525 2006-1-pb

43UNOPAR Cient. Exatas Tecnol., Londrina, v. 10, n. 1, p. 43-48, Nov. 2011
BOLDRINI, F.M.; TOMAL, A.A.B.; CUNHA, M.E.T.
Fabiana Medeiros Boldrinia
*; Adriana Aparecida Bosso Tomala
; Magda Elisa Turini Cunhaa
Resumo
Realizou-se estudo de um método de coacervação das proteínas do soro de leite utilizando polissacarídeo, comparando pH e concentração
do mesmo para melhor extração, utilizou-se 0,1 0,2 0,3% de concentração e 2,5, 3,0, 3,5, 4,0 para pH, após o estudo, incorporou-se este
coacervado em formulação de emulsões cosmética nas concentrações de 2,5 5,0 7,5 e 10% avaliando sua estabilidade. Obteve-se maior
eficiência no método de coacervação em pH 3,0 e concentração 0,3% do polissacarídeo. As emulsões cosméticas se mostraram estáveis não
apresentando alto índice de variação para as análises físico-químicas. Não houve presença de microorganismos patogênicos e o maior número
de microorganismos viáveis totais foi de 12 UFC/g sendo o máximo permitido 5x103
UFC/g.
Palavras-chave: Carboximetilcelulose. Emulsão cosmética. Proteínas. Soro de leite.
Abstract
We conducted a study of coacervation method of whey proteins using polysaccharide, pH and concentration compared to the same maximum
extraction, we used 0.1 0.2 0.3% concentration and 2.5, 3.0, 3.5, to pH 4.0 after the study, the result of the coacervation method was incorporated
in the formulization of cosmetic emulsions at concentrations of 7.5 and 5.2 5.0 10% evaluating their stability. The coacervation method was
more efficient at pH 3.0 and 0.3% polysaccharide concentration. The cosmetic emulsions were stable and did not present high rate of variation
for the physical-chemistry. There were no pathogenic microorganisms and the highest number of total viable microorganisms was 12 CFU / g
being the maximum allowed 5x103
CFU / g.
Key-words: Carboxymethylcellulose. Cosmetic emulsion. Protein. Whey.
1 Introdução
O soro de queijo, também conhecido como soro de leite, é o
efluente residual da elaboração do queijo. Pode ter variação na
composição do soro dependendo da qualidade do leite utilizado
e também do tipo de queijo produzido. A forma que é realizada
a coagulação do leite também interfere na sua composição,
pois existem dois processos de coagulação, um pela adição de
ácido e o outro pela adição de coalho que constitui de enzimas
bovinas (MADRID; CENZANO; VICENTE, 1995).
O soro pode gerar um grave problema com relação ao
seu descarte no meio ambiente, em função da grande carga
orgânica que está dissolvida no mesmo. Normalmente este
problema ocorre em pequenas queijarias que por sua vez
acabam por descartar o soro nos cursos d’água ou na rede de
coleta de esgoto municipal sem qualquer tratamento prévio
(MADRID; CENZANO; VICENTE, 1995).
Além do alto poder de poluição do soro o seu descarte é na
verdade um desperdício de proteínas e outros nutrientes, uma
vez que no soro está presente cerca de 55% dos nutrientes do
leite (SISO, 1996).
Segundo Haraguchi, Abreu e Paula (2006) os compostos
bioativos do soro de leite promovem benefícios a saúde
humana, entre eles o efeito antioxidante.
São constantes os esforços para se aproveitar os resíduos
agroindustriais em todo mundo. Neste em particular, o soro de
leite, por sua alta produção, suas propriedades nutricionais e
elevada capacidade poluente (SILVA; GOMEZ, 2000).
No soro de leite estão presentes cerca de oito tipos de
proteínas, no qual 70 a 80% são alfa-lactoalbumina e beta-
lactoglobulina e uma pequena parte de soro lactoferrinas,
imunoglobulinas e glicomacropeptídeos (SALINAS, 2002).
As proteínas do soro de queijo possuem um alto valor
biológico devido à presença de aminoácidos essenciais
comparado a outros tipos de proteínas (HÁ; ZEMEL, 2003).
Levando em conta o fator aminoacídico, as proteínas
de soro apresentam quase todos os aminoácidos essenciais,
exceto pelos aminoácidos aromáticos (fenilalanina, tirosina)
que não aparecem em excesso. As proteínas do soro
apresentam elevadas concentrações de aminoácidos como,
por exemplo, o triptofano, cisteína, leucina, isoleucina e
lisina (SGARBIERI, 2004)
No soro de leite se encontram as proteínas mais completas
que se conhecem, as mais importantes são: alfa-lactoalbumina,
beta-lactoglobulina e lactoferrina esta última por sua vez
apresenta forte atividade antibacteriana no desenvolvimento
de fórmulas infantis, cosméticos, terapêuticos e soluções
bucais (LIRA et al., 2009) .
Extração de Proteínas do Soro de Leite por Coacervação com Polissacarídeo e Sua Utilização
em Formulação Cosmética
Extraction of Whey Proteins Coacervation with Polysaccharides and Their Use in Cosmetic
Formulation
Artigo Original / Original Article
a
Universidade Norte do Paraná, PR, Brasil
*E-mail: fabianaboldrini@hotmail.com

44 UNOPAR Cient. Exatas Tecnol., Londrina, v. 10, n. 1, p. 43-48, Nov. 2011
Extração de Proteínas do Soro de Leite por Coacervação com Polissacarídeo e Sua Utilização em Formulação Cosmética
Todas as proteínas presentes no soro apresentam
funcionalidades particulares. Assim, por exemplo, a
Beta-lactoglobulina possui excelentes propriedades
gelatinizantes; a alfa-lactalbumina tem capacidade
de formação de espuma; e a lactoferrina apresenta
propriedades bacteriostáticas, há ainda as propriedades
funcionais das proteínas do soro de leite que merecem ser
destacadas como: solubilidade, ligação ou retenção de água
e emulsificação (ANTUNES, 2003).
Diversas técnicas têm sido desenvolvidas visando à
recuperação das proteínas do soro de leite, uma das alternativas
para a recuperação das proteínas do soro, seria a interação
das mesmas com hidrocolóides que pode ser considerada
uma alternativa limpa, pois não ocasiona aumento de agente
poluente no meio ambiente (CAPITANI et al., 2006).
O carboximetilcelulose (CMC) pode ser utilizado para a
recuperação das proteínas do soro de leite sendo que o mesmo
é derivado de celulose produzido, via reação de Williamson,
pelo tratamento de celulose com ácido monocloroacético em
presença de excesso de hidróxido de sódio (FUJIMOTO;
REIS; PETRI, 2001).
A recuperação das proteínas com CMC se dá pelo
método de coacervação, com a variação do pH do meio e a
concentração de CMC é possível realizar a precipitação das
proteínas do soro (CAPITANI et al., 2006).
Esta técnica ocorre pela interação eletrostática entre
as proteínas do soro e o polissacarídeo (CMC) em uma
faixa de pH acima do valor da constante de ionização do
polissacarídeo e abaixo do ponto isoelétrico das proteínas
(CAPITANI et al., 2006).
De acordo com Elias et al. (2006) complexos de proteínas
com polissacarídeos podem melhorar as propriedades
emulsificantes, pelo fato de contribuir no espessamento de
camadas aquosas de emulsões.
Emulsões são sistemas dispersos contendo duas fases
líquidas imiscíveis, normalmente se caracteriza por uma fase
oleosa e outra fase aquosa onde uma das fases é totalmente
dispersa como gotículas na outra fase (ANSEL; ALLEN;
POPOVICH, 2007; GENNARO, 2004)
As proteínas de soro podem atuar como agentes
surfactantes, podendo então diminuir a tensão interfacial na
interface óleo/água e assim formar um filme coesivo muito
delgado em torno das gotículas de óleo. Desta forma as
proteínas atuam como estabilizante de emulsão evitando a
floculação e a coalescência (ANTUNES, 2003).
As emulsões são as formas farmacêuticas mais utilizadas
para fórmulas hidratantes, uma vez que conseguem ultrapassar
as barreiras superficiais da epiderme, carregando os ativos que
irão recompor as estruturas higroscópicas da pele e manter a
sua hidratação (SAMPAIO, 1996).
A hidratação da pele corresponde à sua capacidade de
reter a água pelo estrato córneo (camada mais superior da
pele), estando em torno de 10 a 30% em pele normalmente
hidratada. Quando o grau de hidratação do estrato córneo
reduz-se chegando a menos de 10%, podemos dizer que
a pele está clinicamente desidratada. A diminuição do grau
de hidratação da pele é o resultante da evaporação da água
presente no estrato córneo para o meio ambiente, o que pode
acarretar a diminuição da sua capacidade protetora (KEDE;
SABATOVICK, 2003).
Nas proteínas do soro de leite em geral, em sua
conformação nativa concentram grande quantidade de água e
se as mesmas passarem por tratamento térmico, suas moléculas
se desenovelam e aumenta a capacidade de retenção de água
(ANTUNES, 2003).
A lactoglobulina e a lactoalbumina em baixas
concentrações são consideradas hidratantes potentes devido às
suas características polares, possuem capacidade de adsorção
e liga-se com a água na superfície da pele. A lactoglobulina
é capaz de prender grande quantidade de ácidos graxos
que contribui para o reforço da barreira cutânea evitando o
excesso de evaporação de água. As proteínas do soro de leite
formam também um filme elástico responsável por efeito de
suavização na superfície da pele o chamado efeito cinderela
(KINSELLA, 1984).
Tendo em vista esses fatores o trabalho possui o objetivo
de extrair as proteínas do soro de leite pelo método de
coacervação com CMC, fazer um estudo da concentração de
CMC e pH ideal para se extrair maior quantidade de proteínas
e incorporar esse complexo proteína/CMC em uma emulsão
cosmética para pele, estudando sua estabilidade e analisando
os parâmetros físico-químicos e microbiológicos desta
emulsão.
2 Material e Métodos
2.1 Caracterização do soro de leite
O soro de leite foi fornecido pela fazenda experimental da
Unopar de Tamarana - PR. O método de obtenção do mesmo
foi pela produção do queijo minas frescal, sendo que soro
estava in natura.
As análises realizadas no soro foram.
• Teor de proteínas utilizando o método de Kjeldahl;
• PH utilizando-se pHmetro digital da marca Tecnolon
segundo INSTITUTO ADOLF LUTZ, 2005; e
• Teor de lactose utilizou-se o método de glicídios redutores
em lactose segundo Instituto Adolf Lutz (2005).
2.2 Estudo da extração das proteínas
Foram realizados testes para definir a melhor concentração
do polissacarídeo e melhor pH do meio, de modo a obter maior
precipitação das proteínas segundo metodologia descrita em
Capitani et al. ( 2004).

Quadro 1: Codificação das amostras
Códigos
Concentração
de CMC
Variação
do pH
P1.A 0,1% 2,5
P1.B 0,1% 3,0
P1.C 0,1% 3,5
P1.D 0,1% 4,0
P2.A 0,2% 2,5
P2.B 0,2% 3,0
P2.C 0,2% 3,5
P2.D 0,2% 4,0
P3.A 0,3% 2,5
P3.B 0,3% 3,0
P3.C 0,3% 3,5
P3.D 0,3% 4,0
Desenvolvimento das emulsões: Desenvolveu-se 4
emulsões com diferentes concentrações de proteínas. A
emulsão utilizada foi O/A, que é a dispersão da fase oleosa com
fase aquosa, utilizou-se cera alto emulsionante do tipo não-
iônica, a preparação das emulsões se deu com o aquecimento
das fases a 75 °C e a versão da fase aquosa na fase oleosa
agitando manualmente para a incorporação da emulsão.
O complexo CMC/proteínas extraído pelo método de
coacervação foi incorporado nas emulsões em concentrações
de 2,5%, 5,0%, 7,5%, e 10%.
As emulsões foram codificadas da seguinte forma:
E1= emulsão com 2,5% de CMC/proteínas.
E4= emulsão com 10% de CMC/proteínas.
2.3 Estudo de estabilidade preliminar
O estudo de estabilidade preliminar consiste na realização
do teste na fase inicial do desenvolvimento do produto e
com duração reduzida. Emprega-se condições extremas de
temperatura com o objetivo de acelerar possíveis reações, esse
teste não tem como objetivo determinar a vida útil do produto
(BRASIL, 2004).
Os parâmetros físico-químicos controlados foram análise
macroscópica, teste de centrífuga, pH, condutividade elétrica
e viscosidade (BRASIL, 2004).
Na parte microbiológica analisou-se a presença de
microorganismos patogênicos como: Staphylococcus
aureus, Salmonella SP, Escherichia coli, Pseudômonas
aeruginosa e contagem de microorganismos viáveis totais
(FARMACOPÉIA BRASILEIRA, 1988).
Todos os testes foram realizados 24 h após a preparação
das emulsões, e após o término do ciclo gela-degela. Todas as
análises foram realizadas em triplicata.
3 Resultados e Discussão
A caracterização do soro foi realizada com o intuito de
possuir um parâmetro de quantidade de proteínas inicial sendo
que na tabela 1 pode-se verificar que o teor de proteínas, pH e a
lactose no soro de leite foi alto se comparado com de Teixeira
e Fonseca (2008) que foi de 0.8% para proteínas, 6,3 para o
pH e 4,12 para lactose. Um dos fatores que pode justificar
esta diferença seria o método de fabricação do queijo, pois
dependendo do processo utilizado pode ocorrer alteração nos
valores avaliados.
Tabela 1: Caracterização do soro de leite com relação ao teor de
proteínas total, lactose e pH
Componentes Média Resultados
Lactose % 4.62
Proteínas % 1.56
pH 6.84
O estudo da extração de proteínas total pelo método de
coacervação com polissacarídeo CMC mostrou-se uma técnica
eficiente de extração de proteínas total do soro de leite.
Segundo a análise estatística podemos observar na tabela
2 que as amostras com menor teor de proteínas no líquido
residual foram: P1.A, P1. B, P1. C, P3. B e P3. C, não havendo
diferença significativa entre as mesmas. Porém, percebeu-se a
otimização do processo ao analisar a amostra P3. B (pH 3,0
e concentração 0,3%), constatando-se a alta compactação
das proteínas, que facilitou a técnica utilizada. Capitani et al.
(2004) obtiveram resultados próximos ao encontrado neste
trabalho.
Tabela 2: Análise do teor de proteínas total no líquido residual
após a extração das proteínas. Aplicação da análise de Variância
(ANOVA) e teste de Tukey ao nível de confiança de 95%
Tratamentos Média dos resultados
P1.A 0,014 e
P1.B 0,017 e
P1.C 0,016 e
P1.D 0,089 c
P2.A 0,12 b
P2.B 0,16 a
P2.C 0,089 c
P2.D 0,095 c
P3.A 0,028 d
P3.B 0,009 e
P3.C 0,015 e
P3.D 0,039 d
As médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente entre si

Após a escolha da melhor amostra de extração das
proteínas desenvolveram-se 4 emulsões em proporções
citadas anteriormente.
Na análise de centrífuga, as 4 amostras de emulsões com
diferentes concentrações de CMC/Proteínas mostraram-se
estáveis não havendo indícios de floculação e coalescência,
e macroscopicamente as emulsões mantiveram-se no seu
estado normal do início ao fim do ciclo gela-degela, não
havendo alterações físicas visíveis nas emulsões.
Tabela 3: Resultados da análise macroscópica e de centrifugação
nas emulsões antes e após o ciclo gela-degela
Amostras
Macroscopia
E1 E2 E3 E4
Centrifugação
E1 E2 E3 E4
Antes N N N N N N N N
Após N N N N N N N N
N= normal LN= levemente normal M= modificada
Segundo a análise estatística não houve diferença
significativa entre as amostras das emulsões E1, E2, E3,
E4, ficando dentro do parâmetro estipulado, que foi de 5%
de variação, pois segundo Brasil (2008) a determinação de
variação máxima para análises físico-químicas devem ser
definidas pelo formulador.
Com relação aos valores de coeficiente de variação obtidos,
podemos dizer que são muito baixos, contudo os valores de
pH, mantiveram-se dentro da faixa ácida a neutra, o que é
desejável em caso de formulações de produtos cosméticos.
Tais variações de pH não contribuem para instabilidade das
formulações, uma vez que evidências de instabilidade não
foram detectadas através do aspecto macroscópico nem do
teste de centrífuga.
Tabela 4: Valores de pH das emulsões na fase inicial e final do
ciclo gela degela. Aplicação da análise do teste de Tukey ao nível
de confiança de 95%
Parâmetro Avaliado E1 E2 E3 E4
pH incial 6,45 b
6.45 b
6.46 b
6.46 b
pH final 6.50 a
6.52 a
6.50 a
6.51 a
As médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente entre si
Sabe-se que a alteração na condutividade elétrica de
sistemas dispersos pode ser indicativa de instabilidade.
O aumento da condutividade pode estar relacionado com
a coalescência; enquanto a diminuição, com a agregação
(BRASIL, 2004).
Na tabela 5 a condutividade elétrica das emulsões E1, E2,
E3 e E4, diferem estatisticamente entre si e também no início
e final do ciclo gela-degela. Todas apresentaram pequeno
aumento sendo que o maior coeficiente de variação foi de
0,75% na amostra E2, ficando abaixo do limite estipulado de
5% segundo ANVISA (BRASIL, 2008), porém as emulsões
mostraram-se estáveis ao final das análises, não apresentando
possíveis sinais de coalescência.
Tabela 5: Valores de condutividade elétrica das emulsões na fase
inicial e final do ciclo gela-degela. Aplicação da análise do teste
de Tukey ao nível de confiança de 95%
Parâmetro Avaliado E1 E2 E3 E4
Cond. Inicial 0,078 h
0,104 f
0,125 d
0.144 c
Cond. Final 0,084 g
0,111e
0,162 b
0.176a
As médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente entre si.
Na tabela 6 com relação à viscosidade as formulações de
emulsões E1, E2, E3 e E4 não diferem estatisticamente entre
si, tanto no início quanto no final do ciclo gela-degela para
todas as rotações analisadas, porém das 4 rotações a de 6 rpm
foi a que teve melhor valor de viscosidade.
Embora a determinação da viscosidade seja critério
adequado na avaliação da estabilidade das emulsões, seu uso
em estudos de estabilidade não está relacionado a valores
absolutos de viscosidade, mas a alterações na viscosidade
durante o ciclo gela-degela (SOUZA, 2007).
Analisando estatisticamente os valores de viscosidade
em todas as rotações no início e no final do ciclo gela-degela
observamos a diminuição nos valores de viscosidade para todas
as formulações. O que já era esperado, uma vez que segundo
Souza (2007), quase todas as emulsões apresentam alterações
na viscosidade com o passar do tempo. Mas em nenhum dos
casos foi detectado qualquer indício que pudesse caracterizar
instabilidade nas formulações, mesmo porque o maior valor do
coeficiente de variação entre o início e o final do ciclo gela-
degelo foi de 0,96%, valor significativamente baixo.
Tabela 6: Valores de viscosidade em das emulsões na fase inicial
e final do ciclo gela-degela. Aplicação da análise do teste de
Tukey ao nível de confiança de 95%
Rotações E1 E2 E3 E4
6 rpm inicial 945 a
945 a
944a
945 a
6 rpm final 919b
920 b
920b
920 b
12 rpm inicial 472 c
472 c
472 c
472 c
12 rpm final 421 d
421 d
420 d
420d
30 rpm inicial 182 e
182 e
182 e
182 e
30 rpm final 162f
163f
162f
162 f
60 rpm inicial 92 g
92 g
92 g
92g
60 rpm final 83 h
83h
83h
84h
As médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente entre si.
Na tabela 7 podemos verificar que todas as formulações de
emulsões estiveram ausentes de microorganismos patogênicos
tanto no início quanto no final do ciclo gela-degela, o que é

essencial para produtos cosméticos, pois os mesmos entram
diretamente em contato com a pele.
Sabe-se também que microorganismos patogênicos como
Staphylococcus aureus podem causar eritemas, descamações
na pele ficando esta mais suscetível a outros invasores, sendo
que os outros patogênicos analisados podem causar doenças
gastrintestinais, pulmonares e outras. Por esses motivos não
se deve entrar em contato diretamente com a pele humana.
Tabela 7: Resultados da análise microbiológica de
microorganismos patogênicos em 5g de amostra das emulsões
antes e após o ciclo gela-degela
Amostras
Pseudômonas
aeruginosa
Staphylococcus
aureus
Salmonella
sp
Escherichia
coli
Inic. Fin. Inic. Fin. Inic. Fin. Inic. Fin.
E1 A A A A A A A A
E2 A A A A A A A A
E3 A A A A A A A A
E4 A A A A A A A A
A = AUSENTE P = PRESENTE, segundo Farmacopéia Brasileira
(1988), não podem haver presença dos microorganismo patogênicos em
5g de amostra em emulsões cosméticas.
Os resultados obtidos para microorganismos viáveis total
ficaram dentro dos parâmetros estipulados pela Farmacopéia
Brasileira (1988), que é de no máximo 5x103
UFC/g para
emulsões cosméticas. Na tabela 8 pode-se observar que
o maior número de microorganismos contados foi de 12
UFC/g para a amostra E3, isso no final do ciclo gela-degela.
Verificou-se também que não houve aumento significativo de
bactérias e fungos nas emulsões, podendo-se afirmar que o
sistema de conservantes das emulsões se mostrou eficiente,
pois não houve maior crescimento de microorganismo durante
o tempo de análise.
Tabela 8: Resultados da contagem de microorganismos viáveis
totais em 1g de amostra das emulsões
Amostras
Quant.
inicial
Quant.
final
Limites máx. permitidos pela
Farmacopéia Brasileira (1988)
E1 3 UFC/g 4 UFC/g 5 x 103
UFC/g
E2 3 UFC/g 3 UFC/g 5 x 103
UFC/g
E3 6 UFC/g 12 UFC/g 5 x 103
UFC/g
E4 3 UFC/g 5 UFC/g 5 x 103
UFC/g
4 Conclusão
O estudo concluiu que o método de extração de
proteínas do soro de leite por processo de coacervação
com polissacarídeo CMC é eficiente, pois remove uma
quantidade significativamente alta de proteínas do soro.
Verificou-se que a variação de pH e a concentração de CMC
é fator importante neste método de extração, pois o mesmo
influenciou na quantidade de proteínas precipitadas e também
na compactação das mesmas, por este motivo otimizou-se o
processo pela amostra P3.B.
Com relação à estabilidade das emulsões cosméticas
hidratantes contendo o coacervado proteína/CMC obteve-se
resultados satisfatórios tanto nos parâmetros físico-químicos
quanto no microbiológico, pois para ambos as emulsões
cosméticas mantiveram-se com estabilidade preliminar dentro
dos parâmetros estipulados, sendo que todas as concentrações
utilizadas podem ser aplicadas nas emulsões, não havendo
instabilidades nas mesmas.
Desta forma, pode-se afirmar que a utilização do
coacervado de proteínas/CMC para fins cosméticos é uma
alternativa viável para o reaproveitamento de efluentes das
indústrias de laticínios.
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do estado de minas gerais. Bras. Med. Vet. Zootec., v.60 n.1
p.243-250, 2008.

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