第五章化妆品用去离子水、防腐剂和抗氧剂

第五章第五章 化妆品用去离子水、防腐剂和抗氧剂化妆品用去离子水、防腐剂和抗氧剂第一节第一节 去离子水的制备技术去离子水的制备技术第二节第二节 化妆品的微生物污染和防腐杀菌剂化妆品的微生物污染和防腐杀菌剂第三节第三节 化妆品抗氧化妆品抗氧思考题思考题第一节第一节 去离子水的制备技术去离子水的制备技术一、化妆品生产用水的要求一、化妆品生产用水的要求 无机离子浓度无机离子浓度 化妆品用水需去除水中的无机离子，达到化妆品用水需去除水中的无机离子，达到纯水要求，使含盐量降至纯水要求，使含盐量降至 1mg/L以下，即电导以下，即电导率需降低至率需降低至 16s/cm2。微生物的污染微生物的污染 化妆品卫生标准规定：一般化妆品细菌总化妆品卫生标准规定：一般化妆品细菌总数不得大于数不得大于 1000个个 mL或或 1000个个 g；眼部、；眼部、口唇、口腔粘膜用化妆品及婴儿和儿童用化妆口唇、口腔粘膜用化妆品及婴儿和儿童用化妆品细菌总数不得大于品细菌总数不得大于 500个个 mL或或 500个个 g，而粪大肠菌群、绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌不而粪大肠菌群、绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌不得检出。得检出。 二、水质预处理二、水质预处理 1、机械杂质的去除、机械杂质的去除 方法：电凝聚、砂过滤和微孔过滤，其中砂过滤方法：电凝聚、砂过滤和微孔过滤，其中砂过滤和微孔过滤较适合于化妆品用水的预处理。和微孔过滤较适合于化妆品用水的预处理。2、水中有机物的去除、水中有机物的去除 方法：过滤方法：过滤 、吸附 、超滤、反渗透 、大孔树脂 。3、水中铁、锰的去除、水中铁、锰的去除 物理方法：砂过滤、微孔过滤物理方法：砂过滤、微孔过滤 、活性炭吸附。 化学方法：氧化方法有曝气法、氯氧化法和锰砂化学方法：氧化方法有曝气法、氯氧化法和锰砂接触过滤法接触过滤法 。三、离子交换水质除盐三、离子交换水质除盐（一）离子交换树脂介绍阳离子交换树脂 (RH)阴离子交换树脂 (ROH)（二）离子交换树脂除盐（以 NaCl为例）原理除去阳离子： Na+ + RH RNa + H+除去阳离子： Cl- + ROH RCl + HO-（三）树脂再生（四）装置流程图四、膜分离纯水制备四、膜分离纯水制备（一）电渗析（一）电渗析（ ED）电渗析器除盐过程电渗析器除盐过程 ：当含盐水：当含盐水通过电渗透器时，在通入直流电的情况通过电渗透器时，在通入直流电的情况下，水中阳离子和阴离子各自会作定向下，水中阳离子和阴离子各自会作定向迁移，阳离子向负极迁移，阴离子向正迁移，阳离子向负极迁移，阴离子向正极迁移。如图极迁移。如图 5-1所示。所示。 （ 二）反渗透二）反渗透 反渗透的定义：用足够的压力使溶液中反渗透的定义：用足够的压力使溶液中的溶剂（一般常用水）通过反渗透膜（的溶剂（一般常用水）通过反渗透膜（或称半透膜），开始从溶液一侧向溶剂或称半透膜），开始从溶液一侧向溶剂一侧流动，将溶剂分离出来，因为这个一侧流动，将溶剂分离出来，因为这个过程和自然渗透过程的方向相反，故称过程和自然渗透过程的方向相反，故称反渗透。反渗透。n反渗透作用原理和流程图反渗透作用原理和流程图n反渗透设备图反渗透设备图(三）超过滤三）超过滤 超过滤分离的对象：一般用来分离分子量大于 500的溶质，分离溶质的分子量上限大致为 50万左右，这一范围内的物质主要为胶体、大分子化合物和悬浮物。（四）微孔膜过滤（四）微孔膜过滤 微孔膜过滤的构成：用高分子材料制成的多孔薄膜，孔径约为 0.01 10m，孔隙率很高，膜的厚度为 75 180m。五、化妆品生产用水的灭菌和除菌五、化妆品生产用水的灭菌和除菌（一）化学处理（一）化学处理 使盐水排空使盐水排空 灭菌灭菌 （二）热处理（二）热处理 反应容器中加热灭菌反应容器中加热灭菌 超高温短期消灭法（简写超高温短期消灭法（简写 UHST） （三）紫外线消毒（三）紫外线消毒 紫外线灭菌的机理紫外线灭菌的机理 ：紫外辐射对细菌膜 DNA和 RNA的作用。 （四）微孔膜过滤（四）微孔膜过滤膜过滤膜过滤 的缺点：滤膜对水流产生较大的阻力，更换膜费用大，运转成本比其他方法高。 在过滤膜中微生物的积聚，使膜对水流的阻力增加，严重的情况下，微生物会被压破而透过滤膜，污染出水；或使水流终止，或水流变得很小。水 纯 度 电 阻率（ M cm， 25 ） 外来 电 解 质 含量 w（ 106 ）纯 水 约 0.1 25十分 纯 水 约 1.0 0.20.5超 纯 水 约 10 0.010.02理 论纯 水 18.3 0.001、化妆品生产用水质量要求水的电阻率与总含盐量的关系六、化妆品生产用水处理系统六、化妆品生产用水处理系统2、化妆品生产用水工艺流程 操作简单，管路简洁紧凑，占地面积小，多重水质过滤处理。 主体材质均选用不锈钢材料。 配有紫外线杀菌装置、活性炭过滤器、流量显示仪和水质检测装置。 图 5-4 电渗析 -复床式离子交换 -混合床式离子交换 -微滤纯水系统。3、容器和输送管道材料的选择 最理想的容器和输送管道材料是不锈钢 不锈钢 316和 316L（美国国家标准协会型号），现已被化妆品工业采用。第二节第二节 化妆品的微生物污染化妆品的微生物污染 和防腐杀菌剂和防腐杀菌剂一、化妆品中的微生物及危害一、化妆品中的微生物及危害 1、 化妆品中较常有的化妆品中较常有的 霉菌 青霉菌（绿色）、曲霉（有绿、黄、棕、黑等青霉菌（绿色）、曲霉（有绿、黄、棕、黑等色）、根霉（常见的黑根霉）、毛霉（常见的狗粪色）、根霉（常见的黑根霉）、毛霉（常见的狗粪毛霉为银灰色）；灰色葡萄霉（灰白色）曾在膏霜毛霉为银灰色）；灰色葡萄霉（灰白色）曾在膏霜中发现生存于皂类物质的脂肪酸残余中中发现生存于皂类物质的脂肪酸残余中 。2、 微生物污染的化妆品表现的现象微生物污染的化妆品表现的现象 化妆品内外都变色。这是由于细菌产生色素所致化妆品内外都变色。这是由于细菌产生色素所致。 化妆品表面形成红、黑、绿等颜色霉斑。这是由化妆品表面形成红、黑、绿等颜色霉斑。这是由于霉菌产生不同色素所致。于霉菌产生不同色素所致。 化妆品发生气胀现象。这是由于微生物特别是酵化妆品发生气胀现象。这是由于微生物特别是酵母菌产生气体或难闻气味所致。母菌产生气体或难闻气味所致。 酸败。这是由于微生物分解有机物产生酸，使化酸败。这是由于微生物分解有机物产生酸，使化妆品的妆品的 pH值降低。值降低。 乳化体破坏和分层。细菌、霉菌分解膏体内的有乳化体破坏和分层。细菌、霉菌分解膏体内的有机营养物，使乳化体受破坏，稳定性变差，出现机营养物，使乳化体受破坏，稳定性变差，出现粘度变化、分层和失去光泽等不同程度的变化。粘度变化、分层和失去光泽等不同程度的变化。二、化妆品中微生物污染的来源二、化妆品中微生物污染的来源1、微生物污染的主要途径 （ 1）生产过程中由于原料、操作、工艺、设备、运输中被微生物污染，称为一次污染。 原料一些矿物原料（如滑石粉等）及动植物提取液（如胎盘提取液等）往往容易被微生物污染。 化妆品生产用水一般多为去离子水，但离子交换树脂在使用过程中也容易被微生物污染，从而使生成的去离子水污染。 由于一些直接与内容物接触的设备在构造上较难分解拆卸，导致弯头、接缝处不易彻底清洗干净造成微生物污染。 化妆品的制造环境对保证化妆品的品质有着非常重大的意义，由于布局不合理，人流物流不分，相应的卫生设施，如空气过滤除尘装置、给排气装置、消毒杀菌设备等等不健全，都非常容易造成制造环境的污染。 从业人员人也是一个大污染源，如果对从业人员不进行相应的卫生培训教育和健康管理，是很难保证产品的卫生品质的。（ 2）二是在使用过程中由于不注意卫生 而引起的微生物污染，称为二次污染。 已经将化妆品取到手中时发现量过多，又倒回瓶中； 化妆品超期使用，一些季节性化妆品使用量不大但轮换周期长； 化妆品为使用方便而摆放在洗脸池边或浴室里，由于温度湿度较大，不仅容易滋生微生物，同时也会对产品的稳定性造成影响。三、化妆品中微生物污染的控制三、化妆品中微生物污染的控制1、生产环境的卫生控制、生产环境的卫生控制 人流物流分开，避免交叉污染。人流物流分开，避免交叉污染。 在生产区域内应划分洁净等级。在生产区域内应划分洁净等级。 洁净区与非洁净区之间应设缓冲间。洁净区与非洁净区之间应设缓冲间。 2、制造设备的微生物控制、制造设备的微生物控制 操作台表面、设备器具的外表面一般采用不小操作台表面、设备器具的外表面一般采用不小于于 25分钟的分钟的 70W/cm2 紫外线灭菌灯照射。紫外线灭菌灯照射。 制造釜、储槽、过滤器、管道等一般采用 80以上灭菌去离子水 30分钟冲洗，必要时还可加上 75卫生酒精消毒。3、原材料的微生物控制、原材料的微生物控制 原料的灭菌方式应根据原料不同而选择适宜的方原料的灭菌方式应根据原料不同而选择适宜的方式式 。 对酶制剂等稳定性较差的产品，到目前为止还没有找到行之有效的方法。4、作业人员、作业人员 来自于人的污染有手、衣服和头发等来自于人的污染有手、衣服和头发等 ； 微生物类别主要是革兰氏阳性菌和霉菌 ； 在 化妆品卫生监督条例 中明确规定，直接从事化妆品生产的人员每年必须进行健康检查并取得健康证，而且 8种疾病患者或带菌者不得从事化妆品生产活动。 5、制品的微生物控制、制品的微生物控制 制品的微生物控制即指产品的防腐能力制品的微生物控制即指产品的防腐能力 四、化妆品中常用的防腐剂四、化妆品中常用的防腐剂 1、布罗波尔（、布罗波尔（ Bronopol） 化学名化学名 ： 2-溴 -2-硝基 -l,5-丙二醇。 物理性质：白色结晶或结晶粉末，稍有特征气味。 最佳使用 pH值范围 4 8。 2、杰马系列、杰马系列 优点：可在较广的优点：可在较广的 pH值范围（值范围（ pH3 9）使用，稳定）使用，稳定性好，可与所有类型离子表面活性剂和非离子表面性好，可与所有类型离子表面活性剂和非离子表面活性剂、蛋白质配伍，也与大多数化妆品原料配伍活性剂、蛋白质配伍，也与大多数化妆品原料配伍 。 表 5-2 杰马系列防腐剂名称、性能及应用。3、凯松、凯松 -CG（ Kathon G） 化学名化学名 ： 5-氯 -2-甲基 -4-异噻唑啉 -5-酮和 2-甲基 -4-异噻唑啉 -5-酮的混合物。 物理性质：淡琥珀色透明液体，气味温和。 最佳使用 pH值范围 4 8， pH 8稳定性下降。4、 N-羟甲基甘氨酸钠（羟甲基甘氨酸钠（ Suttocide A） N-羟甲基甘氨酸钠是 50透明碱性水溶液 有轻微特征气味，广谱防腐剂，特别是在 pH8 12范围内保持良好的防腐活性。 5、尼泊金酯、尼泊金酯 化学名化学名 ：对羟基苯甲酸酯。 物理性质：一类广谱杀菌剂，对霉菌有较强的抑制能力，有效 pH值范围 4 9，多用于膏霜类化妆品中，一般将尼泊金甲酯和丙酯一起使用。 6、 DMDM乙内酰脲乙内酰脲 化学名化学名 ： 1,5-羟甲基 -5,5-二甲基乙内酰脲。 物理性质：无色透明液体，带有甲醛气味，适用的 pH值范围为 5 9 。7、三氯洁、三氯洁 -300（ Triclosan-300） 化学名化学名 ： 2,4,4-三氯 -2-羟基二苯醚； 物理性质：一种高效广谱的抗菌剂，微溶于水，易溶于有机溶剂，对酸、碱、温度稳定性好，适用 pH值范围广 。8、防腐剂复配物、防腐剂复配物 作用：扩展防腐剂的抗菌性，利用协同效应增作用：扩展防腐剂的抗菌性，利用协同效应增加其抗菌活性，增加某些防腐剂的溶解度，改加其抗菌活性，增加某些防腐剂的溶解度，改变其与各种表面活性剂和蛋白质的相容性。变其与各种表面活性剂和蛋白质的相容性。 1、水分活性 水是微生物生长的必要条件，产品中的水分活性直接影响产品的防腐能力 2、 pH值 产品的 pH值会影响产品的防腐效果，一般有机酸类防腐剂在酸性 -中性范围内效果较好，而在碱性范围内效果就大大降低。五、影响化妆品防腐能力的因素五、影响化妆品防腐能力的因素3、防腐剂的活化度 一般来说，防腐剂的浓度愈高，防腐效果愈好。 4、油水分配率 在油水乳液中，水层或界面处存在的防腐剂直接影响产品的防腐能力。 相同剂量的防腐剂只有防腐剂在水中的分配率越高，防腐效果才越好。 5、容器 容器是减少产品二次污染的重要因素 。1、制造用水的微生物检验、制造用水的微生物检验 细菌总数的标准细菌总数的标准 ： 1000cfu mL以下。 2、原料的微生物检查、原料的微生物检查 确定一些容易被微生物污染的原料名录，按批确定一些容易被微生物污染的原料名录，按批次或按在库时间对其进行检验。目前还没有相次或按在库时间对其进行检验。目前还没有相关的国家标准，一般均为企业内控标准。关的国家标准，一般均为企业内控标准。3、容器的微生物检验、容器的微生物检验 方法：将方法：将 5mL灭菌去离子水倒入待检容器中，振灭菌去离子水倒入待检容器中，振摇使之与容器的每个部分充分接触后，进行稀摇使之与容器的每个部分充分接触后，进行稀释培养。释培养。 六、微生物的检验六、微生物的检验4、环境落下菌、环境落下菌 环境落下菌是验证洁净级别的一个指标之一，它环境落下菌是验证洁净级别的一个指标之一，它与环境浮游菌和空气中尘埃粒子数一起共同评价与环境浮游菌和空气中尘埃粒子