隨著生活水平的提高，大眾對化妝品安全性的要求也越來越高，要求產(chǎn)品天然、溫和、無刺激。然而化妝品是一種易于滋生腐敗的產(chǎn)品，因此為了提高其使用年限，不可避免地添加了防腐劑。所謂防腐劑是指防止化妝品腐敗變質(zhì)的添加劑，在產(chǎn)品中，防腐劑的作用是保護產(chǎn)品，使其免受微生物污染，延長產(chǎn)品貨架期，確保產(chǎn)品的安全性，防止消費者因使用受微生物污染的產(chǎn)品而引起可能的感染。
洗護用品屬于一種外用品，在生產(chǎn)、包裝以及儲存過程中都達(dá)不到藥品的嚴(yán)格衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，更不可能做到絕對無菌。并且大部份包裝為敞口，開封后細(xì)菌自然會隨著空氣流通接觸產(chǎn)品，在消費者使用時都會帶來人為的二次污染，同時產(chǎn)品中含有大量的營養(yǎng)成份可作為微生物養(yǎng)料，如不添加防腐劑，開啟后的產(chǎn)品很快會充斥著細(xì)菌及其代謝物，對消費者繼續(xù)使用產(chǎn)品帶來不良影響。但防腐劑具有一定的潛在刺激性，不可過量添加，維持必要的最低濃度即可。
目前，在洗護產(chǎn)品這一塊，基本上還是以卡松(其主要功效成分為甲基異噻唑啉酮和甲基氯異噻唑啉酮)，DMDMH(其主要功效成分為乙內(nèi)酰脲和甲醛)，苯氧乙醇，苯甲酸，苯甲酸酯，山梨酸鉀，尼泊金酯類，IPBC(碘代丙炔基氨基甲酸丁酯)等等為主，這些防腐劑相對來說都有加量少、效果高、價格便宜等特點。
但不可避免地，總有些對各種防腐劑過敏的人群。因此，我們需要盡量選擇使用大多數(shù)人不會有異常反應(yīng)和過敏現(xiàn)象的防腐劑的品種。
最近化妝品市場已開始出現(xiàn)宣稱“無添加”、“無防腐劑”的產(chǎn)品，這股風(fēng)也慢慢地吹到了洗護產(chǎn)品領(lǐng)域。隨著人們對環(huán)境安全、原料安全和產(chǎn)品對人體的安全的關(guān)注，人們對防腐劑的認(rèn)識更加全面和深刻了。本文將根據(jù)目前化妝品防腐劑應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，著重對洗護產(chǎn)品的防腐劑選用原則及發(fā)展趨勢進行集中介紹。
1 洗護產(chǎn)品中的微生物問題以及防腐劑的作用機理
受污染的化妝品中常見的微生物包括細(xì)菌、霉菌和酵母菌，其中以細(xì)菌為主。較常見的污染細(xì)菌有金黃色葡萄球菌、芽孢、鏈球菌及梭狀芽孢桿菌等革蘭氏陽性菌，還有假單胞菌、沙門氏菌及弧菌等革蘭氏陰性菌。洗護類化妝品譬如表活體系的沐浴露和洗發(fā)水等產(chǎn)品最常見的污染源是革蘭氏陰性菌，其中銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和洋蔥伯克霍爾德菌(Burkholderia cepacia)是最常分離出的污染微生物，其次為腸桿菌也常在此類污染產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)。
防腐劑對微生物的作用在于它能夠選擇性地作用于微生物新陳代謝的某個環(huán)節(jié)，使其生長受到抑制或致死，但對人體細(xì)胞卻無害，因此達(dá)到相對安全的產(chǎn)品防腐效果。其作用機理主要有以下三個方面：
1.1 使微生物蛋白變性或凝固
防腐劑在透過細(xì)胞膜后與細(xì)胞內(nèi)的酶或蛋白質(zhì)發(fā)生作用，干擾蛋白質(zhì)的合成或使之變性，而使細(xì)胞死亡。如硼酸、苯甲酸、山梨酸等作用于細(xì)胞內(nèi)可使蛋白質(zhì)變性，醇類、醛類易使蛋白質(zhì)凝固沉淀，因此具有抗菌的作用。
1.2 抑制微生物細(xì)胞壁的形成
微防腐劑能阻礙形成細(xì)胞壁的物質(zhì)合成，如陽離子表面活性劑等可抑制構(gòu)成細(xì)胞壁的重要組分肽聚糖的合成，有的可阻礙細(xì)胞壁中凡丁質(zhì)的合成。防腐劑能破壞細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞破裂或失去其保護作用，從而抑制微生物生長以致死亡。
1.3 影響細(xì)胞膜的功能防腐劑破壞細(xì)胞膜可使細(xì)胞呼吸窒息和新陳代謝紊亂，損傷的細(xì)胞膜導(dǎo)致細(xì)胞物質(zhì)的泄露而使微生物致死。如苯甲酸、苯甲醇、水楊酸等物質(zhì)，它們損害了正常細(xì)胞的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，而使細(xì)胞死亡。
2 防腐劑使用種類及現(xiàn)狀
隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷改進和提高，防腐劑的種類也越來越多。目前，世界各國報道的化妝品防腐劑已超過 200 種，我國在《化妝品衛(wèi)生規(guī)范(2007 版)》中規(guī)定 56 類防腐劑在化妝品中的使用限量和使用范圍。目前在洗護領(lǐng)域中較常用的防腐劑是對羥基苯甲酸酯類、咪唑烷基脲、苯氧乙醇和卡松等?；瘖y品中防腐體系的建立是一項系統(tǒng)工程，它綜合了化學(xué)、精細(xì)化學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、毒理學(xué)、物理學(xué)等多學(xué)科的知識。同時，還受到法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)以及配方師的經(jīng)驗、習(xí)慣等因素的影響。因此，作為洗護產(chǎn)品配方工程師，應(yīng)當(dāng)在防腐劑用量和品種的選擇上進行科學(xué)地篩選，以開發(fā)安全高效、低致敏率的產(chǎn)品為目標(biāo)，選擇對人體最安全的防腐劑，在防腐性能達(dá)標(biāo)的情況下把防腐劑的用量設(shè)為最低，更好地為產(chǎn)品和消費者的使用安全找到一個連接的平衡點，在國家法規(guī)許可的范圍內(nèi)，采用靈活的方式，針對不同的產(chǎn)品設(shè)計出安全有效的防腐體系。
3 防腐劑選用原則及效能評價
3.1 防腐劑的選用原則
在選用防腐劑體系時，需考慮到洗護品的組成或原料的物理、化學(xué)性質(zhì)，考慮到微生物因素及其它多種因素，洗護產(chǎn)品的理想的防腐劑其性能應(yīng)具有：(1)具有廣譜的抗菌活性;(2)良好的配伍相容性;(3)良好的安全性;(4)良好的水溶性(因洗護產(chǎn)品大部分為水性基體)。
3.2 防腐劑的效能評價
防腐劑體系有效性的評價方法有USP(美國藥典)法、CTFA(美國化妝品、洗滌用品和香精協(xié)會)法和線性回歸法。目前，國內(nèi)外普遍采用的防腐劑有效性評價方法是 CTFA 推薦的一次加菌防腐挑戰(zhàn)性試驗。該方法能夠模擬化妝品生產(chǎn)和使用過程中受到高強度的微生物污染的潛在可能性和自然界中微生物生長的最適條件，使測試結(jié)果更接近現(xiàn)實，從而為保證產(chǎn)品避免由微生物污染造成的損失和保障消費者的健康提供可靠的保證。即在待測樣本中人為地接種若干種類、一定數(shù)量的微生物，在適當(dāng)?shù)臏囟认屡囵B(yǎng)，定期分離樣本的微生物，并根據(jù)微生物的數(shù)量變化情況評價樣本的抗菌效能。
3.3 防腐劑的化學(xué)相容性
在防腐劑的使用中，需要十分注意體系各原料與其的相容性。相容性是指防腐劑可以與內(nèi)容物的組分、包裝材料、特定物質(zhì)等發(fā)生作用，引起效果降低甚至失效。其中如果是失效的相容性，則更需引起重視。下面列出的方面僅供參考，需要在實際配方研發(fā)和生產(chǎn)過程中，不斷加以積累、總結(jié)和補充，方能盡可能全面的掌握防腐劑的化學(xué)相容性問題。
(1)化妝品中的某些組成材料如碳水化合物、滑石粉、金屬氧化物、纖維素等會吸附防腐劑，降低其效力。
(2)產(chǎn)品中如若含有淀粉類物質(zhì)，可能會影響尼泊金酯類的抑菌效果。
(3)添加高濃度的蛋白質(zhì)(或者氨基酸)一方面可能形成對微生物的保護層，降低防腐劑的抑菌活性，另一方面又能提供微生物的養(yǎng)分，促進其增長。
(4)金屬離子如 Mg2+、Ca2+、Zn2+等，對防腐劑的活性有很大的影響，一般情況下，過量的金屬離子在有香料、天然化合物的產(chǎn)品中易形成難溶物或發(fā)生催化氧化反應(yīng)。
(5)防腐劑可和化妝品的某些組分形成氫鍵(如山梨酸與某些組分)或螯合物(如增稠劑中的鐵離子)，通過“束縛”或“消耗”的方式，降低防腐體系的效能。
(6)少量表面活性劑劑能增加防腐劑對細(xì)胞膜的通透性，有增效作用，但是量大時會形成膠束，吸引水相中的防腐劑，降低了防腐劑在水相中的含量，影響了其抑菌效能。
(7)某些防腐劑會和表面活性劑如硫酸鹽(酯)、碳酸鹽(酯)、含氮表面活性劑以及色素?zé)晒馊玖?、包裝材料(塑料、金屬、橡膠)發(fā)生作用，在影響防腐劑效力的同時，也損害產(chǎn)品的品質(zhì)。
(8)非離子以及高乙氧基的表面活性劑物質(zhì)都會影響尼泊金酯類的活性。
(9)亞硫酸鹽則會影響異噻唑啉酮和甲基二溴戊二腈的活性，亞硫酸鈉是一種常見的原料脫色劑，應(yīng)該確認(rèn)原料當(dāng)中是否含有亞硫酸鹽。
(10)防腐劑對去離子水的表面張力，產(chǎn)品的發(fā)泡性，組分的溶解性，色素的顯色性，香料的香味，活性因子的生物活性等多方面的影響或潛在影響都應(yīng)該在考慮之列。
而在相容增效方面，最典型的例子就如：如果配方中含有超過 15 %的乙醇就不需要添加其它防腐劑。同樣，在防曬及針對尿疹的配方中所含的氧化鋅，其本身就具有抗微生物的特性。配方中如果二醇含量高可以提升防腐劑的效果甚至可以通過與游離的水的結(jié)合，控制微生物生存所需的環(huán)境，從而起到少添加甚至不需要添加其它防腐劑的效果。
除了以上幾個我們需要考慮的因素外，更重要的是不要忽略了空氣中的濕氣，少量的濕氣可能只是停留在產(chǎn)品的表面但這已經(jīng)足以引起產(chǎn)品的微生物污染。所以，苯氧乙醇等具有一定揮發(fā)性的蒸氣壓的防腐劑，對這種性質(zhì)的微生物污染可以起到防范的作用。
3.4 防腐劑的復(fù)配性
通常來講，某一種防腐劑只是對某一特定菌落才有殺滅或是抑制效果的，所以，出于下列考慮，有必要進行化妝品配方中的防腐劑復(fù)配研究。
(1)拓寬抗菌譜：某種防腐劑對一些微生物效果好而對另一些微生物效果差，而另一種防腐劑剛好相反。兩者合用，就能達(dá)到廣譜抗菌的防治目的。
(2)提高藥效：兩種殺菌作用機制不同的防腐劑共用，其效果往往不是簡單的疊加作用，而是相乘作用，通常在降低使用量的情況下，仍保持足夠的殺菌效力。
(3)抗二次污染：有些防腐劑對霉腐微生物的殺滅效果較好，但殘效期有限，而另一類防腐劑的殺滅效果不大，但抑制作用顯著，兩者混用，既能保證貯存和貨架質(zhì)量，又可防止使用過程中的重復(fù)污染。
(4)提高安全性：單一使用防腐劑，有時要達(dá)到防腐效果，用量需超過規(guī)定的允許量，若多種防腐劑在允許量下的混配，既能達(dá)到防治目的，又可保證產(chǎn)品的安全性。
(5)預(yù)防抗藥性的產(chǎn)生：如果某種微生物對一種防腐劑容易產(chǎn)生抗藥性的話，它對兩種以上的防腐劑都同時產(chǎn)生抗藥性的機會自然就困難得多。
4 發(fā)展趨勢
4.1 天然防腐劑成為熱點
隨著人們的生活水平的提高，人們的消費觀念逐步崇尚天然了。天然的防腐劑的研究也成為熱點。研究表明，地球上很多植物含有抑菌成分，植物提取物中抑菌有效成分主要有：生物堿類、黃酮類、香豆素和內(nèi)酯類、皂苷、酚類化合物等。國內(nèi)外學(xué)者紛紛從不同的植物中提取抑菌物質(zhì)。常用的植物包括迷迭香、肉桂、大蒜、苦瓜等，其提取物有很好的抑菌效果。由于從植物中提取出來的成分非常復(fù)雜，往往是多種成分的混合物，因而，很多天然植物及其成分的防腐機理還不是十分清楚，但是就目前已了解的機制來講，跟傳統(tǒng)的防腐劑的機制基本一致，仍然是通過作用于微生物細(xì)胞壁或者細(xì)胞膜來阻止其生長以達(dá)到防腐的功效。
然而，天然防腐劑與傳統(tǒng)化妝合成的防腐劑相比，具有非常大的優(yōu)勢。第一，天然防腐劑作用更加溫和，使用更加安全。天然防腐劑的來源主要是生物體內(nèi)存在的或者生物分泌的物質(zhì)，很多是可食用的動植物產(chǎn)生的，所以較傳統(tǒng)化學(xué)合成防腐劑及對人體更加安全。第二，天然防腐劑不容易對環(huán)境造成污染。天然存在的物質(zhì)或活性成分在地球存在多年，已經(jīng)形成了良好的生態(tài)循環(huán)，往往更容易被微生物等降解，因而較傳統(tǒng)化學(xué)合成防腐劑更不易造成環(huán)境污染。
4.2 無添加防腐劑
隨著科研水平的進步，業(yè)界對防腐劑的安全性研究也越來越深入，許多傳統(tǒng)有被使用的防腐劑，都被證實具有一定的負(fù)面作用。所以，安全的“無添加”防腐劑的產(chǎn)品概念，這些年從日本傳入以來，甚受市面歡迎。查找原因，知道化妝品生產(chǎn)商使用了一些在《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》以外的原料，而這些原料除了有其他功能以外，還具有抑菌的功能，所以能起到防腐的作用。例如辛甘醇，既是良好的保濕劑也具有防腐功能。這一類新原料的開發(fā)使產(chǎn)品的溫和性得到很大程度的提高，是未來防腐劑發(fā)展方向。真正的無添加由于技術(shù)層面的原因，仍未完全普及。但是，如果某一天，配方師們解決了不含防腐劑體系的防微生物問題，相信“無添加”的產(chǎn)品會占有更大的市場比例。
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