防腐剂的定义
简而言之,防腐剂就是指可以阻止微生物生长的物质。在化妆品中,防腐剂的作用是保护产品,使之免受微生物污染,延长产品的货架寿命;确保产品的安全性,防止消费者因使用受微生物污染的产品而引起可能的感染。化妆品受到微生物污染引起变质,一般情况下,在外观就能够反应出来。如霉菌和酵母菌经常在产品的包装边沿等地方出现霉点;受微生物污染的产品出现混浊、沉淀、颜色变化、PH值改变、发泡、变味,如果是乳化体则可能出现破乳,成块等。如果防腐剂添加的量不够,则可能出现微生物适应周围的生长环境,产生抗药性,从而导致防腐失效。
微生物的生存和繁殖是依赖于一些环境因素的:物理方面的有温度、环境PH值、渗透压、辐射、静压;化学方面的有水源、营养物质(C、N、P、S源)、氧、有机生长因子。基于此,可以简单总结防腐剂的作用机理有:
1)在一些油膏类等含水量很低的产品中,微生物一般情况下是很难生长的;
2)对于大多数细菌来说,最适合生长的PH范围是接近中性(6.5-7.5),强酸及强碱不适合微生物的生长,比如常见的果酸产品,防腐效果通常会平行好过中性产品;
3)提高或降低渗透压会可导致细胞膜的破裂,也可引起膜的收缩和脱水;
4)另外表面张力也是影响微生物生长的原因之一,在一些表面活性剂用量很高的配方中,微生物也是不容易生长,在这个方面,阳离子表面活性剂表现比较突出,而阴离子及非离子对微生物的生理毒性则很小。
5)在一般情况下,细菌最适宜生产的温度为30℃-37℃,而霉菌及酵母菌为20℃-25℃,所以可以采用高温消毒的方法,但个别芽胞菌在适应环境后,生成保护膜,即使80℃-90℃高温下短时间内也无法将其杀灭。
防腐剂对微生物的作用,只有在足够的浓度与微生物直接接触的情况下,才能产生作用。防腐剂最先是与细胞外膜接触,吸附,穿过细胞膜进行细胞质内,然后才能在各个部位发挥药效,阻碍细胞繁殖或将其杀死。实际上,主要是防腐剂对细胞壁和细胞膜产生的效应,另外是对影响细胞新陈代谢的酶的活性或对细胞质部分遗传微粒结构产生影响。
下面让我们一起来了解下化妆品法规内的防腐剂有哪些?
作用机理:对羟基结构可改变微生物细胞膜的通透性,导致细胞内溶物的漏出,同时使细胞膜中离子转移蛋白质失活,造成与其相偶联的能量梯度的丧失。
特点:
1、广谱,与咪唑烷基脲、苯氧乙醇有良好的协同效果。
2、低毒,安全性好。
3、油溶性好,彩妆中应用广泛。
4、有较好的热稳定性。
5、体内微环境可形成为苯酚类物质,并且在脂肪组织中有累积致癌的可能性。
6、能够模拟某种雌激素的能力,增加女性乳腺癌的诱发机率。
常用的产品有:尼泊金甲酯、尼泊金乙酯、尼泊金丙酯。
作用机理:甲醛可透过细胞膜渗透进胞体内部,同时可使蛋白质中的氨基、巯基和嘌呤碱基的氮杂环烷基化,导致蛋白质变性,最终导致菌体死亡。
特点:
1、快速、高效,有气相抑菌性。
2、与多种抑菌剂有协同效果。
3、抑制细菌效果较好。
4、热稳定性差,易挥发,有强烈的刺激性味道。
5、普通消费者对甲醛有极强的排斥心理。
常用的产品有:双(羟甲基)咪唑烷基脲、咪唑烷基脲、DMDMH。
作用机理:
1、改变细胞膜的通透性,导致部分细胞内容物的泄露,但并不破坏细胞膜的完整性。
2、和细胞内巯基酶反应形成二硫化物,导致含有巯基的酶(如ATP酶和3-磷酸甘油醛脱氢酶)失活,造成菌体代谢紊乱直至死亡。
3、CIT能在形成二硫化物的基础上继续反应形成硫代酰氯,其具有极高的细胞内活性,可以同细胞内的大分子相互作用,导致细胞失活,另硫代酰氯对核酸有破坏作用。
特点:
1、CIT活性很高,三重防腐机理使微生物很难形成抗性菌株,极其高效广谱。缺点是CT极不稳定,即使在稳定剂存在的情况下,也容易受热、碱、还原性及氧化性的影响失活,使其不再具有防腐效果。
2、MIT性质稳定,对热、碱等条件影响較小,有积累性并有极大的可能引发皮等问题。
常用的产品有:卡松、MIT等。
防腐机理:高浓度醇类可破坏细胞膜的完整性,使细胞内容物外泄,快速作用于微生物;低浓度可改变细胞膜的通透性。除本身抑制细胞活性外,由于羟基的存在可与其它种类抑菌剂形成不稳定的醇类复合物,并通过羟基与细胞膜的亲和性,透过细胞膜进入胞体内部,明显提高其它抑菌剂的抑菌效果;在破坏了细胞膜的通透性之后,有些醇类还能够降低酶的活性,抑制DNA的合成,形成二级影响。
特点:
1、大部分醇类安全性高,刺激性低,有些产品有热感,但对皮肤无损伤。
2、大部分醇类需要高浓度才能抑菌,低浓度下适合作为其它抑菌剂的增效剂。
常用的产品有:乙醇、丙二醇、丁二醇、苯甲醇、苯乙醇、苯氧乙醇、二醇类等。
防腐机理:以其未离解的分子发生作用的,它们亲油性较强,且极易透过细胞膜结构,干扰微生物细胞膜旳通透性,阻碍细胞膜对氨基酸的吸收,进入到细胞内的有机酸分子,又极易与胞体内游离的氨基基团、碱基等反应,改变菌体内环境,抑制微生物细胞内的呼吸酶系的活性,最终将其杀死,从而起到防腐作用。
常用的产品有:苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钠盐、脱氢乙酸等。
抑菌机理:微生物常常带有负电荷,因此当这类抑菌剂存在时,会吸附微生物,使其聚集成团造成细胞膜堵塞封闭,使菌体呼吸代谢停止。
特点:
1、对使用条件有严苛的限制,必须保证体系中无阴离子表活存在,同时排斥多种螯合剂。
2、有较强的抑菌杀菌性能,因此常作为医用杀菌剂来使用。
常用的产品有:苯扎氯铵、氯己定、聚六亚甲基胍等。
1)多元醇,如1,2-戊二醇、1,2-己二醇、辛甘醇。
辛甘醇:单独使用,5%的添加量,才对酵母和革兰氏阴性菌有效抑制,对霉菌和革兰氏阳性菌效果不好。因此经常需要和有机酸搭配使用。
2)酮类,如对羟基苯乙酮。
单独使用对羟基苯乙酮,需要添加1%,才对细菌有比较好的抑菌效果,但是抗真菌能力弱。因此需要搭配其他防腐剂共同使用。
3)中长碳链的极性两亲物质,如乙基己基甘油、山梨坦辛酸酯。
乙基己基甘油是一种甘油基醚,与其他防腐剂复配,增效防腐。乙基己基甘油一般配合苯氧乙醇使用。
4)有机酸,如乙酰丙酸、辛酰羟肟酸等。
乙酰丙酸主要抑制细菌,辛酰羟肟酸抑制细菌和真菌。
每个国家对防腐剂的使用都有其独特的喜好或规定,这个对国内销售的化妆品厂家没有影响,仅供参考。但如果有出口的厂家,则应该寻找相关机构作进一步详细了解。
1)欧盟出台的化妆品法规AnnexVI对异噻唑啉酮所有的使用都限制在15ppm之内;美国的CosmeticIngredientsReview(CIR)则规定其在冲洗产品中的最高用量为15ppm,而在停留产品中的用量最高则为7.5ppm;而在日本则规定异噻唑啉酮只可使用在冲洗产品中。
2)从立法的角度来将对化妆品防腐剂规定最严格的仍然是日本。
3)德国和斯堪的纳维亚(瑞典、挪威、丹麦、冰岛的泛称)不喜欢使用异噻唑啉酮类防腐剂。
4)法国则比较在意苯氧乙醇
5)大多数欧洲的产品都不使用含甲醛释放体的防腐剂
6)布罗波尔Bronopol在英国得到普遍的使用,但是在美国却恰恰相反。
来源:中国洗涤用品工业协会l&l分会