《防腐与抗氧》PPT课件.ppt

第四章 化妆品的防腐与抗氧,4.1 防 腐,4.1.1 化妆品中的微生物,1、细菌,是自然界中分布最大，与人类关系极为密切的一类微生物，也是 化妆品中微生物污染的主要对象。,（2）细菌具有三种基本的形态：球状、杆状和螺旋状，故分别称为 球菌、杆菌和螺旋菌。,（1）大小：个体微小，通常以微米 （m）为测量单位,（3）染色性:革兰阳性菌和革兰阴性菌,（4） 细菌的结构 细菌的基本结构: 细胞壁、细胞膜、细胞质、核质,细胞壁 菌体的最外层，又称外膜，膜薄无色而透明，厚度在 10-20nm之间，且均匀，具有高度的坚韧性和弹性， 使细菌具有一定的形态和保护菌体的作用。失去细胞 壁后各种形态的细菌都将变成球形。细胞壁的化学 成分主要是由蛋白质、类脂质和多糖复合物等组成。,细胞壁主要功能 维持细菌固有形态 保护细菌抵抗低渗环境 完成菌体内外物质交换 决定菌体的抗原性 某些成分与致病性有关,细胞膜(cell membrane) 是紧接在细菌壁内的一层柔软而富有弹性的半透明薄膜，厚度一般为5-8nm，约占细胞干重的10。细胞膜具有高度的选择吸收特性，将需要的营养物质摄入细胞内，将不需要的物质排于细胞外，维持细胞的正常代谢活动， 调节菌体内外平衡状态；还含有丰富的呼吸酶、脱氢酶等，是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位。 主要成分为：蛋白质60-70、磷脂类20-30，少量的多糖。,细胞质,细胞膜所包囊的除核质体外，呈无色透明的胶状物均为细胞 质（细胞浆），是细菌的主要基础，是蛋白质的合成中心。 主要成分是水、蛋白质、核酸、脂类并含有少量的盐和糖。 细胞质具有一系列酶系统，依靠酶的作用，将营养物质进行 合成和分解，不断更新细胞内部的结构和成分，维持菌体代 谢活动。,核质(nuclear material) 已证实有些细菌有一个细胞核，但有许多细菌具有不固定形态的核质体，即无核膜、核仁、核基质、有丝分裂器，故称为核质或拟核，分散在细胞质内。核质体的主要成分是脱氧核糖核酸，是细菌遗传、变异的物质基础。, 细菌的特殊结构,荚膜、芽胞、鞭毛、菌毛 荚膜(capsule)： 定义：某些细菌胞壁外围绕一层较厚的粘液性物 质，称为荚膜。 形成条件：动物体内、营养丰富的培养基内 化学成分：多糖 功能：保护细菌、体外养料储藏或起堆积废物的作 用、不易被白血球吞噬，在体外能抵抗干燥。,鞭毛（flagellum） 定义：为附着在某些菌体上的细长而 呈波状弯曲的丝状物 种类：单毛菌：如霍乱弧菌 双毛菌：如空肠弯曲菌 丛毛菌：如铜绿假单胞菌 周毛菌：如伤寒沙门菌 化学成分：蛋白质 性质：是运动器官,芽胞(endospore or spore)： 定义:细菌在一定环境条件下，胞浆脱水浓缩，在 菌体内形成的多层膜状结构的圆形或卵圆形 小体。 形成条件：缺乏营养物质，有害代谢产物堆积 性质：是休眠状态，不是繁殖方式 功能: 鉴别细菌：大小、形状、菌体内的位置 对细菌起保护作用：多层膜包绕，通透性降低 作为灭菌是否彻底的指标：抵抗力强,细菌芽胞形状、大小和位置,2、霉菌,是丝状真菌的俗称，意即“发霉的真菌”。,什么是真菌？,真菌以寄生或腐生方式生存，可以是单细胞，也可以是多细胞， 能进行有性或无性繁殖的一类微生物。真菌可以在培养基、腐物 中向下生长吸取营养，也可以向上生长而存在于空气中，似乎像 植物一样，但其无叶绿素，不能进行光合作用，无根茎叶之分， 不具有植物特征。如蘑菇、木耳也属于真菌大家族。,真菌与细菌、病毒等的差异在于，后几种都不形成丝状结构，不能 长得达到肉眼可见，不能进行有性繁殖，生活习性不同，营养要求 较高。,分布广泛、种类繁多、数量大 多数有益：如酿酒、发酵、 生产抗生素等 少数有害：人类及动、植物疾病。 医学（病原）真菌400种， 常见的有50-100种 真菌症明显上升趋势： 1. 滥用抗生素引起菌群失调 2.用激素、免疫抑制剂、抗癌药物 和HIV感染引起的免疫功能下降 等原因,霉菌的组成,由菌丝和孢子组成。菌丝是霉菌营养体的基本单位，许多 菌丝交织在一起就形成了菌丝体（低等菌丝无隔膜，高等 菌丝有隔膜），隔膜将菌丝隔成多细胞。孢子起着繁殖菌 丝的作用。,3、病毒,病毒是一类体积微小（50250nm左右）、结构简单、只含有一种类型的核酸、严格细胞内寄生的、对抗生素不敏感，而对干扰素敏感的非细胞型微生物。是一种独特的“分子生物”，组成病毒的物质主要是核酸和蛋白质的外壳构成的核蛋白的大分子，病毒不含水，本身没有代谢活动。形态：球形、杆状或丝状、砖形、子弹形、蝌蚪形等。,4.1.2 影响微生物生长的因素,1、营养物质,微生物生长繁殖需要有一定的营养物质，在化妆品中微生物能利用到的 营养物质有：碳水化合物与糖苷（如树胶、果胶、淀粉和糖）；醇类（ 如甘油、脂肪醇等）；脂肪酸及其酯类（如动植物油脂和蜡）；蛋白质 与氨基酸；维生素等,2、水分,微生物所需要的营养物质必须先溶解于水，才能被吸收利用，细胞内 各种生物化学反应也都要在水溶液中进行。,3、PH值,4、温度,多数微生物生长的最适宜温度为20-30之间，几乎完全和化妆品 贮存和应用的条件一致。,5、氧,多数霉菌是强需氧性的，厌氧性的极少。故排除空气对防止微生物 生长极为重要。,6、矿物质,还需要S、P、Mg、K、Ca以及微量金属元素，普通自来水中所含 杂质几乎已能供给微生物所需的微量元素，故一般要采用蒸馏水 或去离子水。,4.1.3 防腐剂,1、化妆品中理想的防腐剂一般要考虑以下条件：,（1）对微生物有广谱性的抑制效果； （2）在较低的浓度下，有显著的活性，且在较宽的pH值范围 内能发挥作用； （3）具有较好的水渗性并在水中能产生足够的浓度； （4）有良好的配伍性，能与化妆品配方中其它组分及包装材料 相适应； （5）溶解、分散性好，不影响产品的效能、颜色和香气； （6）安全性高，对身体无毒、无刺激，不会产生过敏、光毒性。,2、防腐剂作用的一般机理,防腐剂与消毒剂不同之处在于消毒剂要使微生物在短时间内 很快死亡，而防腐剂则是根据其种类，在通常使用浓度下， 需要经过几天或几周的时间，最后才能杀死所有微生物的状态。,在防腐剂的作用下，杀死微生物的时间符合单分子反应的关系式：,K-死亡率常数；t杀死微生物所需要的时间； Z0防腐剂开始作用时的活细胞数； Zt经过时间t以后的活细胞数。,3、化妆品中常用的一些防腐剂,（1）对羟基苯甲酸酯类（俗名尼泊金酯）,此系列物质不挥发、无毒性、稳定性好，在 酸性及碱性介质中都有效，而且颜色、气味 都极微。杀菌功能随着烃链的长度而增大， 但在水中的溶解度随之降低，因此常用于油脂 类的化妆品中，也是很好的植物油抗氧剂。,（2）脱氢醋酸（DHA）,无臭、无味，溶于酒精，稍溶于水。 急性毒性：LD50(口服)小白鼠1.27g/kg 在酸性介质中抑菌效果明显,（3）季胺类表面活性剂,气味、色泽和毒性极微，且性质稳定，能 溶于水及很多溶剂。在溶液中成阳离子，是 分子中的有效部分，在碱性介质中抗菌功能 甚佳，但若与高分子的阴离子基团接触，则 会产生沉淀而失效。,LD50 (Lethal Dose,致死剂量)：最早是1927年一位名叫 J.W. Trevan的学者所提出的评价药剂致命程度的度量方式， 意指在实验的标的动物中，一次给定之剂量足以在极短的时 间内使标的动物半数（50）致死的情况。通常以杀死每公 斤标的动物体重所需的剂量为表示方式，单位为mg/kg， 因此LD50值越低，表明毒性越大。,4.2 抗 氧,4.2.1 酸败及其影响因素,1、酸败：多数化妆品中都含有油脂成分，油脂中的不饱和键很 易氧化而引起变质的现象。,不饱和油脂的氧化是一种连锁自由基反应，只要其中有一小部分 开始氧化，就会引起油脂的完全酸败，其机理如下：,链终止,链引发,链转移,2、影响酸败的因素,（1）内部因素,A、不饱和键越多，就越易被氧化； B、油脂中自然存在的促进氧化作用的氧化酶，在适宜的温度与水分 光和氧的情况下，会加速酸败的发生。,（2）外部因素,a、氧 B、热 会加速脂肪酸成分的水解，提供微生物的生长条件，从而加剧 酸败，因此采用低温贮存有利于延缓酸败 C、光 可见光虽不直接引起氧化作用，但其中某些波长的对氧化作用 有促进作用 D、水分 含水的脂肪中可能发育霉和酵母，造成两种酵素脂肪酶和 氧化酶 E、金属离子 某些金属离子能破坏原有或加入的天然抗氧剂的作用， 有时成为自动氧化的催化剂，其中最严重的就是铜 F、微生物 其中的霉菌、酵母菌与细菌等都能在脂肪介质中生长， 并将其分解为脂肪酸和甘油，然后再进一步分解，加速油 脂的酸败,4.2.2 抗氧剂作用的基本原理,1、链终止型抗氧剂,这类抗氧剂可以与R.和RO2.反应而使自动氧化的链式反应中断， 从而起到稳定作用。,2、预防型抗氧剂,这类抗氧剂的作用是能除去游离基的来源，抑制或延缓引发反应， 其中包括过氧化物分解剂和金属离子鳌合剂。,A、过氧化物分解剂,能与过氧化物反应，并使之转变为稳定的非游离基，从而消除游离基的来源,B、金属离子鳌合剂,与金属离子形成稳定的鳌合物，使之不会催化氧化反应，金属鳌合剂主要有 柠檬酸、葡萄糖酸、酒石酸、EDTA等,4.2.3 常用的化妆品抗氧剂,1、酚类： 2、醌类 3、胺类 4、有机酸、醇、酯类 5、无机酸及其盐类,革兰染色法（Gram stain）： 步骤： （1）细菌涂片、干燥、经火焰固定 （2）结晶紫染色l min，水洗 （3）加碘液媒染 l min，水洗 （4）加 95乙醇脱色 30sec-l min，水洗 （5）用稀释复红或沙黄复染，l min，水洗吸干后镜检,革兰氏染色反应是细菌分类和鉴定的重要性状。它是1884年由 丹麦医师Gram创立的。革兰氏染色法（Gram stain）不仅能 观察到细菌的形态而且还可将所有细菌区分为两大类：染色反应 呈蓝紫色的称为革兰氏阳性细菌，用G+表示；染色反应呈红色 （复染颜色）的称为革兰氏阴性细菌，用G-表示。,革兰氏染色的机理和重要性,染色机理：细菌对于革兰氏染色的不同反应，是由于它们