Tensoativos – propriedades biológicas
Por Ricardo Pedro
Biodegradabilidade – O uso de tensoativos em todo o mundo está crescendo a uma velocidade excedente à velocidade de crescimento populacional devido à melhoria das condições de vida e disponibilidade de materiais nos países menos desenvolvidos industrialmente. Paralelamente ao maior uso de tensoativos está a dificuldade de seu descarte e impacto no meio ambiente.
Embora seja física e quimicamente possível remover os tensoativos dos efluentes industriais, tal operação é muito onerosa, com custos proibitivos para as indústrias. A maneira de solucionar o problema é permitir à natureza encarregar-se desta função, por meio da biodegradação dos materiais em questão. Assim, uma pronta e completa biodegradação é uma propriedade extremamente desejável, hoje em dia indispensável, não somente aos agentes tensoativos, mas também a toda matéria-prima de uso cosmético e de uso geral. A biodegradação de tensoativos e de outros produtos orgânicos é o resultado da ação bacteriana. Nesta degradação, a molécula orgânica passa por vários estágios intermediários (biodegradação primária), até a completa conversão em dióxido de carbono, água e sais inorgânicos.
Os microorganismos são capazes de degradar grande variedade de compostos orgânicos, usando-os para sua alimentação e fonte de energia. A biodegradabilidade de um produto pode ser mensurada pela formação de subprodutos, ou o consumo de oxigênio do meio, quando na presença de microorganismos.
A maioria dos produtos existentes é biodegradável somente por bactérias aeróbicas, daí os processos de oxigenação nas estações de tratamento de água. O ideal seria ter-se produtos biodegradáveis também em condições anaeróbicas.
Os estudos de Bogan e Sawyer sugeriram que a resistência dos tensoativos derivados do TP-ácido benzeno sulfônico à biodegradação era um resultado da estrutura altamente ramificada do grupo alquila em relação aos derivados de cadeia linear. Hammerton propôs explicitamente que era a natureza do grupo hidrofóbico do tensoativo que determinava a sua susceptibilidade relativa à biodegradação e a natureza e modo de ligação do hidrófilo foram verificadas de menor importância.
Embora muitos estudos sejam realizados continuamente, algumas regras são gerais para a maioria dos tensoativos: (i) a estrutura química do grupo hidrofóbico é o fator de maior importância na biodegradação, sendo que altos graus de ramificação, especialmente nos grupos alquilas terminais, inibem a mesma, (ii) a natureza do grupo hidrofílico tem um efeito muito menor na biodegradação e (iii) quanto maior a distância entre o grupo hidrofílico e o grupo terminal da parte hidrofóbica, maior é a taxa de biodegradação primária.
Alguns tensoativos catiônicos, devido a sua característica de alta substantividade, apresentam menores taxas de biodegradação e, por isso, suas quantidades são limitadas em várias formulações.
Características toxicológicas – Os tensoativos são avaliados toxicologicamente através dos parâmetros irritação à pele, irritação aos olhos e dose letal via oral (DL50), por meio de testes in vivo e in vitro.
Quanto à irritabilidade à pele pode-se dizer, com relativa segurança, que a maioria dos tensoativos utilizados em cosméticos não é potencialmente irritante, embora várias respostas irritativas possam ocorrer. Os tensoativos catiônicos são considerados os mais agressivos, porém são aplicados em concentrações baixas e não chegam a causar preocupação.
A irritabilidade aos olhos também é um parâmetro muito importante já que muitos tensoativos são utilizados em preparações para os cabelos e, por isso, atingem os olhos com muita facilidade. Os tensoativos catiônicos são os mais irritantes segundo a irritabilidade ocular. O aumento da cadeia hidrofóbica dos tensoativos promove a diminuição de seu grau de irritação.
Quanto à DL50 pode-se dizer que somente os tensoativos catiônicos são potencialmente tóxicos, pois a DL50 é próxima de 0,2g/kg (via oral) em camundongos. Os demais tensoativos utilizados em cosméticos, possuem DL50 cerca de 10 a 20 vezes mais alta que a os catiônicos.
Em geral, o grau de irritabilidade decresce na ordem: catiônicos > aniônicos > anfóteros > não-iônicos. Poder microbicida – Os tensoativos de maior importância quanto às propriedades microbicidas são os catiônicos. Devido a sua alta substantividade, os tensoativos catiônicos se adsorvem na membrana da célula microbiana dificultando as trocas citoplasmáticas essenciais ao seu metabolismo, levando, assim, a sua morte. Alguns produtos atuam também no ribossomo da célula, interferindo no processo de síntese protéica, também, essencial à sobrevivência do microorganismo.
A atividade biológica parece ser característica de quase todos os tipos de tensoativos catiônicos e pequenas mudanças estruturais não afetam tal atividade. Heck et al verificaram, por exemplo, que a insaturação em uma cadeia graxa não afeta a atividade microbicida. Dentre os vários compostos de alquiltrimetilamônio quaternários estudados, os homólogos hexadecil e sebo geralmente possuem a melhor ação microbicida.
Cella et al observaram que para uma série homóloga de materiais a atividade microbicida tende a aumentar com o aumento da cmc.
A atividade microbicida de cloretos de benzalcônio é comumente maior na presença de nonilfenóis etoxilados e óxidos de aminas.
Referências bibliograficas Meyers, D., Surfactant Science and Technology, 20th ed., VCH Publishers, Inc. New York, 1988 Rosen, M. J., Surfactants and interfacial phenomena, John Wiley & Sons, New York 2nd ed., 1989
