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化妆品防腐剂简述

化妆品防腐剂简述

美妆技术科普颜究院,潘广乐

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一、防腐剂的定义

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化妆品防腐剂是指以抑制微生物在化妆品中的生长和繁殖为目的而在化妆品中加入的物质受微生物污染的化妆品容易出现浑浊、破乳、变色变味、PH值变化等现象。

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二、防腐剂的作用机理

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1,是干扰微生物的酶系,破坏其正常的新陈代谢,抑制酶的活性。

2,是使微生物的蛋白质凝固和变性,干扰其生存和繁殖。

3,是改变细胞浆膜的渗透性,抑制其体内的酶类和代谢产物的排除,导致其失活。

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三、抑菌、抗菌、灭菌、消毒的区别

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按照2003年颁布的《消毒技术规范》:

消毒 disinfection:杀灭或清除传播媒介上病原微生物,使其达到无害化的处理。

灭菌 sterilization:杀灭或清除传播媒介上一切微生物的处理。

抗菌antibacterial:采用化学或物理方法杀灭细菌或妨碍细菌生长繁殖及其活性的过程。

抑菌bacteriostasis:采用化学或物理方法抑制或妨碍细菌生长繁殖及其活性的过程。

抑菌:抑菌率≥50%~90%,判有抑菌作用;抑菌率≥90%,判有较强抑菌作用。

抗菌:杀菌率≥90%,判有抗菌作用;规定时间的杀菌率≥99%,判有较强抗菌作用。

消毒:杀菌率要超过99.999%{杀灭对数值>5}。

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四、影响化妆品防腐的因素相关

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(1)防腐剂的性质,浓度与溶解度对其效能影响很大,浓度越高效能越强,一般好的防腐剂应有良好的水溶性。

 

(2)配方配伍性,某些非离子表活、水溶性聚合物以及蛋白质等,降低水中游离防腐剂的浓度,降低其活性。

 

(3)吸附作用:淀粉、膨润土、炉甘石、硅藻土、高岭土、碳酸镁、氯化镁、三硅酸镁、二氧化硅、二氧化试、碳酸铋和氧化伴等固体粒子可吸附某些防腐剂,使其活性降低。

 

(4)产品的生产过程,环境微生物越多防腐效果越差,某些防腐剂不耐高温,高温使部分防腐剂失活,有效的添加顺序可提高防腐作用

 

(6)防腐剂搭配,在化妆品中一般需要防腐剂协同搭配,每种防腐剂对不同菌种抑制的MIC值不用,能通过防腐剂搭配达到广谱防腐,如氯苯甘醚和苯氧乙醇搭配比单独用苯氧乙醇防腐效果好。

 

(7)最终产品,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,产品的内容物与外包装直接决定了化妆品中微生物的生存环境。

 

1,水分。一般纯油体系可不加防腐剂,pH 6.5~7.5适合微生物生长,强酸强碱微生物不易生长。

2,温度。细菌最适宜生长的温度为 30~37℃,而霉菌及酵母菌为20~25℃,化妆品微生物检测也是利用微生物适宜生长温度进行检测。

3,pH值。防腐剂有PH适用范围,如有机酸防腐剂需要酸性才能充分发挥防腐性能。

4,表面张力。一般洗涤体系中微生物不易生长,阳离子表活具有良好抑菌性能。


5,微生物营养剂。在配方中添加的植物提取物、糖类化合物、蛋白质、氨基酸、胶质、有机酸、矿物质、维生素、乳化剂、增稠剂等可作为微生物生长的营养剂促进微生物的繁殖,从而使防腐剂的活性降低,甚至失活。


6,包装。苯扎氯铵可被聚乙烯、聚苯乙烯和 PVC包材成分吸附降低防腐效能,广口容器更容易引起二次污染。

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四、防腐剂安全性

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经过多年的研究,研究者们发现了不同防腐剂对人体安全性的影响。


尼泊金酯类(对羟苯甲酯甲/乙/丙/丁酯)发现PBs类作为内分泌干扰物,会影响到生殖系统和对类固醇敏感的各种组织,可能与乳腺癌相关, 2014年欧盟已经将羟苯异丙酯,羟苯异丁酯从已批准的防腐剂中删除。


EDTA,EDTA二钠,EDTA四钠等,在化妆品中起到稳定剂和协同防腐增效剂的作用,口服对动物来说有遗传毒性和生殖毒性。


卡松,配伍性良好,洗涤中常用防腐剂,但发现在AESA体系中会产生致癌物,并且其防腐刺激性大。


苯氧乙醇,氧乙醇在中等浓度下是有毒的,会对大脑和神经系统产生影响美国食品药物管理局FDA曾警告说,苯氧乙醇可能抑制中枢神经系统,导致婴儿呕吐、腹泻以及脱水。美国环境保护局的研究表明,苯氧乙醇会造成染色体变化和基因突变,以及睾丸萎缩,并且留在体内干扰生殖系统。


苯甲醇,苯甲醇进入到人体皮肤细胞,也能抑制正常皮肤细胞的新陈代谢,长久使用会加速皮肤细胞老化。


三氯生,被证实在某种环境下能致癌。

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五、防腐剂有效性评价

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防腐剂对微生物的最低抑制浓度MIC,单位为g/mL, MIC 值越小,表明其效力越高,一般在化妆品配方中进行防腐挑战试验是验证防腐体系的有效方法。

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六、防腐剂的理想功效

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理想防腐剂应该具备以下使用功效。


1. 抗菌谱广

理想防腐剂可以抑制所有微生物,包括酵母菌、霉菌、革兰阳性菌、阴性菌。


2. 抗菌活性强

理想防腐剂应该在低浓度时具有广谱的抗微生物活性。


3.化学稳定性好

理想防腐剂应该在化妆品生产、储存期间内所有极端温度和 pH 条件下稳定而

不容易分解。


4. 安全性高

在使用浓度下对人和其他动物安全,无毒或毒性很低,无刺激、无过敏作用。


5.配伍性好

水溶性好,并与化妆品中一般的原料不发生化学作用;能很好地配伍,形成均

勾的制剂。


6,无感官特征影响

不应产生有损产品外观的着色、褪色和变臭等现象。

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七、化妆品常用准用防腐剂

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1,甲醛释放体防腐剂,是指通过缓慢释放极少量的游离甲醛,以达到杀灭细菌等微生物的效果。但是由于甲醛对皮肤粘膜有刺激作用,而且与皮肤接触可能导致过敏。


DMDMH及DMDMH2000,标准中文名称DMDM乙内酰脲,一般为固含量55±2的水溶液,《化妆品安全技术规范》(2015版)中该防腐剂规定的限量为0.6%,一般用在洗涤产品中,一般使用浓度为0.15-0.50%。属低毒产品,大白鼠经口LD50为300Omg/kg ,对环境无影响,不含重金属,无诱变性、无毒性、过敏性、变异性,在使用浓度下对皮肤、眼睛无任何不良反应,DMDMH2000是DMDMH的升级版,游离甲醛低于0.1%,刺激性小,低温不结晶,但防腐能力一致,价格也相差不远。


杰马BP,中文名称:双(羟甲基)咪唑烷基脲(杰马A)、碘丙炔醇丁基氨甲酸酯(IPBC),含量:7.5~8.5% ;IPBC含量:0.65~0.95%,水溶性好,pH值使用范围3~9,可与各种表面活性剂、蛋白质以及大多数化妆品成分相配伍,广谱抗菌活性,能抑制革兰氏阴性菌、阳性菌、酵母菌及霉菌,IPBC的加入更增强其抑霉菌效果。

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2,酯类防腐剂;

羟苯甲酯,微溶于水,一般建议配方中加入适量的醇防止低温析出,一般添加量为0.05~0.2%,可于化妆品中存在的各种组分相配伍,实验结果表明其抑菌能力不受化妆品中的表面活性剂、蛋白质、中草药、ZPT以及Parsol 1789等添加物的影响。 抗菌性能:广谱抗菌活性,能有效地抑制革兰氏阴性菌、阳性菌、酵母菌及霉菌。


尼泊金丙酯,酯溶性防腐剂,具有广谱抗菌活性,与传统的防腐产品(例如:苯甲酸钠)相比,具有使用浓度低,广谱高效,并且安全经济,使用效期长,一般和甲酯复配使用。


尼泊金乙酯,微溶于水中,溶解度为0.070%,对羟基苯甲酸酯类对霉菌和酵母菌的抑制作用较强,对细菌特别是对乳酸菌及革兰阴性杆菌的作用较差,但抗菌能力比山梨酸和苯甲酸强,且抗菌作用受PH影响不大,在PH4-8的范围内效果均好。对羟基苯甲酸酯类烷基越长抗菌作用越强,依次为丁酯>丙酯>乙酯。


尼泊金丁酯,羟苯脂类中,丁酯抑菌活性最强,溶解度最低,乙酯与丁酯(4:1)搭配具有协同作用。

《化妆品安全技术规范》(2015版)中该类防腐剂规定的限量为单一酯0.4%(以酸计);混合酯总量0.8%(以酸计);且其丙酯及其盐类、丁酯及其盐类之和分别不得超过0.14%(以酸计),容易与吐温类、聚乙二醇等络合,虽然尼泊金类在水中溶解度增大,但其抑菌的作用下降,使用中应注意此特点。


碘丙炔醇丁基氨甲酸酯(IPBC), 一款低毒、广谱、高效的杀真剂。易溶于油性体系,其水溶性较低,生产使用要求:使用PH为4-9,在低于40℃加入配方中。配伍性:强氧化剂下稳定,与强还原剂、强酸和强碱反应。和各种表面活性剂、蛋白质以及大多数化妆品成分相配伍。在碱性条件下慢慢水解。

《化妆品安全技术规范2015》

(a)淋洗类产品,不得用于三岁以下儿童使用的产品中(沐浴产品和香波除外);禁止用于唇部产品,最大使用量0.02%。

(B)驻留类产品,不得用于三岁以下儿童使用的产品中;禁用于唇部用产品;禁用于体霜和体乳,最大使用量0.01%。

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3,季铵盐防腐剂,是一类季铵化的阳离子表面活性剂,低浓度就具有抑菌性能,可杀灭大多数的细菌和病毒,季铵盐防腐剂具有高效、低毒、低刺激性的热点,但在化妆品中一般配伍性较差,与阴离子原料会发生反应。


苯扎氯铵,市售商品多为质量分数为50%的溶液,易溶于水,苯扎氯铵还具有抗菌活性。抗菌活性最强,但对假单胞属细菌和霉菌作用较弱。苯扎氯铵在水溶液中显示出抗菌活性,pH在6.0以上活性最强,碱性越大,抗菌活性越好。在乳液中活性差,苯扎氯铵抗菌作用机制是加溶膜脂质和通过表面活性剂与其他脂质反应,破坏细胞整体性。亦可能使蛋白质变性。淋洗类发用产品,限用总量3%,其他产品总量0.1%。


苄索氯铵,溶于水,产生泡沫状的皂液,易溶于乙醇,抗菌活性和作用机制类似于苯扎氯铵。有良好的杀菌消毒作用。其配伍性也与苯扎氯铵相似。与皂类和阴离子表面活性剂不配伍,遇矿物酸和很多盐类产生沉淀。


西曲氯铵十六烷基三甲基氯化铵,也就是护发素中的1631,作 为 防 腐 剂 . 在 化 妆 品 使 用 的 最 大 允许 浓 度 为 不 得 超 过 0. 1% ,与阳离子、非离子、两性离子表面活性剂有良好的配伍性。

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4,其他阳离子防腐剂

己脒定二(羟乙基磺酸)盐,具有广谱抗菌和杀菌性能的物质,对各种革兰氏阳性菌及阴性菌以及各种霉菌和酵母菌都有很高的的杀菌和抑菌性能,特别对引起头屑的卵状糠秕孢子菌,引起粉刺的痤疮丙酸杆菌有很强的抑制和灭菌效果。对于引起头屑的马拉色菌(卵状糠秕孢子菌),因其独特的结构具有非常强的杀灭作用。特别适用于祛痘产品,添加量0.08-0.1%。同时因为良好的配伍性和稳定性使它几乎适用于各种剂型:霜、精华、啫喱等几乎所有化妆品剂型。  


聚氨丙基双胍,属于胍类防腐剂,化妆品中最大允许浓度为0.3%。适用pH范围4〜8;pH5左右抗菌活性最佳,刺激性低,可用于入眼防腐剂。


氯己定二葡糖酸盐,属于胍类防腐剂,消毒防腐药,葡萄糖酸氯己定具有相当强的广谱抑菌、杀菌作用,对革兰氏阳性菌及革兰氏阴性菌均有效。《化妆品安全技术规范》(2015版)中该类防腐剂规定的限量为总量0.3%(以氯己定计)。

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5,酸及其盐类防腐剂

苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸/山梨酸钾、水杨酸等。虽然危害较小,但是防腐能力较弱,经不起高温,容易变质。苯甲酸类防腐剂是以其未离解的分子发生作用的,未离解的苯甲酸亲油性强,易通过细胞膜,进入细胞内,干扰霉菌和细菌等微生物细胞膜的通透性,阻碍细胞膜对氨基酸的吸收,进入细胞内的苯甲酸分子,酸化细胞内的储碱,抑制微生物细胞内的呼吸酶系的活性,从而起到防腐作用。一般在酸性中防腐性能较好。

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6,酚类防腐剂

氯二甲酚(PCMX,安全、高效、广谱、低毒的防霉抗菌剂,易溶于有机溶剂及碱性溶液,微溶于水(0.03wt%)能与各类阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、乳化剂等成分相配伍,并与其它各类防腐剂、杀菌剂成分有良好的杀菌协同作用,一般用于洗手液,衣物消毒剂中,pH使用范围4~12。


ο-伞花烃-5-醇,水溶性低,化妆品最大允许度为0.1%。用作膏霜、唇膏和发用品类化妆品的防腐剂。抗细菌和酵母菌有效。强碱条件失活。与非离子表面活性剂和季铵盐不配伍。具有祛痘和抗氧化剂功能。

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7,醇醚类

苯甲醇具有优良的抗菌、防腐、去污、增溶能力。抗革兰阳性菌活性最强,抗革兰阴性菌和酵母菌效果一般,抗霉菌能力最弱。苯甲醇防腐作用是通过使脂质加溶和可能使蛋白质变性破裂细胞膜。同时苯甲醇还具有配伍性。一些非离子表面活性剂可使它失活,如聚山梨醇-80会使部分失活。可直接加入产品中。

 

苯氧乙醇具有广谱抗菌活性,其活性使用于广泛pH范围3-10;其最小抑菌浓度为0.06%—1.00%。苯氧乙醇添加至各类配方中,不会引起稳定性的改变,但对产品的黏度影响较大,水油两溶,但会有发热,使用浓度最高为1%。

 

二氯苯甲醇白色或淡黄色结晶,适用PH范围为3〜9。抗真菌活性强,抗细菌活性较弱。与2-溴-2- 硝基-丙二醇配合使用.具有正协同作用。与大多数表面活性剂配伍,一些 阴离子和非离子表面活性剂会降低抗菌活性。限量为0.15%,可短时间高温加。

 

氯苯甘醚作为一种防腐剂,它可以防止各种产品遇到粘度改变、PH变化、破乳问题、可见的微生物生长、颜色变化和难闻气味产生等问题,氯苯甘醚可溶于热水(50-80℃),耐热稳定性好,可加入到预先加热好的水中。无皮肤刺激性或在某些情况下出现轻微的刺激性,在推荐用量下对眼睛具有轻微刺激性。孕妇/哺乳期女性或儿童避免使用含有该成分的个人护理品。限量为0.3%。

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8,其他类

多元醇,就是戊二醇、己二醇、辛二醇和乙基己基甘油等具有防腐功能或者辅助防腐功能的原料。


天然提取物,花椒果提取物,连翘提取物,牡丹根皮提取物,肉桂皮提取物,决明子提取物,橘皮提取物,厚朴提取物,茶树精油等。


发酵产物。发酵产物是天然产物的另外一种,是用细菌或者酵母菌发酵之后得到的最终成果。这些产物中有可能有一些天然的抗菌肽,所以有杀菌功能。


中碳链长的极性两亲物: 乙基己基甘油,甘油辛酸酯,甘油癸酸酯,癸酸,山梨坦辛酸酯,甘油十一碳烯酸酯等。 


有机酸: 乙酰丙酸,茴香酸,辛酰羟肟酸等。


酮类: 对羟基苯乙酮等。 

通过上述防腐剂可搭配成无添加防腐体系


凯松-CG,是由二种异噻唑啉酮组成,配方中增加23%的镁盐进行增效,主要是改变渗透压,一般用于洗涤产品,用量为0.05-0.1%.

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作者:潘先森 分类:原料类 浏览:68 评论:0
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