se a água a ferver ao pó de urtiga e misturou-se, manualmente, até estar

visualmente tudo disperso.

4) Deixou-se infundir cerca de 30 minutos;

5) Após estar feita a infusão, com um coador fez-se a sua transferência para outro recipiente

(Figura 15);

6) Ficou a repousar durante, aproximadamente, 24h.

7) Após esse período de tempo foi decantada para outro recipiente para retirar os sedimentos

restantes;

8) Finalizado este processo a infusão foi utilizada nas respetivas formulações.

A nível do processo de formulação em si, as diferenças em relação ao método com argila são

as seguintes:

• A água é divida pelos tensioativos (10%) e pela fase espessante (90%) tal como sucede

na formulação de cabelos secos;

• A infusão de urtiga é adicionada antes da introdução dos restantes ativos;

4.1.2 Formulação para cabelos secos5

Para este tipo de cabelo é necessário incorporar óleos na formulação para combater o cabelo

seco. Neste caso, a produção de um champô estável está dependente da obtenção de uma emulsão.

É necessário conjugar bem as quantidades de óleos e emulsionante para encontrar o equilíbrio. O

método aplicado nas formulações é resumido da seguinte forma (Figura 17):

1) A formulação iniciou-se pela pesagem dos diversos ingredientes;

2) A fase espessante foi a primeira a ser concebida mediante a dispersão da goma com glicerina

em água (90% da água total) num gobelé de 250 mL, com o auxílio de um agitador de corte.

Torna-se assim a fase aquosa que vai, posteriormente, receber a fase oleosa (óleos e

emulsionante). Por esse facto, foi necessário proceder ao seu aquecimento no banho

termostático (regulado a uma temperatura de 80 °C) durante, aproximadamente, 1 hora;

3) Os tensioativos foram todos introduzidos no frasco de vidro, exceto o SCI, com 10% da água

total. Esta mistura foi colocada no interior do banho termostático regulado a uma temperatura

5 Adaptado de Technical Information dermofeel ® NC – Natural Cream Gel (FU 18/17-2) e Lotion (CHN BR 90-1-1).

Figura 15- Etapa de coação da infusão de urtiga a 10 %.

29

de 80 °C, adicionando-se gradualmente o SCI (gobelé de 50 mL), para que ocorra a sua

dispersão. Este processo ocorreu a uma velocidade de agitação moderada (120 rpm, agitador:

Hei- TORQUE Value 400 com haste lisa) para evitar formação de espuma;

4) Os óleos foram também introduzidos no banho (gobelé de 100 mL) nas mesmas condições que

a fase aquosa. No entanto, é de salientar que o aquecimento só foi iniciado quando a

temperatura da fase aquosa estava acima de 50 °C (após cerca de 40 minutos) pois o

aquecimento dos óleos é bastante rápido e o objetivo é ambas as fases estarem a temperaturas

semelhantes. O emulsionante foi adicionado aos óleos já quentes, de modo a ser totalmente

dissolvido;

5) Quando a fase aquosa apresentou uma temperatura acima de 60 °C, colocou-se agitação

mecânica (80 rpm) para depois facilitar a mistura das fases;

6) Tendo a fase oleosa completa, isto é, contendo óleos e emulsionante, com temperatura

semelhante à fase aquosa procedeu-se à junção das duas;

7) Após cerca de 5 minutos do processo de agitação/mistura (haste com buracos) retirou-se o

recipiente para o exterior do banho, seguindo-se a homogeneização durante 1 minuto com

pulsos de 5 s (modo lento);

8) Continuou-se o processo de agitação a 80 rpm da mistura (Figura 16) e assim que a sua

temperatura atingiu valores abaixo de 50 °C, introduziu-se a fase dos tensioativos;

9) Repetiu-se de novo o processo de homogeneização nas mesmas condições efetuadas no

passo 7);

10) Adicionou-se a fase fria dos ativos com agitação moderada (80 rpm) quando a temperatura da

mistura ficou inferior a 40ºC;

11) Repetiu-se o passo 9) mas por um período de tempo mais elevado, cerca de 2 minutos;

12) Após finalizadas estas etapas, aguardou-se o arrefecimento da mistura até à temperatura

ambiente (25ºC);

13) Seguiu-se os mesmos últimos três passos mencionados em 4.1 Formulação para cabelos

oleosos.

Figura 16- Agitação após a 1ª homogeneização, incluindo a fase aquosa e a fase oleosa.

30

O aumento de escala da produção foi feito seguindo exatamente o mesmo método descrito

anteriormente. A quantidade de amostra produzida foi de 1kg adaptando-se o material utilizado para

produzir esta massa. Para tal todo o material de laboratório foi desinfetado com álcool a 70% e a água

utilizada na formulação foi, previamente, fervida.

O processo de aquecimento das fases constituintes da emulsão, foi efetuado na placa de

aquecimento, utilizando-se um gobelé de 2 L para conter a fase aquosa e as restantes fases à medida

que iam sendo adicionadas. A fase oleosa foi colocada num gobelé de 150 mL. O aquecimento foi

realizado, indiretamente, com um disco de adaptação para placas de indução (Figura 18) sendo por

isso necessário regular para uma temperatura superior (160ºC).

A fase de tensioativos foi agitada e aquecida à mesma no banho termostático com o mesmo

agitador e haste mencionado no método anterior. A agitação ao longo do processo, exceto a fase de

Figura 17 - Diagrama de blocos ilustrativo do procedimento experimental da formulação de um champô para cabelos secos.

Figura 18- Processo de aquecimento da fase oleosa e aquosa no aumento de escala com placa de

aquecimento a 160 º C.

Mistura de

tensioativos com

Aquecimento (80 °C)

com agitação (120

Arrefecimento

até T <50 °C

Mistura (80 rpm e

pulsos de 5s no modo

lento)

Aquecimento (80 °C)

Fase oleosa Aquecimento

(80 °C)

Ativos

Mistura (80 rpm e

pulsos de 5s no

modo lento)

Arrefecimento até

temperatura

ambiente

Conservante e

fragância

Amostra Final Ajuste de

pH

Fase Aquosa

Solução aquosa

ácido cítrico 50 %

Mistura

Mistura (80 rpm e

pulsos de 5s no

modo lento)

Arrefecimento

até T <40 °C

31

tensioativos, foi executada com o agitador Mechanical rod stirrer 682/2 e com a mesma haste do

método em pequena escala.

A formulação foi subdividida em 3 frascos para colocar diferentes concentrações de

conservante (100 %, 75% e 0 %) posteriormente analisadas no estudo microbiológico.

Como as quantidades eram mais elevadas o tempo de homogeneização inicial foi igualmente

mais elevado, tendo-se os restantes tempos mantido análogos (Tabela 8).

Tabela 8- Tempos de homogeneização nas formulações em pequena e grande escala.

4.2 Formulação com MG-60

O procedimento experimental (Figura 19) desta formulação foi todo realizado à temperatura

ambiente, sem qualquer aquecimento ou arrefecimento. Consistiu apenas na preparação da base de

limpeza com fase espessante uma vez que foi realizada apenas uma etapa inicial de desenvolvimento

do champô.

1) Começou-se por dispersar a goma em glicerina, adicionando-se água e utilizou-se o misturador

para ajudar o processo;

2) De seguida, juntaram-se todos os tensioativos e foram agitados manualmente para assegurar

a sua mistura completa e foram adicionados à fase espessante com água;

3) Após misturar ambas as preparações anteriores, efetuaram-se os últimos dois passos

mencionados na 4.1 Formulação para cabelos oleosos. A fragância utilizada neste caso foi

apenas a de óleo essencial de alecrim.

Massa (g) Tempo 1ª

homogeneização

Tempo 2ª

homogeneização

Tempo 3ª

homogeneização

100 1 min 1 min 2 min

1000 3 min 1min 30s 2min 40s

Figura 19- Diagrama de blocos ilustrativo do procedimento experimental da formulação com MG-60.

Dispersão de

goma e glicerina

com água

Mistura de tensioativos com MG-60

Mistura manual

Reajuste

de pH

Solução aquosa ácido

cítrico 50 % Conservante

e fragância

Amostra Final (base

de limpeza e fase

espessante)

32

4.3 Avaliação das amostras

4.3.1 Características Visuais

A avaliação de estabilidade visual das formulações foi efetuada periodicamente desde o final

da produção, durante os 5 dias seguintes e acompanhando-se a evolução mensalmente. Analisou-se

a presença de alguma modificação no aspeto da amostra a nível de homogeneidade, cor, turbidez,

sedimentação e separação de fases. Além destes fatores, também se observou a progresso das bolhas

de ar ao longo do tempo. As amostras foram armazenadas no laboratório à temperatura ambiente.

Durante o período de armazenamento as temperaturas do laboratório variaram entre 16,1ºC e 25,9ºC.

4.3.2 Viscosidade

A avaliação foi realizada de um modo qualitativo, baseando-se na escala representada na

Tabela 9, existindo comparação com outros componentes/produtos.

Tabela 9- Escala de avaliação da viscosidade das amostras de champô produzidas.

Escala 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Classificação Líquida

(Água)

Ideal Muito viscosa

(Pantenol líquido comercializado) Mádara Eubiona

4.3.3 Avaliação em cabelo natural

O desempenho das amostras de champô foi avaliado em cabelo natural, sendo um cabelo de

comprimento intermédio, castanho e liso (Figura 20). Este teste tem como finalidade testar as

formulações em termos de características de aplicação, limpeza, espuma e desembaraçamento sendo

avaliando tanto no cabelo molhado como seco.

1) Adicionou-se cerca de 1 g de azeite ao cabelo, espalhando-o ao longo dos fios de cabelo

de modo a sujá-lo;

2) Deixou-se o cabelo a repousar durante algum tempo, pelo menos 1 hora, para garantir a

absorção do azeite;

3) Enxaguou-se o cabelo com água tépida;

4) Aplicou-se, aproximadamente, 1 g de champô no cabelo e espalhou-se pelos fios de cabelo

para realizar o processo de lavagem;

5) Avaliou-se a espuma formada e as suas respetivas características;

6) Voltou-se a enxaguar o cabelo com água para retirar a espuma;

7) O cabelo foi penteado ainda molhado para avaliação;

33

8) Após o cabelo seco, de preferência de um modo natural, penteou-se novamente e as suas

características foram avaliadas.

Foram também dadas amostras a experimentar a diferentes pessoas para obter uma opinião

mais concreta do desempenho do champô. Sendo facultadas amostras entre 10 a 15 gramas,

dependendo do comprimento e volume do cabelo a ser aplicado. Os parâmetros avaliados (Tabela 10

e 11) foram analisados através do toque no cabelo com as mãos ou pela sua observação visual.

Tabela 10- Escala geral representativa dos níveis qualitativos aplicados nos parâmetros avaliados no desempenho das amostras de champô no cabelo natural do laboratório.

Categoria Parâmetro Avaliado 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Aparência

Quantidade e dimensão de

bolhas de ar na amostra

final

Muito

baixo Baixo Médio Alto

Muito

alto

Aplicação

Propagação

Enxaguamento

Espuma

Rapidez

Cremosidade

Quantidade e dimensão

das bolhas

Cabelo

Molhado

Facilidade ao

desembaraçar

Força para pentear

Limpeza

Cabelo

Seco

Facilidade ao

desembaraçar

Força para pentear

Brilho

Volume

Suavidade ao toque

Figura 20- Amostra de cabelo utilizada nos testes de avaliação do desempenho das amostras produzidas.

34

Tabela 11- Escala representativa do parâmetro do volume de espuma formado na avaliação do desempenho de cada amostra do champô, incluindo fotografias que ilustram os valores extremos e médios.

Categoria Parâmetro

avaliado

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Espuma Volume

Mu

ito b

aix

o

Ba

ixo

M

éd

io

Alto

Mu

ito a

lto

4.3.4 Leitura e ajuste de pH

A leitura do pH das amostras foi o último passo do procedimento de todas as formulações,

sendo a gama de valores aceitáveis de 3,5 a 5,5.

1) Efetuou-se a leitura de pH da amostra após uma diluição de 1:10 da mesma com água;

2) Após o registo do valor medido, adicionou-se solução de ácido cítrico à amostra inicial para

diminuir para a gama adequada;

3) Realizou-se nova leitura de pH em nova amostra diluída 1:10 da mistura resultante do

passo anterior;

4) Caso o valor ainda não se enquadre na gama estipulada, repetem-se os passos 2) e 3) até

tal acontecer;

5) Após o registo do valor obtido no final da produção, repetiu-se a leitura num período de 3

semanas a 5 semanas para controlar possíveis oscilações indesejáveis.

4.3.5 Centrifugação

A centrifugação foi aplicada para obter resultados de estabilidade mais rápidos do que através

da inspeção visual das amostras ao longo do período de armazenamento. Tipicamente este tipo de

teste é efetuado durante 10 min a 5000 rpm [47] a uma temperatura de 25 º C. No entanto devido à

capacidade da centrífuga utilizada, foi necessário fazer uma adaptação para 15 minutos a 4000 rpm

[48].

1) Colocou-se cerca de 10 g de amostra no tubo de centrífuga;

2) Emparelhou-se as amostras na centrífuga (MLW T52.1) com a mesma massa;

3) Executou-se a centrifugação a 4000 rpm (Gmédio6=1477) durante 15 minutos;

4) No final da centrifugação, observaram-se as amostras para verificar modificações relativas

a separação física;

6 Parâmetro determinado aplicando a expressão G = 1,119 × 10−5 × 𝑟𝑎𝑖𝑜 𝑚é𝑑𝑖𝑜 (𝑐𝑚) × (𝑟𝑝𝑚)

2, tendo a centrífuga um

raiomínimo= 3,5 cm e raiomáximo= 13 cm (raio de rotação, com os tubos na posição perpendicular ao eixo de rotação).

35

4.3.6 Teste de Espuma

A espuma é uma característica importante na avaliação do champô por parte dos

consumidores. Os testes de medição de formação de espuma foram efetuados aos dois controlos

(Eubiona Sensitive-Shampoo e Mádara Gloss and Vibrancy Shampoo) e às amostras 5M e 5N

correspondentes à formulação final do champô para cabelos secos.

Para realização deste teste seguiu-se os seguintes passos:

1) Preparou-se uma solução diluída 1:5 com, aproximadamente, 10 g da amostra a avaliar;

2) Introduziu-se a solução numa proveta de 250 mL (d=4 cm);

3) Registou-se o volume inicial incluindo alguma espuma formada;

4) Colocou-se a pedra de bolhas aquário (d=1,8 cm e h=2,8 cm) na proveta já ligada à bomba

mediante um tubo, garantindo a sua completa submersão;

5) Ligou-se a bomba de aquários (Figura 21) durante cerca de 20 s para a introdução de

bolhas de ar e consequente formação de espuma;

6) Registou-se o volume de final da espuma;

7) Entre as medições executou-se a limpeza da pedra e da proveta com água.

Figura 21- Pedra de bolhas de aquário (AIR KIT, SYSTEMA).

4.3.7 Teste Microbiológico

A análise microbiológica é essencial na produção de produtos cosméticos, nomeadamente

aqueles que incorporam água na sua composição, para assegurar a sua segurança aquando a

utilização em coerência com a regulamentação estabelecida [49].

Os testes microbiológicos foram efetuados utilizando kits mikrocount® duo para testar possíveis

contaminações nas amostras de champô. Estes kits permitem a determinação combinada da contagem

total de microrganismos (lado 1: superfície amarela) e de fungos/leveduras (lado 2: superfície rosa). O

procedimento foi efetuado em condições estéreis, no interior da câmara de fluxo laminar, e todo o

material foi previamente esterilizado. Estes testes foram efetuados em duas datas distintas com um

intervalo de, aproximadamente, 2 meses.

1) Identificou-se corretamente os kits;

2) Colocou-se 1 g de amostra nos tubos de falcon de 15 mL;

3) Adicionou-se 1 mL de solução salina (9g/l de NaCl em água destilada);

4) Homogeneizou-se a mistura, com a própria ponta da pipeta que introduziu a solução salina;

5) Aplicou-se 50 µL da suspensão na superfície do kit, espalhando com a vareta de vidro em

L, queimada previamente com álcool. Repetiu-se este passo para ambos os lados do kit;

6) Colocou-se os kits em incubação (1ªvez: estufa de incubação Memmert e 2ª vez: sala de

incubação com sistema de aquecimento ARALAB CL II) a 30º ℃, durante 11 dias;

36

7) Acompanhou-se a evolução da formação de colónias no kit de cada amostra,

periodicamente, efetuando-se o seu registo.

4.3.8 Teste de Congelamento/Descongelamento

Os testes de congelamento e descongelamento foram realizados de modo a simular situações

de stress para detetar modificações inadequadas no produto. Utilizaram-se frascos de cor âmbar (120

mL) com amostras de 10 g para o teste. Um ciclo deste método tem uma duração de 1 dia,

correspondendo a 12 horas de congelamento e 12 horas de descongelamento [48].

1) Introduziu-se em cada frasco a massa de amostra a analisar;

2) Colocaram-se os frascos dentro da arca frigorífica (Hotpoint Ariston, ECHAA 295/HA) a –

10 º C, iniciando-se assim o ciclo de congelamento;

3) Após 12 horas, retirou-se os frascos e colocaram-se numa sala a temperatura ambiente

para ocorrer o processo de descongelamento;

4) No final do período de descongelamento, as amostras foram analisadas para detetar algum

tipo de modificação no seu aspeto visual;

5) O ciclo foi repetido mais 2 vezes, perfazendo um estudo completo de 3 ciclos;

5. Champôs: duas propostas de linha de produção

Inicialmente, existiram duas hipóteses de ingredientes principais na formulação: MG-60 e SCI,

ponderando-se a criação de duas linhas distintas de champôs. Os estudos dos desempenhos e o tempo

de estágio disponível determinaram a seleção de apenas um deles como ingrediente central do

champô. O champô concebido deveria ter as suas características próximas das de dois champôs

distribuídos pela empresa: Eubiona Sensitive-Shampoo e Mádara Gloss and Vibrancy Shampoo (Anexo

I). Estes dois champôs funcionaram como controlo nos testes de aplicação no cabelo do laboratório e

de formação de espuma.

5.1 Seleção de ingredientes

A formulação da base de limpeza do champô já tinha sido estudada e desenvolvida por um

estagiário anteriormente na empresa, encontrando-se numa fase inicial. Os valores dessa formulação

foram o ponto de partida deste projeto (Tabela 12).

37

Tabela 12- Formulação incompleta utilizada como base na produção dos champôs, desenvolvida em estudos anteriores realizados na Unibio Lda. Os valores de concentração (%) são dados pelas gamas utilizadas nas

formulações.

Componentes (INCI) Concentração (%)

Aqua 34,65

Glycerin 81,71

Acacia gum e xanthan gum 81,67

Coco-glucoside 100

Decyl glucoside 100

Cocamidopropyl betaine 100

Glyceryl oleate 57,14

Conservante 100

Fragância 100

Tensioativos

Delineou-se desde logo que o champô teria no máximo 5 tensioativos. A base de limpeza é

composta por dois tensioativos não iónicos (decyl e coco-glucoside) um anfotérico (cocamidopropyl

betaine) e um co-tensioativo (glyceryl oleate), existindo ainda outros componentes na sua constituição

dependendo da linha de produção, incorporando SCI ou MG-60.

Os tensioativos não iónicos são polissacarídeos, integrantes do grupo APGs (alkyl

polyglucosides) [50] sendo que o grau de polimerização destes compostos altera consoante o número

de monómeros de glucose. A sua síntese, desde que há registo, processa-se mediante a reação de

glucose ou polissacarídeos com álcool em condições ácidas. O processo é eleito devido às suas fontes

naturais e renováveis, isto é, os álcoois são obtidos de óleo de coco ou de palma enquanto a glucose

ou polissacarídeos provêm de milho, batata ou amido de trigo [51]. Além disso, apresentam uma taxa

de biodegradação geralmente elevada e toxicidade aquática reduzida. A atratividade dos APGs centra-

se na sua propriedade de suavidade que é dermatologicamente favorável para a pele [50].

O coco-glucoside é responsável pela criação de espuma suave e possui propriedades

condicionantes. É um líquido viscoso amarelo claro resultante de uma solução de 50 % de tensioativo

em água, caracterizado por uma cadeia de 12 carbonos (Figura 22) e um pH alcalino [3]. Tendo em

consideração as suas capacidades de estabilização da espuma, condicionamento e aumento de

viscosidade este composto pode ser aplicado como tensioativo principal ou co-tensioativo. É possível

encontrar este tensioativo em formulações diversificadas desde produtos capilares, produtos de

limpeza facial, nomeadamente, águas micelares a produtos de limpeza para bebés [51]. O decyl

38

glucoside apresenta uma cadeia mais pequena, 10 carbonos, mas aspeto físico e propriedades

semelhantes (Figura 22). Em geral, consiste numa solução em água de 51-55% de tensioativo com um

pH elevado. A sua capacidade de formação de espuma é ligeiramente menor comparando com o coco

glucoside mas concede maior viscosidade [3]. Tal como o coco-glucoside pode ser aplicado como

tensioativo principal ou co-tensioativo. É dos compostos dentro dos APGs mais utilizados a nível

cosmético [51], tendo as mesmas aplicações que o coco-glucoside.

O cocamidopropyl betaine (Figura 23) ao ser um tensioativo anfotérico detém ambas as

propriedades aniónicas, associadas à limpeza, e catiónicas, relacionadas com o condicionamento

dependendo da finalidade da formulação. Caracterizado pela sua suavidade, este líquido viscoso

resulta de uma solução a 30% em água. Este tensioativo derivado do coco possui funções anti-estáticas

e de condicionamento capilar, ajudando a regular a viscosidade e estabilizar a espuma. Destaca-se

como sendo um dos tensioativos secundários mais aplicados, funcionando, normalmente, numa

mistura de tensioativos. É adequado para todos os produtos de limpeza, em especial para produtos de

bebé e de limpeza facial suave [3].

O glyceryl oleate (Figura 24) é um lípido, utilizado como emulsionante ou co-tensioativo nas

formulações. O seu processo de síntese é a esterificação de glicerol e ácido oleico, tendo uma origem

vegetal a partir de coco. Trata-se de um sólido macio amarelo pálido com aplicações em cremes para

a pele, géis de banho, produtos de cuidado de corpo, champôs e condicionadores de cabelo [38].

A fase espessante é composta por goma e glicerina vegetal (glyceryn), sendo que a goma

selecionada resulta da combinação de acacia gum e xanthan gum. Esta goma consiste num pó branco

a bege, solúvel em água tanto a quente como a frio e apresenta um espessamento médio, sem ser

pegajoso. A acacia gum é obtida diretamente da árvore acacia senegal e por sua vez a xhantan gum é

sintetizada por fermentação exógena de glucose ou sacarose por Xanthomonas campestris. As suas

aplicações incluem géis de banho, champôs ou para fins de estabilidade em cremes e loções [52].

Figura 22- Estrutura de decyl glucoside (A) e coco-glucoside (B). R= resíduo da cadeia alquil de álcoois alifáticos; n = número de monómeros de glucose [51].

(A)

(B)

Figura 23- Estrutura química de cocamidopropyl betaine [64].

Figura 24- Estrutura química do glyceryl oleate [65].

39

Geralmente a glicerina (glyceryn), também designada glicerol, é utilizada para dispersar

gomas naturais e espessantes na formulação de modo a facilitar o processo e evitar aglomerados [3]

A glicerina é um subproduto da produção de sabão a partir de óleos e gorduras, podendo ter origem

animal ou vegetal. Caracteriza-se por ser um líquido ligeiramente viscoso e incolor. As suas

propriedades higroscópicas possibilitam a hidratação da pele ou cabelo. É um composto bastante

aplicado a nível alimentar devido à sua capacidade humectante e ao seu sabor doce. Na área cosmética

é utilizado além de humectante também como solvente, dispersante e em glicerites. É comum encontrar

este composto em emulsões, produtos de cuidado capilar e produtos à base de água [4].

Ativos

A fase dos componentes ativos comum a ambos os champôs é constituída por 3 ingredientes

(sodium PCA, pantenol, aqua; hydrolyzed wheat protein) cujo conjunto gera um bom condicionamento.

O sodium PCA (Figura 25) é o sal monovalente de sódio do ácido carboxílico pirrolidona [53].

É um composto hidratante e possui a capacidade de retenção de humidade com propriedades

condicionantes na pele e no cabelo uma vez que a pH ácido funciona como um elemento catiónico [3].

A sua ampla aplicação cosmética inclui cuidados faciais, corporais e capilares. No caso do cabelo é

indicado para produtos de cuidado de cabelo seco [53].

A proteína hidrolisada de trigo (hydrolyzed wheat protein) é um derivado de proteína sintetizado

através de hidrólise enzimática ou química. Os polipéptidos, oligopéptidos e péptidos resultantes da

reação são posteriormente utilizados como agentes condicionantes em produtos de cuidado de cabelo

ou pele [54].

O pantenol (Figura 26) é um álcool caracterizado por ser um pó branco cristalino, mas que, em

geral, é comercializado como um líquido viscoso obtido por adição de água. Este composto é um

percursor de vitamina B5. Além de condicionamento, tanto no cabelo como na pele, o pantenol pode

atuar como solvente, humectante [55] hidratante e antiestático. Aplica-se tanto em medicamentos como

em cosméticos [3].

As formulações para cabelos oleosos contêm ingredientes específicos como a argila verde

(illite), urtiga (urtica dioica leaf powder) ou carvão ativado (activated charcoal).

Figura 25- Estrutura química do sodium PCA [66].

Figura 26- Estrutura química do pantenol.

40

A argila verde (illite) consiste num pó esverdeado, contendo diversos óxidos (CaO, MgO, Fe2O3

e Al2O3) e com alto teor de sílica. A sua granulometria é de cerca de 44 µm. A capacidade de absorção

da argila devido à elevada superfície específica conferida pela pequena dimensão das suas partículas,

torna-a bastante útil para pele e cabelos oleosos. Além disso possui uma ação revigorante devido ao

seu conteúdo em ferro e cálcio. Normalmente, é aplicada em máscaras faciais ou corporais, sabões

líquidos ou em barra, máscaras de cabelo e champôs específicos [56].

A urtiga foi aplicada nas formulações através de uma infusão preparada com o pó das suas

folhas. As suas propriedades fortificantes, a regulação do sebo e sua ajuda a nível da caspa tornam a

urtiga uma planta atrativa para cosmética capilar. É comum encontrar este ingrediente em produtos

como champôs secos, loções anti-queda de cabelo, máscaras de cabelo tonificantes e em champôs

para cabelos danificados ou oleosos [57].

O carvão ativado é um ingrediente cada vez mais presente no mercado cosmético de cuidado

e higiene pessoal, sendo bastante popular entre os produtos dentífricos. Contudo, o carvão ativado já

integra formulações de champôs associados a oleosidade devido à sua capacidade de absorção. Todos

os produtos em que é incorporado caracterizam-se, em geral, pela sua tonalidade preta. Pode ser difícil

trabalhar com este ingrediente, mas os benefícios compensam, principalmente, em formulações para

problemas de pele como acne. A sua capacidade de limpeza torna-o num ingrediente chave em

máscaras e pomadas faciais, bálsamos de limpeza, formulações de cuidado da pele e máscaras

corporais [4].

Óleos

Todas as formulações, independentemente, do tipo de cabelo para a qual são direcionadas

incluem azeite (olea europaea fruit oil). Este óleo vegetal é um elo de ligação entre a linha de produção

dos champôs, sendo a sua origem portuguesa. Apostar em produtos nacionais possibilita uma maior

monitorização do processo de produção da matéria-prima e consequente a sua qualidade. A produção

do azeite é efetuada através de extração a frio a partir das azeitonas. Apesar de estarmos acostumados

a observá-lo na nossa gastronomia, este óleo gordo possui grande utilidade em produtos nutritivos tais

como bálsamos, máscaras, cremes, produtos capilares, esfoliantes e emulsões. Nas aplicações da

cosmética biológica o azeite mais indicado é o tipo virgem extra [4].

Além do azeite, a formulação para cabelos secos é enriquecida com óleo de coco fracionado

(Caprylic/capric triglyceride). Este ingrediente consiste num mistura de ésteres, constituída,

principalmente, por triglicéridos de cadeia média [58]. O processo de obtenção deste óleo é realizado

mediante uma reação de hidrólise do óleo de coco seguida de uma destilação a vapor. Trata-se de

óleo leve e não gorduroso, em estado líquido a temperatura ambiente, funcionando como uma base de

óleos essenciais e produtos de hidratação e esfoliação. A nível do cabelo é aplicado como ingrediente

condicionante devido às suas propriedades de absorção e hidratação [40].

Emulsionante

Para garantir a estabilidade da emulsão óleo-água é necessário recorrer à utilização de um

emulsionante. Existem dois tipos diferentes de emulsionantes tendo em consideração o modo

41

preparação do sistema, isto é, se os óleos forem colocados em água designam-se O/W se for o

contrário são W/O. No caso do champô o sistema é O/W, tendo-se experimentado diferentes

emulsionantes (Tabela 13) até selecionar o mais indicado.

Tabela 13- Informação relevante sobre os emulsionantes estudados; NF- não facultado.

Emulsionantes

(INCI) Formato Cor HLB Origem Aplicações

Font

es

Sucrose Stearate Pó Branco 15

Sacarose e

ácidos gordos

vegetais

Sabonetes líquidos,

champôs, espuma de

banho, loções, cremes e

desodorizantes

[43]

Polyglyceryl-3

Methylglucose

Distearate

Pellets Marfim 12

Ácido esteárico,

glicerol, metil-

glucosídeo

Cremes, loções, produtos

solares [42]

Cetearyl Alcohol,

Cetyl Palmitate,

Sorbitan

Palmitate,

Sorbitan Oleate

Pedaços Marfim NF

Derivado de

lípidos da

azeitona

Produtos solares e faciais,

condicionadores, champôs,

anti-transpirantes

[59]

Polyglyceryl-3

distearate e

glyceryl stearate

citrate

Pellets Marfim 11

Glicerol, ácido

esteárico e ácido

cítrico

Loções, cremes, produtos

de cuidado do corpo e facial,

produtos solares e para

bebés

[41]

Conservantes

Nas formulações foram aplicados dois conservantes: Dehydroacetic acid, benzyl alcohol e

Aqua, sodium benzoate, potassium sorbate. O primeiro corresponde a uma mistura de dois compostos

orgânicos, com uma ampla gama de atuação entre pH de 2 a 7 [45]. O outro conservante consiste

numa mistura de conservantes sintéticos autorizados em cosmética biológica, tendo o seu espectro de

ação na gama ácida de pH (4,5-5,5) [44]. Ambos são indicados para utilizar em formulações cosméticas

contendo água. Para os testes microbiológicos o conservante em estudo foi o Aqua, sodium benzoate,

potassium sorbate.

Fragância

A fragância do champô para cabelos secos resulta da combinação de três óleos essenciais:

alecrim (Rosmarinus officinalis leaf oil), gerânio (Pelargonium graveolens flower oil) e laranja-doce

(Citrus aurantium dulcis peel oil). A base do aroma é o alecrim, os restantes óleos foram adicionados

para complementar e criar uma fragância mais fresca, harmoniosa e agradável. O alecrim é uma planta

presente em todo o mundo, cultivada pelas suas propriedades antioxidantes, antimicrobianas, antivirais

42

e anti-inflamatórias [60]. O seu óleo essencial é bastante aplicado na indústria de perfumaria e

cosmética [61]. A produção do óleo é realizada mediante a destilação a vapor das folhas e flores do

arbusto de alecrim [4]. Os seus principais constituintes são 1,8-cineol, 𝛼-pineno, canfeno, 𝛼-terpineol e

borneol [61].

No caso das formulações para cabelos oleosos o aroma, inicialmente, continha apenas alecrim

e com o desenvolvimento do trabalho apostou-se na junção de óleo essencial de limão para

proporcionar frescura. Incorporando-se ainda em algumas formulações óleo de erva príncipe

(Cymbopogon citratus leaf oil).

5.2 Linha MG-60

Na formulação deste champô a base de limpeza é composta pelos tensioativos mencionados

anteriormente, exceto o glyceryl oleate que foi substituído pelo MG-60 (Figura 27). A tentativa de

introdução deste ingrediente deveu-se às suas propriedades que melhorariam o desempenho na

função de limpeza do champô, nomeadamente na formação da espuma.

O MG-60 é um carbohidrato derivado de amido, em formulação líquida, cuja aplicação se

direciona para produtos de cuidado e higiene pessoal. Encontra-se em formulações de tónicos faciais,

cremes, champôs, condicionadores e géis de banho. A adição deste componente na formulação, dá

um efeito luxuriante ao cabelo ao melhorar a sua textura e o corpo do cabelo. Possui a particularidade

de ajudar na prevenção da sensação áspera, após lavagem, através do seu revestimento suave [37].

O desenvolvimento deste champô consistiu apenas na construção da base de limpeza e ajuste

da viscosidade ao conjugar as concentrações dos constituintes da fase espessante. A formulação não

foi completada, mas as amostras elaboradas deram uma ideia do potencial existente.

A etapa de desenvolvimento da base de limpeza, neste caso do MG-60, compreendeu a

introdução do mesmo e o reajuste das concentrações dos restantes tensioativos (Tabela 14) de modo

a obter a concentração total estipulada (entre 35 a 45% da totalidade da formulação), tendo como base

a formulação da Tabela 12. Em relação à fragância utilizou-se apenas óleo essencial de alecrim

(Rosmarinus officinalis leaf oil) com uma concentração final, após ajustes, de 42,17%7.

7 O valor de concentração (%) é dado pela gama utilizada nas formulações.

Figura 27-Estrutura química do MG-60.

43

Tabela 14- Concentrações dos tensioativos rearranjadas a partir da formulação base e aplicadas nas amostras desenvolvidas, desde o teste 2A a 2E. Os valores de concentração (%) são dados pelas gamas utilizadas nas

formulações.

Ingredientes (INCI) Concentração (%)

Coco-glucoside 94,58

Decyl glucoside 96,32

Cocamidopropyl betaine 92,98

Além de analisar-se a influência da concentração do MG-60 no desempenho das amostras, a

sua reologia foi estudada ao variar as quantidades dos constituintes da fase espessante (Tabela 16).

Tabela 15- Quadro síntese das concentrações de MG-60 e da fase espessante (glycerin e acacia gum e xanthan xum) aplicadas nas diferentes formulações do champô. Os valores de concentração (%) são dados pelas gamas

utilizadas nas formulações.

Concentração de Ingredientes (%)

Amostras MG-60 Acacia gum e

xanthan gum Glycerin

2A 100 0 0

2B 60 0 0

2C 35 100 100

2D 44,20 62,96 63,27

2E 55 44,44 57,14

Após a formulação de 5 amostras foi possível determinar uma combinação da fase espessante

e da mistura de tensioativos favorável. Analisando os dados das concentrações dos ingredientes

(Tabela 15) e os resultados do gráfico abaixo (Figura 28), a amostra que apresenta uma combinação

mais favorável entre os parâmetros em estudo é a amostra 2E. Apesar de possuir uma viscosidade um

pouco elevada, é aquela que se encontra mais próxima dos padrões. A obtenção de uma viscosidade

mais baixa poderia passar por diminuir um pouco a quantidade de MG-60 porque se trata de um líquido

viscoso, contribuindo diretamente para a melhoria desta propriedade. Um facto que pode ser

comprovado pela análise das amostras 2A e 2B, visto que existe uma redução desta propriedade

quando a única variante é o MG-60.

44

Em relação às bolhas de ar presentes nas amostras, resultam da incorporação de ar durante o

processo de agitação e mistura dos ingredientes. Contudo, ao longo do tempo verifica-se a diminuição

das bolhas e mesmo o seu desaparecimento total.

Relativamente à aplicação das amostras no cabelo, os resultados indicam que a propagação e

o enxaguamento são parâmetros muito semelhantes e satisfatórios em todas as formulações testadas.

Em termos de aparência as amostras (Figura 29) variam a sua cor entre uma tonalidade bege (2A) a

um laranja (2B). No entanto, a cor mais comum é amarelo claro consequente da mistura de tensioativos.

A cor alaranjada da amostra 2B surge devido à introdução de extrato de baunilha por lapso.

Os dados da avaliação das características da espuma de cada amostra (Figura 30) permitem

inferir que a quantidade formada é semelhante em todas amostras e com um valor alto (7). Em termos

da rapidez de formação, as amostras possuem valores quase idênticos dentro da gama de muito alto

(9 e 10). As amostras apresentam uma espuma bem cremosa, com valores altos e muito altos (8 e 9).

Em geral, as bolhas de espuma geradas encontram-se numa escala intermédia/baixa (5 e 4) em termos

de quantidade e um pouco mais acima em relação à sua dimensão.

A formulação com MG-60 proporciona uma formação rápida de uma boa quantidade de espuma

com cremosidade elevada. Não se justifica utilizar quantidades elevadas deste componente uma vez

que quantidades intermédias oferecem resultados de espuma admissíveis, sem grande disparidade de

resultados. Facto verificado ao comparar os dados obtidos para a amostra 2A e 2D ou 2E (Figura 31).

1

4

7

10Viscosidade

Quantidade de bolhas dear

Dimensão das bolhas de arPropagação

Enxaguamento

Mádara Eubiona 2A 2B 2C 2D 2E

Figura 29- Amostras de MG-60 produzidas: 2A,2B, 2C, 2D e 2E

Figura 28- Gráfico representativo dos parâmetros avaliados em termos de aspeto físico e de aplicação das amostras com MG-60 em estudo.

45

Estando assim de acordo com a linha de desenvolvimento das quantidades de MG-60 necessárias para

obter a viscosidade ideal, tornando-se vantajoso em termos de custos.

Os resultados das características do cabelo molhado (Figura 32) após a lavagem com as

amostras revelam que o resultado do critério de limpeza é equivalente em todas as amostras. Existem

variações nos critérios associados ao processo de pentear e desembaraçar o cabelo. É necessária

uma força menor para pentear quando a amostra tem uma quantidade mais elevada de MG-60 e por

conseguinte torna-se mais fácil desembaraçar o cabelo. Estes resultados demonstram a capacidade

condicionante do MG-60.

1

4

7

10

Facilidade dedesembaraçamento

Força para pentearLimpeza

Mádara Eubiona 2A 2B 2C 2D 2E

1

4

7

10Volume

Rapidez da espuma

CremosidadeDimensão das bolhas

Quantidade de bolhas

Mádara Eubiona 2A 2B 2C 2D 2E

Figura 32- Gráfico dos resultados obtidos na avaliação do cabelo molhado das amostras com MG-60 testada no cabelo do laboratório.

Figura 30- Gráfico dos resultados obtidos na avaliação das características da espuma criada por cada amostra com MG-60 testada no cabelo do laboratório.

Figura 31- Resultados da avaliação da espuma no cabelo das amostras 2A, 2D e 2E, respetivamente da esquerda para a direita.

46

No cabelo seco foram avaliados diversos parâmetros (Figura 33) desde características físicas

ou visuais até ao processo de pentear. No critério de suavidade a amostra com melhor avaliação é a

2C, a qual possui quantidades intermédias de MG-60, mas as mais elevadas da fase espessante,

nomeadamente, a glicerina que pode contribuir para o aumento da suavidade do cabelo devido à sua

capacidade de hidratação. Os dados da força ao pentear indicam que é necessária menor força para

pentear o cabelo seco em relação ao cabelo molhado. No que diz respeito à facilidade de

desembaraçamento os valores são também ligeiramente superiores, dentro da gama alta. O volume do

cabelo é uma característica que se situa em gamas intermédias/altas tal como o brilho. As

discrepâncias entre as amostras não são significativas. De um modo geral, não existe praticamente

estática no cabelo em todas as amostras testadas. Não se registaram vestígios de sujidade no cabelo.

Os resultados das 5 amostras produzidas demonstram que no conjunto dos fatores estudados,

a amostra 2E é a que possui maior potencial. Assim, seria a partir desta formulação que se iria

prosseguir o desenvolvimento das restantes fases constituintes do champô.

5.3 Linha SCI

A linha de desenvolvimento com SCI subdivide-se em duas categorias: cabelos secos e cabelos

oleosos. Contudo apenas foi possível chegar a uma formulação final para os cabelos secos. O

ingrediente chave desta linha, é um tensioativo aniónico de cor branca cuja forma pode ser apresentada

em pedaços, em formato agulha, grânulos e pó. O SCI é constituído por ácidos gordos derivados do

óleo de coco e ácido isethionic (Figura 34).

Figura 34- Estrutura química do SCI (RCO-representa os ácidos gordos derivados do coco).

O SCI é um tensioativo suave, caracterizado pela formação de uma excelente espuma,

cremosa e suave tendo também um elevado poder de limpeza. Possui um leque de aplicações

Figura 33- Gráfico dos resultados obtidos na avaliação do cabelo seco das amostras com MG-60 testada no cabelo do laboratório.

1

4

7

10

Facilidade dedesembaraçamento

Força para pentear

Estática

BrilhoVolume

Presença de resíduos

Suavidade ao toque

Mádara Eubiona 2A 2B 2C 2D 2E

47

cosméticas e de higiene pessoal [62], sendo utilizado na produção de sabonetes em barra, produtos

de limpeza e cuidado da pele, cremes, loções, champôs e géis de banho. É um tensioativo associado

a produtos de cuidado de bebés. [63].

Ao contrário da linha MG-60 a produção destas formulações é efetuada com aquecimento

devido à baixa solubilidade em água do SCI (0,01g/100mL) à temperatura ambiente mas que a 70ºC

aumenta bastante (>50 g/100mL) [36]. Além do fator da temperatura a presença do cocamidopropyl

betaine contribui também para este aumento de solubilidade [62].

Na formulação dos champôs com SCI existe uma fase comum, os tensioativos, que apresentam

concentrações semelhantes. Os restantes constituintes diferenciam para cada tipo de cabelo. Para os

cabelos secos existe a criação de emulsão logo para além dos óleos (azeite e óleo de coco fracionado)

há a presença de um emulsionante. Este é específico deste tipo de champô, não estando presente na

formulação para cabelos oleosos. Esta por sua vez apresenta menor quantidade de ativos e azeite,

tendo como ingrediente mais específico a argila. Como não funcionou a sua introdução na formulação,

explorou-se outras possibilidades como o carvão ativado e infusão de urtiga. A fragância apesar de

estar interligada pelo aroma de alecrim também é distinta, tal como foi referido anteriormente. Na fase

inicial das formulações também se utilizou óleo essencial de erva-príncipe (cymbopogon citratus leaf

oil).

O desenvolvimento de champôs com SCI é detalhado no capítulo seguinte.

6. Resultados e Discussão

A etapa inicial, o desenvolvimento de uma boa base de limpeza, já com a fase espessante

incorporada foi efetuada através da variação dos ingredientes selecionados de modo a determinar a

melhor combinação, tendo em consideração a viscosidade ao conjugar quantidades distintas de goma

e glicerina.

Dentro das formulações realizadas, aquelas que forneceram resultados favoráveis ou que de

alguma forma foram pertinentes para a construção da formulação final, encontram-se apresentadas na

Tabela 16. As formulações destas amostras resultaram todas em produtos estáveis. Todos os valores

das concentrações utilizados são dados pelas percentagens das gamas efetivamente aplicadas nas

formulações (Anexo II).

É de salientar que nestas primeiras formulações se aplicou conservante, mas como não havia

necessidade do mesmo nesta fase de desenvolvimento, deixou de ser integrado nas formulações. As

amostras foram produzidas com uma massa de 100g.

48

Tabela 16- Formulações das amostras relevantes no estudo da eficácia da base de limpeza e fase espessante associada para uma reologia aceitável. Os valores de concentração (%) são dados pelas gamas utilizadas nas

formulações.

Para encontrar a base de limpeza foram realizadas diversas formulações, tendo-se chegado a

uma combinação aceitável com a amostra 1F. Além de apresentar boas características em termos de

lavagem e formação de espuma, resultou também de uma diminuição da fase espessante como

tentativa de obtenção de uma viscosidade inferior. A amostra 1B tendo uma concentração de SCI

máxima, apresentava cor branca e aspeto cremoso. Com a diminuição deste componente verificou-se

uma mudança de cor, de branco para amarelo claro. Em termos de espuma, verificou-se que a

formulação com SCI a 100% (1B) a espuma resultante era bastante cremosa, mas o volume gerado

era inferior quando comparado com a amostra 1F (Figura 35).

De modo a compreender a influência dos componentes da fase espessante, em especial a

goma (acacia senegal gum; xanthan gum) na estabilidade e viscosidade das amostras realizaram-se

Concentrações nas amostras (%)

Fase Componentes (INCI) 1B 1F 1G 1H

Aquosa Aqua 25,18 65,59 100 82,49

Espessante

Glycerin 77,31 73,61 0 73,61

Acacia Senegal Gum; Xanthan Gum 77,50 62,50 0 0

Tensioativos

Coco-glucoside 49,56 46,25 46,25 46,25

Decyl glucoside 66,26 52,72 52,72 52,72

Cocamidopropyl betaine 33,88 20,66 20,66 20,66

Sodium cocoyl isethionate (grânulos) 100,00 33,33 33,33 33,33

Glyceryl oleate 0 28,57 28,57 28,57

Estabilizante Dehydroacetic acid, benzyl alcohol 94,90 94,90 94,90 0

Fragância Cymbopogon citratus leaf oil 37,35 42,17 42,17 12,05

Figura 35- Amostras 1B e 1F com os seus respetivos resultados na avaliação da espuma no cabelo do

laboratório.

49

duas formulações, uma sem fase espessante e outra sem goma (amostras 1G e 1H). Ambas as

formulações resultaram em amostras estáveis, sendo que a amostra 1G estava muito líquida enquanto

a amostra 1H manteve uma viscosidade semelhante às outras amostras. Comprovou-se assim o efeito

da goma na viscosidade final da formulação. Justificando a necessidade da mesma para conferir

consistência à amostra.

6.1 Formulação para cabelos oleosos

A etapa seguinte, consistiu na adição de ativos (sodium PCA, pantenol, aqua e hydrolyzed

wheat protein) à formulação 1F, iniciando-se o estudo da conjugação de ativos com a sua respetiva

concentração máxima. Existiu um recálculo das concentrações das partes já constituintes da

formulação para garantir que representariam 95 % da totalidade do champô.

Tabela 17- Formulações das amostras relevantes após introdução de ativos. As amostras sublinhadas mostraram-se instáveis. Os valores de concentração (%) são dados pelas gamas utilizadas nas formulações.

Concentrações nas amostras (%)

Fase Componentes (INCI) 4A 4B 4D 4H

Aquosa Aqua 49,65 50,09 53,59 53,59

Espessante

Glycerin 69,91 69,91 69,91 69,91

Acacia Senegal Gum; Xanthan Gum 59,17 59,17 59,17 59,17

Tensioativos

Coco-glucoside 34,90 34,90 34,90 34,90

Decyl glucoside 45,69 45,69 45,69 45,69

Cocamidopropyl betaine 6,20 6,20 6,20 6,20

Sodium cocoyl isethionate

(em pó, exceto 4A com grânulos)

25,56 20 11,11 11,11

Glyceryl oleate 14,29 100 100 100

Ativos

Sodium PCA 100 100 100 100

Hydrolyzed wheat protein 100 100 100 100

Panthenol, aqua 100 100 100 100

Fragância Rosmarinus officinalis leaf oil 10,84 6,02 6,02 6,02

50

Estas formulações foram o início do desenvolvimento do champô para cabelos oleosos (Tabela

17). Da amostra 4A para a 4B apenas se alterou a quantidade de glyceryl oleate. Revelou-se uma boa

opção, tendo em consideração que a espuma se tornou mais cremosa e conferiu uma boa sensação

ao cabelo após a lavagem. No entanto, a viscosidade era um pouco elevada.

A amostra 4D (Figura 36) apesar de apresentar apenas uma diminuição da concentração de

SCI a nível da formulação, também foi um teste para a introdução de novos fornecedores para os

seguintes componentes: glyceryl oleate, hydrolyzed wheat protein, decyl e coco-glucoside. A

instabilidade da amostra, devido à não homogeneidade, foi desde logo associada a esta mudança de

fornecedores. Para determinar qual ou quais os ingredientes responsáveis pela instabilidade,

formularam-se 3 amostras variando o fornecedor do decyl e do coco- glucoside. A amostra 1H foi

produzida com os fornecedores habituais, a amostra 4I com coco-glucoside do fornecedor habitual e

decyl- glucoside do novo fornecedor e a amostra 4J com o inverso de 4I. As amostras 4J e 4I resultaram

instáveis, evidenciando que a causa do problema eram os novos decyl e coco-glucoside. Por sua vez,

a amostra 4H revelou-se estável. A partir destes resultados, mantiveram-se os fornecedores anteriores

de decyl e coco-glucoside e apostou-se apenas no novo fornecedor para o glyceryl oleate e hydrolyzed

wheat protein.

Existiu um período de tempo em que o pantenol esteve indisponível daí a razão de algumas

formulações não possuírem este ingrediente (4U, 4V, 4V2, 4W,5B,5C,5D e 5F).

O passo seguinte do progresso da formulação consistiu na adição do azeite sem recorrer a

emulsionantes para estabilização. Começou por se formular com uma quantidade intermédia de azeite

e devido ao resultado instável (amostra 4N), diminuiu-se ligeiramente e foi possível obter uma amostra

estável (4Q). Como a amostra detinha uma viscosidade um pouco acima do desejado, ponderou-se

retirar a goma da formulação e verificar a sua viabilidade. Apesar do resultado ter sido estável (amostra

4R) existiu falta consistência na textura.

Devido à possibilidade de a formulação se estar a tornar demasiado pesada, isto é, com uma

concentração elevada de ingredientes incorporados, testou-se uma diminuição geral dos mesmos,

exceto o SCI (amostra 4T). Acabou por não resultar numa formulação estável. A amostra 4Y surgiu

como uma nova tentativa para encontrar a estabilidade através de um aumento ténue de alguns

tensioativos e de glicerina (Tabela 18).

Figura 36- Amostra 4D não homogénea.

51

Tabela 18- Formulações das amostras relevantes após adição do azeite. As amostras sublinhadas mostraram-se instáveis. Os valores de concentração (%) são dados pelas gamas utilizadas nas formulações.

A amostra 4Y em comparação com outras amostras instáveis, apresentou uma maior

dificuldade em visualizar-se a não homogeneidade. A sua instabilidade era dada pela variação ligeira

de tonalidades na amostra (Figura 37). Das formulações executadas com azeite a que revelou

resultados mais promissores foi a 4Q.

Figura 37- Amostras 4Q e 4Y.

Concentrações nas amostras (%)

Fase Componentes (INCI) 4N 4Q 4R 4T 4Y

Aquosa Aqua 57,94 66,46 68,30 79,25 74,87

Espessante

Glycerin 69,91 69,91 69,91 65,97 69,44

Acacia Senegal Gum; Xanthan Gum 59,17 59,17 0 50 41,67

Tensioativos

Coco-glucoside 28,8 28,8 28,8 25,31 28,8

Decyl glucoside 35,15 35,15 35,15 31,63 35,15

Cocamidopropyl betaine 6,20 6,20 6,20 0 8,26

Sodium cocoyl isethionate

(em pó, exceto 4Y com grânulos) 11,11 11,11 11,11 11,11 11,11

Glyceryl oleate 100 100 100 100 100

Ativos

Sodium PCA 100 100 100 100 100

Hydrolyzed wheat protein 66,67 66,67 66,67 0 0

Panthenol, aqua 66,67 66,67 66,67 0 0

Oleosa Olea europaea fruit oil 45,95 18,92 18,92 13,51 13,51

Fragância Rosmarinus officinalis leaf oil 3,61 3,61 3,61 0 18,07

52

Após esta etapa, a mistura de tensioativos ficou com as suas concentrações definidas (valores

exibidos na formulação 4Q). No entanto, existiram ligeiras oscilações nestes valores para a formulação

de cabelos secos. A forma física de SCI aplicado nas formulações foi variando consoante a

disponibilidade desta matéria-prima sob diferentes formas no laboratório.

De modo a formular um champô para cabelos oleosos procedeu-se à incorporação de argila

para atuar na absorção da sujidade e oleosidade do cabelo. Estas formulações foram realizadas para

encontrar um equilíbrio entre a concentração de argila e a estabilidade da amostra, algo que não

sucedeu em nenhuma das tentativas (Tabela 19). A instabilidade das amostras era normalmente

verificada no próprio dia ou no seguinte à sua execução. Contudo nas últimas amostras (4V3,4V4 e

4V5) já se verificou um período de tempo superior para alterações visíveis (2 dias).

Ao longo das formulações foi-se modificando o procedimento para melhorar a incorporação da

argila devido à dificuldade da sua dispersão. Inicialmente, a argila foi adicionada diretamente à mistura

já com todos os ingredientes, exceto os restantes ativos que foram posteriormente introduzidos

(amostras 4U e 4V). De seguida, tentou-se uma nova abordagem ao dispersar a argila em ¼ da água

da formulação e adicioná-la antes do azeite e restantes ativos (amostras 4V2 e 4V3). A última tentativa

foi o procedimento descrito em 4.1 Formulação para Cabelos Oleosos (amostras 4V4 e 4V5). Estas

modificações no método de produção não tiveram qualquer influência no resultado final da estabilidade

visto que o resultado foi sempre idêntico.

A quantidade de argila foi diminuída ao longo da evolução da formulação das amostras para

avaliar se seria um fator de instabilidade. Revelou-se um parâmetro sem relação aparente com o

problema. Explorou-se ainda o impacto do azeite e argila juntos na formulação, testando amostras com

e sem azeite (4U). Os resultados obtidos não mostraram nenhum impacto evidente vindo da

combinação destes dois ingredientes.

A instabilidade observada nas amostras era demonstrada pela separação de fases (Figura 38).

Em especial, na amostra 4U verificou-se ainda a presença de partículas brancas cuja origem poderia

ter resultado de uma má dispersão do SCI. Voltou a colocar-se conservante nas amostras uma vez

que se estaria num ponto de formulação avançada, caso resultasse estável. A fragância começou a

ser testada com a incorporação de diferentes óleos essenciais: limão, alecrim e erva-príncipe. Foram

realizadas combinações distintas para encontrar a fragância ideal.

Figura 38- Amostras formuladas com argila de 4U a 4V5, respetivamente.

53

Tabela 19- Formulações de champôs para cabelos oleosos com argila, todas instáveis. Os valores de

concentração (%) são dados pelas gamas utilizadas nas formulações.

Em simultâneo, ainda foi testada a hipótese de introduzir carvão ativado na formulação

produzindo-se 3 amostras (Tabela 20). Embora se tenha descartado esta possibilidade por não se

Concentrações nas amostras (%)

Fase Componentes (INCI) 4U 4V 4V2 4V3 4V4 4V5

Aquosa Aqua 88,44 80,30 78,11 77,50 69,35 68,74

Espessante

Glycerin 57,87 57,87 57,87 57,87 57,87 57,87

Acacia Senegal Gum; Xanthan Gum 41,67 41,67 41,67 41,67 41,67 50

Tensioativos

Coco-glucoside 28,80 28,80 28,80 28,80 28,80 28,80

Decyl glucoside 35,15 35,15 35,15 35,15 35,15 35,15

Cocamidopropyl betaine 6,20 6,20 6,20 6,20 8,26 8,26

Sodium cocoyl isethionate

(em pó, exceto 4V5 com grânulos)

11,11 11,11 11,11 11,11 11,11 11,11

Glyceryl oleate 100 100 100 100 100 100

Ativos

Sodium PCA 100 100 100 100 100 100

Hydrolyzed wheat protein 0 0 0 0 0 0

Panthenol, aqua - - - 0 62,50 62,50

Illite 100 44,44 44,44 55,56 22,22 0

Estabilizante

Dehydroacetic acid, benzyl alcohol - 94,90 94,90 - - -

Aqua, sodium benzoate, potassium sorbate - - - - 93 100

Oleosa Olea europaea fruit oil - 5,41 18,92 2,70 5,41 0

Fragância

Rosmarinus officinalis leaf oil, citrus limon 1,20 - - - - -

Rosmarinus officinalis leaf oil, cymbopogon

citratus leaf oil - - - 0 6,02 18,07

Rosmarinus officinalis leaf oil - 0 0 - - -

54

enquadrar no tipo de champô líquido pensado pela empresa neste momento. O azeite não foi

incorporado nestas formulações.

Tabela 20- Formulações de champôs para cabelos oleosos com carvão ativado, todas estáveis. Os valores

de concentração (%) são dados pelas gamas utilizadas nas formulações.

Concentrações nas amostras (%)

Fase Componentes (INCI) 4K 4W 4W2

Aquosa Aqua 40,46 80,30 63,92

Espessante

Glycerin 69,91 57,87 69,44

Acacia Senegal Gum; Xanthan Gum 59,17 41,67 41,67

Tensioativos

Coco-glucoside 34,90 28,80 34,90

Decyl glucoside 45,69 35,15 45,69

Cocamidopropyl betaine 6,20 6,20 8,26

Sodium cocoyl isethionate

(pó)

11,11 11,11 11,11

Glyceryl oleate 100 100 100

Ativos

Sodium PCA 100 100 100

Hydrolyzed wheat protein 66,67 0 0

Panthenol, aqua 66,67 - 0

Activated charcoal 100 0 0

Estabilizante Dehydroacetic acid, benzyl alcohol - 94,90 -

Fragância

Rosmarinus officinalis leaf oil 3,61 - -

Rosmarinus officinalis leaf oil, cymbopogon

citratus leaf oil - - 3,61

Rosmarinus officinalis leaf oil; citrus limon - 3,61 -

55

Todas as formulações resultaram em amostras estáveis, mas com o passar do tempo seria

natural a sedimentação do carvão. Foi o que aconteceu com amostra 4W2 (Figura 39) após cerca de 1

mês de armazenamento. Esta amostra foi a única que sofreu alterações, não existindo uma razão

plausível para tal, visto que as amostras anteriores estavam em armazenamento há mais tempo e não

sofreram qualquer alteração.

Figura 39- Amostra 4W2 com carvão ativado após 9 dias da produção.

Como alternativa à argila, introduziu-se infusão de urtiga a 10% na formulação (Tabela 21). As

amostras resultantes revelaram instabilidade embora a amostra 4X2, tal como sucedeu com a amostra

4Y, apresentasse apenas uma pequena variação de tonalidade. A determinação da sua instabilidade

não foi possível ser feita só visualmente, sendo necessários testes de estabilidade como a

centrifugação para uma avaliação mais correta.

A primeira formulação produzida (4X) sofreu uma alteração de cor num período de 3 dias,

incluindo o da produção, de verde passou a castanho amarelado e por fim a castanho escuro (Figura

40). Além disso começou a formar-se uma camada de sedimentos no fundo do recipiente. Nesta

amostra a infusão foi adicionada assim que foi preparada, ainda quente, enquanto nos outros casos

existiu um período de repouso e um processo de coagem aplicado duas vezes. Este pormenor pode

ter despoletado esta modificação de tonalidade e instabilidade.

Figura 40- Evolução da cor da amostra 4X: 1º, 2º e 3º dia, respetivamente.

56

Tabela 21- Formulações com infusão de urtiga 10%. As amostras sublinhadas mostraram-se instáveis. Os valores de concentração (%) são dados pelas gamas utilizadas nas formulações.

Analisando as formulações de cabelos oleosos finais produzidas é possível contestar que os

ativos comuns apresentam os seus valores mínimos uma vez que este tipo de cabelo já possui

oleosidade natural, por isso não necessita de grandes quantidades de agentes condicionantes.

Concentrações nas

amostras (%)

Fase Componentes (INCI) 4X 4X2 4X3

Aquosa Aqua 83,19 54,73 58,23

Espessante

Glycerin 57,87 57,87 57,87

Acacia Senegal Gum; Xanthan Gum 41,67 41,67 41,67

Tensioativos

Coco-glucoside 25,31 28,8 28,8

Decyl glucoside 31,63 35,15 35,15

Cocamidopropyl betaine 0 8,26 8,26

Sodium cocoyl isethionate

(em pó)

11,11 11,11 11,11

Glyceryl oleate 100 100 100

Ativos

Sodium PCA 100 100 100

Hydrolyzed wheat protein 0 0 0

Panthenol, aqua 0 0 0

Urtica dioica leaf powder, aqua (infusão 10%) 100 0 0

Oleosa Olea europaea fruit oil 13,51 13,51 -

Fragância

Rosmarinus officinalis leaf oil, citrus limon - 18,07 18,07

Rosmarinus officinalis leaf oil, cymbopogon citratus

leaf oil 0 - -

57

6.1.1 Avaliação em cabelo natural

O desempenho das amostras para cabelos oleosos foi avaliado no cabelo do laboratório

apenas nas formulações visualmente estáveis: 1B, 1F, 4A, 4B, 4K e 4Q.

As formulações iniciais, sem ativos, 1B e 1F já caracterizadas anteriormente apresentaram

resultados semelhantes em termos de aplicação, mas diferentes em relação à sua cor. Com a

introdução dos ativos as amostras tornaram-se mais amarelas (Figura 41), variando um pouco a

tonalidade consoante a concentração dos mesmos.

Os resultados de propagação das amostras e o seu enxaguamento são praticamente iguais em

todas as formulações (Figura 42). A viscosidade varia ligeiramente, entre valores intermédios (6) e altos

(7 e 8). As amostras com viscosidade mais próxima do ideal são a 4A e 4B. A formulação 4K apresentou

menor valor, a sua textura era mais líquida (4). A presença de bolhas de ar foi significativa na amostra

4Q, onde se verificou o maior valor deste parâmetro (8).

A avaliação da espuma criada pelas amostras testadas demonstrou que em geral a sua

formação é rápida (8 e 9) e com uma cremosidade elevada (entre 8 e 10). A Figura 44 permite ter uma

melhor perceção dos resultados representados no gráfico da Figura 43. A amostra 4B embora produza

menor quantidade de espuma, cria uma espuma extremamente densa e suave, com poucas bolhas de

ar como se pode observar na Figura 44. Foi um resultado semelhante à amostra 1B (Figura 35). Apesar

de a formulação 4B possuir menor quantidade de SCI comparando com a 1B, o facto de ter uma

concentração de glyceryl oleate superior, conjugado com os restantes tensioativos, pode ser

responsável pela cremosidade adicional.

Figura 41- Amostra 4A no final da produção.

Figura 42- Gráfico representativo dos parâmetros avaliados em termos de aspeto físico e de aplicação das amostras de champô para cabelos oleosos em estudo.

1

4

7

10Viscosidade

Quantidade de bolhas de ar

Dimensão das bolhas de arPropagação

Enxaguamento

Mádara Eubiona 1B 1F 4A 4B 4K 4Q

58

A amostra 4A, foi testada por diferentes indivíduos e permitiu assim uma comparação com os

dados retirados da análise no cabelo do laboratório. Um dos aspetos negativos referenciado foi a

viscosidade, a qual dificultava a propagação do champô ao longo do cabelo. Uma situação que não se

verificou no cabelo do laboratório. Isto pode suceder porque no laboratório apenas se aplica a amostra

a uma pequena mecha de cabelo, não simulando da melhor forma o processo de propagação do

champô no couro cabeludo. Fator decisivo na avaliação da propagação do produto. Realizar testes em

indivíduos torna-se mais realista, contribuindo para uma melhoria no processo de formulação.

O volume de espuma criado foi bom em todas as amostras, dentro da gama alta e muito alta.

As bolhas geradas pela espuma das amostras foram na sua maioria de uma dimensão e quantidade

média, salientando apenas uma maior dimensão na amostra 4Q (Figura 44).

Os resultados em relação à limpeza realizada pelas amostras foram bons, com valores dentro

da gama alta e muito alta (8, 9 e 10). Em relação ao pentear e desembaraçar, no cabelo molhado,

existiram algumas diferenças nos resultados. Contudo, os valores encontravam-se acima dos padrões

utilizados (Figura 45). De um modo geral, as amostras testadas obtiveram resultados muito positivos

quando comparados com os champôs utilizados como controlo. Os resultados para as amostras 4A e

4B foram idênticos, daí a sobreposição das linhas na Figura 45. O mesmo sucedeu para o controlo

Mádara e a amostra 4Q.

1

4

7

10Volume

Rapidez da espuma

CremosidadeDimensão das bolhas

Quantidade de bolhas

Mádara Eubiona 1B 1F 4A 4B 4K 4Q

Figura 43- Gráfico dos resultados obtidos na avaliação das características da espuma criada por cada amostra de champô para cabelos oleosos testada no cabelo do laboratório.

Figura 44- Resultados da avaliação da espuma no cabelo das amostras 4A, 4B, 4K e 4Q, respetivamente da esquerda para a direita.

59

Os resultados da avaliação das amostras no cabelo já seco (Figura 46) demonstraram a quase

inexistência de estática e uma necessidade mínima de força para pentear o cabelo que se traduziu em

facilidade no seu desembaraçamento. Embora os valores para este parâmetro se enquadrarem na

gama muito alta, a amostra 1B teve uma avaliação média (6) mas tolerável. A suavidade ao toque do

cabelo após a aplicação das amostras foi alta e muito alta (8,9 e 10). O volume do cabelo foi

genericamente alto contrastando com presença mínima de resíduos, exceto as amostras 1B e 4K. Estas

não retiraram na totalidade a oleosidade do azeite colocado no cabelo. Contudo, foram valores muito

pouco significativos dentro da gama de muito baixo (3 e 2)

6.2 Formulação para cabelos secos

Para formular amostras de champô para cabelos secos (Tabela 22) começou por se introduzir

emulsionante para criar uma emulsão estável com o azeite, o qual foi utilizado em maiores

concentrações. Testaram-se diferentes emulsionantes para determinar aquele que possuía melhor

desempenho e uma relação qualidade-preço.

Figura 45- Gráfico dos resultados obtidos na avaliação das características no cabelo molhado por cada amostra de champô para cabelos oleosos testada no cabelo do laboratório.

Figura 46- Gráfico dos resultados obtidos na avaliação do cabelo seco das amostras de champô para cabelos oleosos testada no cabelo do laboratório.

1

4

7

10Facilidade de desembaraçamento

Força para pentearLimpeza

Mádara Eubiona 1B 1F 4A 4B 4K 4Q

1

4

7

10Facilidade de desembaraçamento

Força para pentear

Estática

BrilhoVolume

Presença de resíduos

Suavidade ao toque

Mádara Eubiona 1B 1F 4A 4B 4K 4Q

60

Tabela 22- Formulações das amostras de champô para cabelos secos com dois emulsionantes em estudo: Cetearyl Alcohol, Cetyl Palmitate, Sorbitan Palmitate, Sorbitan Oleate e Polyglyceryl-3 Methylglucose Distearate. As amostras sublinhadas mostraram-se instáveis. Os valores de concentração (%) são dados pelas gamas

utilizadas nas formulações.

Concentrações nas amostras (%)

Fase Componentes (INCI) 5A 5B 5C 5D 5E

Aquosa Aqua 44,40 46,85 51,23 55,60 21,19

Espessante

Glycerin 69,91 57,87 57,87 57,87 57,87

Acacia Senegal Gum; Xanthan Gum 59,17 41,67 41,67 0 41,67

Tensioativos

Coco-glucoside 28,80 28,80 28,80 28,80 28,80

Decyl glucoside 35,15 35,15 35,15 35,15 35,15

Cocamidopropyl betaine 6,20 6,20 6,20 6,20 6,20

Sodium cocoyl isethionate

(em pó)

11,11 11,11 11,11 11,11 11,11

Glyceryl oleate 100 100 100 100 100

Ativos

Sodium PCA 100 100 100 100 100

Hydrolyzed wheat protein 33,33 100 100 100 100

Panthenol, aqua 33,33 - - - 33,33

Estabilizante Dehydroacetic acid, benzyl alcohol - - - - 94,90

Oleosa

Olea europaea fruit oil 100 100 100 100 45,95

Cocos Nucifera Oil - - - - 100

Cetearyl Alcohol, Cetyl Palmitate, Sorbitan

Palmitate, Sorbitan Oleate 33,33 33,33 - -

100

Polyglyceryl-3 Methylglucose Distearate - - 100 100 -

Fragância Rosmarinus officinalis leaf oil 6,02 0 0 0 0

61

Nas amostras 5A e 5B utilizou-se Cetearyl Alcohol, Cetyl Palmitate, Sorbitan Palmitate, Sorbitan

Oleate com concentrações baixas uma vez que, segundo os fornecedores, pequenas quantidades

possuem a capacidade de suportar uma concentração elevada de óleos como sucede nas loções ou

cremes. Ambos resultaram em formulações estáveis caracterizadas pela sua cremosidade e cor

branca. Após uma semana de armazenamento houve alterações no estado da amostra 5B,

evidenciando-se uma separação de fases (Figura 47). A quantidade da fase de óleos e emulsionante

em 5B não sofreu quaisquer alterações quando comparada com a amostra 5A, apenas se diminuiu a

fase espessante de modo a baixar a viscosidade. Esta modificação pode ter afetado o equilíbrio da

mistura e causado a rutura da emulsão. No entanto, após agitação manual a amostra voltou a ficar

homogénea e manteve-se assim até a avaliação final (2 meses depois), onde se demonstrou

novamente instável.

Figura 47- Amostra 5B após uma semana de armazenamento.

Experimentou-se um novo emulsionante (Polyglyceryl-3 Methylglucose Distearate) nas

amostras 5C e 5D. Em termos de formulação retirou-se a goma (5D) para se verificar o impacto da

mesma na reologia e estabilidade da amostra. A instabilidade de 5C deveu-se à presença de partículas

brancas que demonstravam a má dispersão do SCI. Com este emulsionante as amostras tinham uma

tonalidade mais transparente. Na amostra 5E adicionou-se óleo de coco (Cocos Nucifera Oil) para

enriquecer a formulação de maneira a melhorar as suas propriedades de hidratação. A formulação

resultou estável visualmente, mas a sua textura ficou num nível um pouco acima do esperado. Esta

amostra foi produzida com e sem conservante para possíveis testes microbiológicos, acabando para

não ser aplicada para esse fim.

Foram dadas amostras das formulações produzidas a indivíduos-teste (Anexo III) para se ter

uma melhor noção do desempenho do champô (Tabela 23). Com estas opiniões tentou aperfeiçoar-se

os aspetos negativos destacados.

62

Tabela 23- Avaliação do desempenho de amostras para cabelos secos dadas a experimentar a diferentes indivíduos para uma lavagem (10 a 15 g).

Amostra Indivíduo Aspetos positivos Aspetos negativos

5A

1

- Espuma cremosa;

- Boa lavagem;

- Deixou o cabelo hidratado e suave;

- Viscosidade elevada, dificuldade ao retirar

do recipiente;

- Dificuldade ao espalhar pelo cabelo;

5B

- Melhorou a viscosidade em relação ao

anterior;

- Boa lavagem com quantidade de

espuma suficiente;

- Deixou as pontas do cabelo um pouco

secas;

5D 2

- Lavagem e espuma formada dentro

do normal;

- Muito líquido;

- Ocorreu separação na amostra que restou

após utilização.

5E 3 - Lavagem aceitável; - Demora a fazer espuma levando a colocar

mais quantidade;

As amostras seguintes foram formuladas com outros emulsionantes: polyglyceryl-3 distearate;

glyceryl stearate citrate e sucrose stearate. O primeiro integrou as formulações 5F,5H,5J,5L, 5M e 5N

enquanto o segundo foi aplicado apenas na 5K (Tabela 24).

A amostra 5F tinha a mesma formulação que a amostra 5E, exceto o conservante, para analisar

o efeito da introdução do novo emulsionante. O resultado foi estável durante dois dias, altura em que

se observou a separação de fases.

Para determinar a proporção ideal de emulsionante e óleos, decidiu-se formular com a maior

quantidade de emulsionante (5G), indicada pelo fornecedor, para se compreender até que valores se

poderia ir assegurando a formação de emulsão, com quantidades de azeite significativas para os efeitos

hidratantes pretendidos. Adicionou-se Caprylic/capric triglyceride (5H) para ajudar na parte de

propagação da amostra no cabelo, numa tentativa de melhorar a espalhabilidade do produto,

aproveitando também as suas propriedades de humectante.

A amostra 5G ficou com uma textura muito compacta e densa, observando-se óleo a separar-

se da emulsão. No caso da amostra 5H (Figura 48) também sucedeu uma compactação da textura com

uma camada visível bastante porosa. Esta aparência pode dever-se à formação de uma textura do

género “claras em castelo” na fase dos tensioativos que proporcionou esta consistência à amostra,

sendo este fenómeno despoletado pela ausência de água na mistura dos tensioativos.

63

Tabela 24- Formulações das amostras de cabelos oleosos com dois emulsionantes em estudo: Polyglyceryl-3 Distearate; Glyceryl Stearate Citrate e Sucrose Stearate. As amostras sublinhadas mostraram-se instáveis. Os valores de concentração (%) são dados pelas gamas utilizadas nas formulações.

Concentrações nas amostras (%)

Fase Componentes (INCI) 5F 5G 5H 5J 5K 5L

Aquosa Aqua 51,23 83,16 0 30,65 30,39 37,65

Espessante

Glycerin 57,87 69,44 69,44 69,44 69,44 69,44

Acacia Senegal Gum; Xanthan Gum 41,67 41,67 41,67 41,67 41,67 45,83

Tensioativos

Coco-glucoside 28,80 28,80 28,80 28,80 28,80 28,80

Decyl glucoside 35,15 35,15 35,15 35,15 35,15 35,15

Cocamidopropyl betaine 6,20 6,20 8,26 8,26 8,26 8,26

Sodium cocoyl isethionate

(em pó)

11,11 11,11 11,11 11,11 11,11 11,11

Glyceryl oleate 100 100 100 100 100 100

Ativos

Sodium PCA 100 100 100 100 100 100

Hydrolyzed wheat protein 100 100 100 100 100 100

Panthenol, aqua - 33,33 66,67 66,67 66,67 66,67

Oleosa

Olea europaea fruit oil 100 100 72,97 45,95 45,95 45,95

Caprylic/capric triglyceride - - 100 0 0 0

Polyglyceryl-3 Distearate; Glyceryl Stearate

Citrate 25 100 75

25

- 45,95

Sucrose Stearate - - - - 100 -

Fragância

Rosmarinus officinalis leaf oil, cymbopogon

citratus leaf oil

0

- - - - -

Rosmarinus officinalis leaf oil, ciitrus

aurantium dulcis peel oil, pelargonium

graveolens flower oil

- 0 6,02 6,02 24,10 24,10

64

Para se conseguir a estabilidade da emulsão tentou-se outra abordagem ao diminuir as

concentrações dos óleos tal como a de emulsionante. Tal acabou por ter sucesso pois a amostra 5J

resultou numa emulsão estável mesmo após diversos dias de observações. O ideal acabou por ser

uma proporção de 1:2 de emulsionante e óleos (azeite e óleo de coco fracionado).

Ainda se experimentou um último emulsionante, Sucrose Stearate, na amostra 5K. Apesar de

resultar num produto estável a dificuldade de dispersar este emulsionante nos óleos, não os

englobando na totalidade, acabou por excluí-lo (Figura 49).

Estabeleceu-se uma formulação estável (5J) mas que possuía uma viscosidade demasiado

baixa para o pretendido. Por isso, formulou-se uma nova amostra (5L) com uma concentração de

glicerina ligeiramente mais alta, mas que apresentou uma fina camada oleosa na base do recipiente.

Repetiu-se a formulação para se entender se o lapso no procedimento relativamente à adição de água

na fase dos tensioativos afetou a estabilidade do produto. Ao repetir a formulação obteve-se uma

amostra estável, demonstrando que a textura da fase dos tensioativos influencia a estabilidade.

Para se atingir a viscosidade ambicionada subiu-se ligeiramente a concentração de goma

(amostra 5M) que resultou na amostra final (Tabela 25), abrangendo todos os requisitos desde

lavagem, espuma, cor e viscosidade.

Em relação à fragância da formulação após diferentes conjugações, a sua combinação ficou

em óleos essenciais de alecrim, laranja-doce e gerânio. O alecrim é o ingrediente chave e os restantes

óleos criaram uma ligação agradável proporcionando um aroma suave e apelativo.

Figura 48- Amostra 5H após 1 dia da produção.

Figura 49- Tentativa de dispersão de Sucrose Stearate nos óleos quentes com formação de uma massa sem todos os óleos incorporados.

65

Tabela 25- Formulação final do champô para cabelos secos (amostra 5M). Os valores de concentração (%)

são dados pelas gamas utilizadas nas formulações.

Finalizado o processo de desenvolvimento da formulação do champô para cabelos secos, a

etapa seguinte foi realizar um aumento de escala (amostra 5N), para ter uma noção das discrepâncias

que poderiam surgir na amostra com uma produção mais elevada.

Fase Componentes (INCI) Concentração (%)

Aquosa Aqua 28,63

Espessante

Glycerin 69,44

Acacia Senegal Gum; Xanthan Gum 54,17

Tensioativos

Coco-glucoside 28,80

Decyl glucoside 35,15

Cocamidopropyl betaine 8,26

Sodium cocoyl isethionate (em pó) 11,11

Glyceryl oleate 100

Ativos

Sodium PCA 100

Hydrolyzed wheat protein 100

Panthenol, aqua 66,67

Estabilizante Aqua, sodium benzoate, potassium sorbate 94,90

Oleosa

Olea europaea fruit oil 45,95

Caprylic/capric triglyceride 0

Polyglyceryl-3 Distearate; Glyceryl Stearate Citrate 45,95

Fragância Rosmarinus officinalis leaf oil, ciitrus aurantium

dulcis peel oil, pelargonium graveolens flower oil 24,10

66

A amostra 5N foi utilizada nos testes microbiológicos, tendo sido subdividida em 3 amostras

mais pequenas com concentrações de conservante (Aqua, sodium benzoate, potassium sorbate)

distintas.

A produção de 1kg de champô revelou algumas dificuldades em relação do processo de

execução. Não foi possível colocar o gobelé (2L) da fase aquosa no banho termostático porque o

volume de água era muito elevado e sem uma garra adequada para garantir o seu suporte seria inviável

o aquecimento sem derramar o seu conteúdo. A solução passou por utilizar a placa de aquecimento.

A fase oleosa solidificou em alguma zonas da mistura (Figura 50) durante a junção com a fase aquosa.

Além do aquecimento, outra causa para esta situação pode ter sido a agitação não homogénea,

causada pelo facto de o agitador não se encontrar centrado porque a dimensão do suporte do agitador

não o permitia.

A amostra final 5N quando comparada com a 5M apenas apresentou diferenças em termos de

viscosidade, que estava demasiado baixa (3). Esta alteração de viscosidade pode ter surgido por causa

do processo homogeneização, o qual confere consistência à formulação, não ter decorrido durante

tempo suficiente. Outra razão pode ser o facto de num aumento de escala os efeitos nos fatores

envolvidos não serem lineares.

6.2.2 Avaliação em cabelo natural

Tal como nas amostras para cabelos oleosos, realizou-se o estudo do desempenho na lavagem

no cabelo do laboratório. Selecionaram-se apenas algumas amostras estáveis: 5A, 5E, 5M e 5N (Figura

51).

A nível de reologia as amostras apresentaram uma diminuição de viscosidade de 5A para 5N

(Figura 52). Evidenciando o efeito da fase espessante na textura da amostra, principalmente, a goma.

O aspeto visual das amostras em termos de cor foi muito semelhante, dentro do branco e bege. As

amostras detinham uma quantidade baixa de bolhas de ar e baixa dimensão destas. No processo de

aplicação e enxaguamento, os resultados estavam dentro dos valores dos padrões, numa gama alta

Figura 50-Mistura da fase aquosa e oleosa no aumento de escala, antes da homogeneização.

Figura 51- Amostras de cabelos secos testadas no cabelo do laboratório.

67

ou muito alta. Destacaram-se apenas as amostras 5E e 5N com valores de propagação sensivelmente

mais baixos (6 e 7), indo de encontro à apreciação do indivíduo 6 no caso de 5E.

Os resultados da espuma criada pelas amostras (Figura 53 e 54) indicaram de um modo geral

características bastante boas. Demonstram que a amostra com melhor desempenho foi a amostra 5M

reforçando as suas competências enquanto formulação final. Era esperado obter resultados

semelhantes entre as amostras 5M e 5N, mas não aconteceu. Como a viscosidade era menor na 5N

tornou-se mais difícil espalhar a amostra e não se produziu tanto volume de espuma. Em relação às

bolhas existe uma variação de quantidade e dimensão nas amostras, sendo que 5A e 5M mostraram

os valores mais elevados (Figura 54).

1

4

7

10Viscosidade

Quantidade de bolhas de ar

Dimensão das bolhas de arPropagação

Enxaguamento

Mádara Eubiona 5A 5E 5M 5N

1

4

7

10Volume

Rapidez da espuma

CremosidadeDimensão das bolhas

Quantidade de bolhas

Mádara Eubiona 5A 5E 5M 5N

Figura 52- Gráfico representativo dos parâmetros avaliados em termos de aspeto físico e de aplicação das amostras de champô para cabelos secos em estudo.

Figura 53- Resultados da avaliação da espuma no cabelo das amostras 5A, 5E, 5M e 5N, respetivamente da esquerda para a direita.

Figura 54- Gráfico dos resultados obtidos na avaliação das características da espuma criada por cada amostra de champô para cabelos secos testada no cabelo do laboratório.

68

Ao pentear o cabelo molhado obtiveram-se resultados praticamente idênticos em todos os

parâmetros analisados (Figura 55). A limpeza foi eficiente e o processo de pentear foi bastante fácil

sem necessidade de força relevante.

Após o cabelo seco, ao penteá-lo os resultados obtidos foram praticamente idênticos em todas

as amostras testadas (Figura 56). As amostras 5M e 5N apresentaram exatamente os mesmos

resultados, tal como era expectável visto que a formulação era a mesma. Sucedeu o mesmo com

amostras 5A e 5E, os seus valores semelhantes demonstraram que o óleo de coco não proporciona

maior suavidade. Assim não conferiu vantagem a sua introdução na formulação segundo os dados

adquiridos.

Figura 56- Gráfico dos resultados obtidos na avaliação das características no cabelo seco por cada amostra de champô para cabelos secos testada no cabelo do laboratório.

Quando se obteve a primeira amostra estável com o emulsionante Polyglyceryl-3 Distearate;

Glyceryl Stearate Citrate deu-se a experimentar a diferentes indivíduos para receber comentários

pertinentes e construtivos de modo a melhorar o produto. Os resultados traduzidos dos questionários

preenchidos estão ilustrados na Figura 57.

1

4

7

10Facilidade de desembaraçamento

Força para pentearLimpeza

Mádara Eubiona 5A 5E 5M 5N

Figura 55- Gráfico dos resultados obtidos na avaliação das características no cabelo molhado por cada

amostra de champô para cabelos secos testada no cabelo do laboratório.

1

4

7

10Facilidade de desembaraçamento

Força para pentear

Estática

BrilhoVolume

Presença de resíduos

Suavidade ao toque

Mádara Eubiona 5A 5E 5M 5N

69

Figura 57- Gráfico de avaliação da amostra 5J dada a testar em diferentes indivíduos. Escala sensação ao

toque: 1- Seco; 10- Suave.

A viscosidade da amostra apresentou dados díspares, os indivíduos 1 e 2 avaliaram com

valores baixos (2 e 3) enquanto os restantes atribuíram valores altos (7 e 9). A propagação revelou-se

fácil para a maioria dos indivíduos. A quantidade de espuma obteve uma boa avaliação exceto pelo

indivíduo 1 que concedeu uma avaliação baixa (4). Quanto à rapidez de formação de espuma e

respetiva cremosidade os dados adquiridos variaram entre gama intermédia e alta. Os resultados de

limpeza do cabelo foram concordantes entre as opiniões adquiridas, com valores dentro da gama muito

alta. Em relação à sensação do cabelo ao toque após utilização antes da aplicação do condicionador,

a maioria reconheceu que estava suave. A avaliação geral da amostra foi aceitável para o indivíduo 1

e boa para os restantes.

A formulação final em ambas as produções (5M e 5N) também foi testada por dois indivíduos

que já tinham experimentado outras formulações, de modo a entender-se se existiria diferenças

relevantes entre si e se funcionariam como um produto final para o consumidor.

Os resultados obtidos (Figura 58) demonstraram que para os indivíduos inquiridos as

caraterísticas analisadas foram em geral altas e com resultados mais satisfatórios na amostra 5M.

Salienta-se a viscosidade como o parâmetro com avaliação mais discrepante entre as amostras. O

valor elevado na viscosidade pode dever-se a uma interpretação errada da escala, visto que um valor

ideal seria 5 ou 6, ao contrário do que sucede nos restantes parâmetros avaliados. Na opinião do

Figura 58- Gráfico de avaliação da amostra 5M e 5N dada a testar em diferentes indivíduos.

1

4

7

10Propagação

Viscosidade

Quantidade espuma

Rapidez da espuma

Cremosidade daespuma

Limpeza

Sensação ao toque

Avaliação geral

Indivíduo 2

Indivíduo 3

Indivíduo 4

Indivíduo 5

1

4

7

10Propagação

Viscosidade

Quantidade espuma

Rapidez da espuma

Cremosidade daespuma

Limpeza

Sensação ao toque

Avaliação geral

Indivíduo 1-5M

Indivíduo 3-5M

Indivíduo 1-5N

Indivíduo 3-5N

70

indivíduo 1 em relação à amostra 5M: “O cabelo ficou suave, bem lavado e brilhante. O que mais gostei

até agora”.

6.3 Testes adicionais às formulações

O estudo da estabilidade foi realizado com o intuito de assegurar que um produto novo ou

modificado atenda aos padrões químicos, físicos e microbiológicos de qualidade, bem como

funcionalidade e estética, quando armazenados em condições adequadas [49].

As características visuais das amostras avaliadas ao longo do tempo tenderam a permanecer

iguais. As formulações que resultaram em amostras instáveis ao fim de uns dias, mantiveram-se se

assim e o mesmo sucedeu com as estáveis. O intervalo temporal de alterações, em geral, foi

aproximadamente de uma semana. A reologia das amostras manteve-se idêntica ao longo do período

de armazenamento, tal como a cor. As bolhas de ar nas amostras com o tempo foram desaparecendo.

Leitura e ajuste de pH

O estudo da evolução do pH nas amostras foi efetuado apenas nas amostras estáveis e pelo

menos duas leituras em cada, dependendo do tempo de armazenamento a que foram sujeitas.

Para se ter uma noção da variação deste parâmetro encontram-se representadas na Figura 59

as leituras de pH nas amostras iniciais e cada fase de desenvolvimento das formulações uma vez que

tiveram um período de tempo mais longo de armazenamento.

Analisando os dados obtidos verificou-se que a variação dos valores foi pouco significativa. No

entanto após os 3 meses de armazenamento, observou-se uma modificação mais acentuada que pode

estar associada à temperatura ambiente do laboratório, a qual subiu devido às condições climatéricas

típicas dos meses de verão, afetando também a sensibilidade do sensor de pH, o que influenciam as

leituras. É de salientar que a amostra 1B ultrapassou a ligeiramente a gama de pH recomendada (3,5

a 5,5). O pH inicial deveria ter sido mais baixo, inferior a 5, para evitar situações como esta.

A amostra da formulação final dos cabelos secos (5M) e o seu respetivo scale- up (5N)

apresentaram os resultados de evolução de pH representados na Tabela 26. Como a variação de pH

numa das leituras se encontrava acima do limite estipulado e tendo em consideração o intervalo de

tempo relativamente curto, procedeu-se a uma nova calibração do elétrodo para assegurar resultados

4

4,4

4,8

5,2

5,6

6

1ª Leitura 1 mês 2 meses 3 meses

pH

Tempo de armazenamento

1B

4A

5A

Figura 59- Resultados da monotorização de pH nas amostras 1B,4A e 5A

71

credíveis. Os novos valores obtidos apesar de se enquadrarem na gama eram inferiores à leitura inicial,

apresentando o mesmo comportamento que na amostra 5A.

Tabela 26- Resultados de monotorização pH nas amostras 5M e 5N.

2 semanas de armazenamento

Amostra 1ª Leitura Antes da calibração Após a calibração

5M 4,81 5,41 4,63

5N (100% conservante) 5,27 5,81 4,98

Centrifugação

Os testes de centrifugação foram aplicados em diversas amostras para verificar a sua

estabilidade devido à facilidade e rapidez do processo. O período máximo decorrido entre a produção

e a execução da centrifugação foi de, aproximadamente, um mês.

Relativamente às amostras referentes aos cabelos oleosos os resultados (Tabela 27 e Figura

60) são concordantes com a estabilidade visualizada e analisada ao longo do armazenamento, exceto

a amostra 4X2. Apesar das dúvidas nas inspeções visuais, as amostras 4X2 e 4Y mostraram,

respetivamente, resultado positivo (✓) e negativo ().

Tabela 27- Resultados obtidos na centrifugação das amostras de cabelos oleosos. Estável: ✓; Instável: .

Tal como sucedeu com as amostras referidas anteriormente, os resultados das amostras para

cabelos secos (Tabela 28 e Figura 61) também foram, maioritariamente, concordantes com a inspeção

visual. Salienta-se apenas os resultados positivos nas amostras 5B, 5C e 5L, discordantes com a

estabilidade visualmente analisada. No caso da amostra 5L, como a massa analisada foi retirada da

parte superior do recipiente, a qual estava estável, pode explicar-se assim o resultado positivo.

Amostra 4N 4U 4K 4Q 4R 4W 4V 4V4 4Y 4X2

Estabilidade ✓ ✓ ✓ ✓ ✓

Figura 60 Resultados da centrifugação das amostras instáveis de champô para cabelos oleosos

(4N,4U,4V,4V4,4Y) e da amostra 4X2.

72

Tabela 28- Resultados obtidos na centrifugação das amostras de cabelos secos. Estável: ✓; Instável: .

Teste de espuma

Nos testes de espuma a determinação do volume de espuma gerada foi feita subtraindo-se o

volume de espuma inicial (após colocação da amostra na proveta) à leitura do volume da camada de

espuma final (após o período de borbulhamento de ar) (Tabela 29). No caso específico das amostras

formuladas, notou-se que a espuma formada se situou muito abaixo do volume inicial (Figura 62).

Tabela 29- Resultados dos testes de espuma.

Os testes de espuma permitiram a obtenção de resultantes muito positivos, uma vez que se

observou a formação de uma camada de espuma superior por parte das amostras formuladas, em

relação às amostras-controlo. É um aspeto que pode ser relevante para o consumidor já que é um

parâmetro importante na avaliação da limpeza. Contudo é importante destacar que a quantidade de

espuma na realidade não reflete a eficiência de lavagem de um champô. As espumas das amostras de

Amostra Estabilidade

5B ✓

5C ✓

5D

5E c/ conservante ✓

5E s/ conservante ✓

5J ✓

5K ✓

5L ✓

5L Repetição ✓

5M ✓

5N 100% conservante ✓

Amostras Tempo

(s)

Volume amostra

(incluindo

espuma) (mL)

Volume de

espuma antes

do teste (mL)

Volume

total

final

(mL)

Leitura do

volume da

camada de

espuma (mL)

Volume de

espuma

formada

(mL)

Mádara 20 46 4 180 147 143

Eubiona 22 55 20 184 152 132

5M 20 40 1 180 159 158

5N 20 42 2 192 167 165

Figura 61- Resultados da centrifugação das amostras 5B,5C,5D,5L e 5L repetição.

73

controlo possuíam um aspeto menos denso quando comparadas com as da formulação final produzida

(5M e 5N).

Testes Microbiológicos

O estudo microbiológico efetuado englobou duas datas de execução para se compreender a

ação do conservante e a sua necessidade a longo prazo. Tal como referenciado no método relativo ao

aumento de escala, foram avaliadas microbiologicamente amostras 5N com 100%, 75% e sem

conservante. Cada uma das amostras em análise foi replicada (designadas 5N2) para obter resultados

mais viáveis, perfazendo um total de 6 amostras estudadas.

Nos testes microbiológicos realizados logo após a produção das amostras, os resultados

demonstraram apenas contaminação na amostra (5N1 0%) e respetiva réplica (5N2 0%) sem

conservante. As restantes amostras com conservante (5N1 100%, 5N2 100%, 5N1 75% e 5N2 75%)

não apresentaram contaminações ao longo do período de incubação.

A evolução dos resultados nas amostras contaminadas foi acompanhada ao longo da

incubação e encontram-se apresentada nas Figuras 63 e 64 os dados relevantes das contaminações

evidenciadas.

5N

5M

Eu

bio

na

Mád

ara

Figura 62- Resultados antes (fotografias acima) e após o teste (fotografias abaixo) de espuma.

74

Existiu apenas proliferação de microrganismos do lado 1 do kit, significando que a amostra

estava contaminada possivelmente apenas com bactérias. Segundo a informação dos kits as colónias

de bactérias caracterizam-se pela sua cor vermelha. Neste caso, a cor obtida pode ser atribuída ao

consumo do substrato que desencadeia o processo de mudança de cor. A concentração da

contaminação no início da superfície aconteceu devido ao facto de a amostra não ter sido

uniformemente dispersa, ficando centrada nessa mesma zona. No caso da amostra 5N1 0% foi possível

observar um número superior de colónias dispersas ao longo da superfície comparando com a 5N2

0%. Contudo a região inicial da superfície, na amostra 5N1 0%, apresentava uma área completamente

contaminada um pouco maior. Analisando a evolução de ambas as amostras, verificou-se que os

resultados mantiveram praticamente constantes sem quaisquer alterações.

Para estimar um valor de UFC/g nas amostras contaminadas foi necessário calcular a

densidade da solução diluída aplicada e consequentemente a massa de amostra efetivamente testada.

Os dados auxiliares a estes cálculos encontram-se na Tabela 30. A contagem das colónias isoladas,

em 5N1 e 5N2 sem conservante foi de 10 e 18, respetivamente. Com estes dados, determinou-se os

valores 418 UFC/g e 667 UFC/g para a amostra e respetiva réplica. Estes valores correspondem a

Figura 64- Evolução da avaliação microbiológica da amostra 5N2 sem conservante (estudo logo após produção) ao longo dos 11 dias de incubação a 30 º C Lado 1: Contagem total de microrganismos; Lado 2: Contagem de fungos/leveduras.

Figura 63- Evolução da avaliação microbiológica da amostra 5N1 sem conservante. (estudo logo após produção) ao longo dos 11 dias de incubação a 30 º C. Lado 1: Contagem total de microrganismos; Lado 2: Contagem de fungos/leveduras.

LA

DO

2

LA

DO

1

2º dia 4 º dia 7º dia 10º dia

2º dia

LA

DO

1

LA

DO

2

4 º dia 7º dia 10º dia

75

valores mínimos já que não foi possível contabilizar o número de colónias na aglomeração no início da

superfície de cultura, em ambos os casos.

O limite da contagem total de microrganismos, em cosméticos como o champô, é de 103 UFC/g

[49]. Apesar dos valores determinados estarem abaixo do limite, como não contabilizam as zonas de

agregação o mais provável é que realmente o excedam.

Tabela 30- Dados relativos à massa das amostras e densidade das respetivas soluções analisadas na primeira data dos testes microbiológicos realizados.

A repetição testes microbiológicos após armazenamento teve como resultado final (Figura 65)

zero contaminações, indicando assim a inexistência de microrganismos nas amostras. Apesar disso, a

densidade da solução e a massa de amostra avaliada foram determinadas (Tabela 31).

Estes resultados revelaram que os microrganismos deixaram de ter capacidade de proliferação

devido a falta de condições apropriadas, mais provavelmente, carência de nutrientes. Tal deixa explícito

que a amostra não é propensa ao desenvolvimento de microrganismos a longo prazo.

Amostras

(%conservante)

Massa do

tubo (g)

Massa do

tubo com

amostra (g)

Massa da

amostra

(g)

Quantidade

de amostra

na solução

diluída (%)

Densidade

da solução

diluída

(g/mL)

Massa de

amostra nos

50µL

aplicados no

kit (g)

5N 1 (0 %) 5,63 6,53 0,90 47,37 1,01 0,024

5N 2 (0 %) 5,64 6,62 0,98 49,49 1,09 0,027

5N 1 (75%) 5,43 6,40 0,97 49,24 0,86 0,021

5N 2 (75%) 5,54 6,51 0,97 49,24 0,97 0,024

5N 1 (100%) 5,46 6,38 0,92 47,92 0,77 0,018

5N 2(100%) 5,50 6,45 0,95 48,72 0,87 0,021

Figura 65- Resultados de todas as amostras estudadas (lado 1: contagem total de microrganismos e lado 2: contagem de fungos e leveduras) após armazenamento no 11º dia do teste microbiológico realizado após 2 meses de armazenamento. Disposição de 5N1 0% a 5N2 100%.

LA

DO

1

LA

DO

2

76

Tabela 31- Dados relativos à massa das amostras e densidade das respetivas soluções analisadas na segunda data dos testes microbiológicos realizados após 2 meses de armazenamento.

Teste de congelamento e descongelamento

O teste de congelamento e descongelamento foi aplicado nas últimas amostras produzidas

para ambos os tipos de cabelo (Tabela 32). As amostras instáveis (4X2, 4X3 e 4Y) foram

deliberadamente selecionadas para entender que tipo de resultado iriam produzir.

Tabela 32- Massa das amostras avaliadas no teste de congelamento/descongelamento.

Amostra 4X2 4X3 4Y 5M 5N

Massa (g) 10,02 10,00 10,01 9,98 10,04

Após a aplicação dos 3 ciclos congelamento-descongelamento, a aparência das amostras

manteve-se idêntica. Apenas se verificou a presença de bolhas de ar em maior quantidade na amostra

5M. Das amostras instáveis, só se verificou que a amostra 4X3 estava não homogénea (Figura 66).

Massa do

tubo (g)

Massa do tubo

com amostra

(g)

Massa da

amostra

(g)

Quantidade

de amostra

na solução

diluída (%)

Densidade da

solução

diluída (g/mL)

Massa de

amostra nos

50µL

aplicados no

kit (g)

5,37 6,71 1,34 57,26 1,08 0,031

5,51 7,17 1,66 62,41 1,10 0,034

5,65 6,72 1,07 51,69 0,98 0,025

5,48 6,63 1,15 53,49 0,87 0,023

5,43 6,6 1,17 53,92 0,98 0,027

5,29 6,39 1,10 52,38 1,00 0,026

Figura 66- Resultados finais dos testes de congelamento e descongelamento após 3 ciclos completos.

4X2 4X3 4Y

5M 5N

77

7. Conclusões e recomendações

A formulação de um champô é um processo complexo e demorado, é necessário determinar a

combinação de constituintes que permite a produção de uma amostra estável com as características

pretendidas.

No final deste projeto obteve-se uma formulação completa para um champô adequado para

cabelos secos, cumprindo-se um dos objetivos deste trabalho. Não foi possível obter uma formulação

final indicada para cabelos oleosos, no entanto a sua concretização encontra-se próxima. O passo

seguinte será a sua estabilização. Como a base de limpeza ficou estabelecida, a criação de uma linha

de champôs é algo mais atingível.

A variação das propriedades dos ingredientes entre fornecedores e de lote para lote de

produção pode ser a causa de instabilidade. Foi algo detetado em algumas amostras e é,

possivelmente, o caso das amostras com infusão de urtiga que incorporaram decyl glucoside de um

novo fornecedor.

Os testes de estabilidade aplicados enriqueceram a avaliação das amostras e das suas

características. A avaliação da estabilidade incorporou testes distintos, facultando assim uma

quantidade de informações superior à usual que possibilitaram uma análise mais completa das

formulações estudadas.

Os testes de centrifugação foram realizados para acelerar a avaliação prévia, a nível visual, da

estabilidade das amostras. Contudo, os resultados não concordantes evidenciaram que, por vezes, os

valores obtidos não são representativos da estabilidade real observada. Concluindo-se assim que a

centrifugação pode funcionar como um complemento à avaliação de estabilidade, mas é imprescindível

o acompanhamento real do armazenamento das amostras.

O pH é um parâmetro muito importante na formulação e, para evitar danos no cabelo ou couro

cabeludo, é necessário garantir que está dentro da sua gama recomendada (3,5-5,5). A análise de

resultados da monitorização de pH permitiu inferir que a tendência é os seus valores permanecerem

quase idênticos ao longo de 3 meses. As variações detetadas foram mínimas. Contudo, para garantir

a permanência dentro da gama, após introdução de ácido cítrico, a amostra deve apresentar um pH

igual ou inferior a 5.

Após a execução das duas etapas de testes microbiológicos, conclui-se que a falta de

condições para o crescimento de microrganismos pode ser suficiente para impedir a contaminação a

longo prazo. No entanto, os testes da primeira fase comprovam a necessidade de conservante porque

a sua ação impediu a proliferação de microrganismos. Para garantir uma determinação mais correta do

número de UFC em cada amostra, os testes teriam que ser repetidos com um grau de diluição superior

e com um aperfeiçoamento da técnica de espalhamento.

O teste de congelamento e descongelamento foi inconclusivo. As condições do processo

deveriam ser melhoradas visto que se utilizou uma arca congeladora comum, sem controlo de

temperatura. Os recipientes deveriam ser mais adequados, isto é, com menores dimensões e

78

transparentes de modo a facilitar a observação dos resultados. Além disso, seria indicado colocar as

amostras alvo do teste de novo em armazenamento, pois só assim seria possível uma comparação

mais credível em relação às respetivas réplicas mantidas em armazenamento à temperatura ambiente.

Relativamente ao estudo do desempenho do champô em relação ao volume de espuma

formado, o teste apesar de simples, demonstrou ser elucidativo e com resultados muito bons.

Estes testes, combinados com os dados obtidos nas avaliações no cabelo do laboratório e das

opiniões dos indivíduos inquiridos, formam uma avaliação detalhada do desempenho do champô. Para

se obter dados mais esclarecedores deveria aumentar-se o número de indivíduos convidados a

experimentar as amostras.

Em relação ao aumento de escala da produção, é necessário adquirir material com dimensões

adequadas e proceder de modo a aumentar a viscosidade da formulação obtida. Este parâmetro pode

ser afinado mediante aumento do tempo de homogeneização aplicado.

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[60] A. M. Ojeda-Sana, C. M. van Baren, M. A. Elechosa, M. A. Juárez, and S. Moreno, “New insights into antibacterial and antioxidant activities of rosemary essential oils and their main components,” Food Control, vol. 31, no. 1, pp. 189–195, 2013.

[61] S. Habtemariam, “The Therapeutic Potential of Rosemary (Rosmarinus officinalis) Diterpenes for Alzheimer’s Disease,” Evidence-based Complement. Altern. Med., vol. 2016, 2016.

[62] J. Z. Sun, J. W. Parr, and M. C. E. Erickson, “Solubilization of sodium cocoyl isethionate,” vol. 568, no. December, pp. 559–568, 2003.

81

[63] Galaxy Surfactants Ltd., “Galsoft SCI 80: Technical Data Sheet,” pp. 1–3.

[64] PubChem, “Cocoamidopropyl betaine | C19H39N2O3+.” [Online]. Available: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/20281#section=2D-Structure. [Accessed: 25-Sep-2018].

[65] ChemicalBook, “GLYCERYL OLEATE | 161403-66-3,” 2017. [Online]. Available: https://www.chemicalbook.com/ChemicalProductProperty_EN_CB3965717.htm. [Accessed: 27-Sep-2018].

[66] Fisher Scientific UK Ltd, “2-Pyrrolidone-5-carboxylic acid, sodium salt,” 2018. [Online]. Available: https://www.fishersci.co.uk/shop/products/2-pyrrolidone-5-carboxylic-acid-sodium-salt-50-wt-solution-water-acros-organics-2/10491461. [Accessed: 26-Sep-2018].

82

Anexo I

Mádara Gloss and Vibrancy Shampoo

Aqua, Sodium Coco-Sulfate, Coco Glucoside, Rosa Damascena (Rosa) Flower Water*, Cocamidopropyl Betaine, Glyceryl Oleate, Betaine, Betula Alba (Birch) Leaf Extract*, Vaccinium Macrocarpon (Cranberry) Fruit Extract*, Benzyl Alcohol, Potassium Sorbate, Sodium Chloride, Citric Acid, Hydrolyzed Wheat Protein, Sodium Benzoate, Brasissyl Isoleucinate Esylate, Brassica Alcohol, Fragrance**, Limonene**, Linalool**, Geraniol**, Farnesol**, Citronellol**, Citral**.

* Ingredientes provenientes de agricultura biológica, ** óleos essenciais naturais.

Certificações:

Eubiona Sensitive-Shampoo

Aqua, Avena Sativa Kernel Extract*, Sodium Coco-Sulfate, Lauryl Glocuside, Coco Glucoside, Glycerin, Alcohol, Hydrolyzed Wheat Protein, Betaine, Glyceryl Oleate, Sodium Cocoyl Glutamate, Disodium Cocoyl Glutamate, Maris Sal, Sodium PCA, Lactic Acid.

* Ingredientes provenientes de agricultura biológica.

Certificações:

83

Anexos II

Tabela II – Dados das características dos indivíduos inquiridos.

Indivíduo Género Tipo de cabelo Dimensão do

cabelo

1 Feminino Seco Médio

2 Masculino Normal Curto

3 Feminino Seco/Sensível Curto

4 Feminino Seco Médio

5 Feminino Seco Médio