复配化妆品防腐剂的增效作用

1、化妆品变质的主要原因是微生物的污染,在生活的环境内,大量存在微生物。如今化妆品的内在质量越来越趋向天然、营养型,其添加的蛋白质、可溶性胶原、芦荟和其他一些植物提取物,为微生物的繁殖提供了有利条件。因此,对化妆品来说,一是要防止产品因微生物而遭受污染和变质,二是要控制皮肤上有害微生物。化妆品的防腐是化妆品生产流通过程中一个日渐引起重视的问题,防腐剂在化妆品配方中扮演着越来越重要的角色。能长久保持产品安全性稳定性的防腐剂是一个成功品牌必不可少的组分。随着化妆品行业的迅速发展,以及越来越多生物活性原料在化妆品中的应用,选择一个高效安全的防腐体系是配方师们建立一个稳定配方体系的关键。1化妆品用防腐剂的

2、要求许多化学物质具有抗菌效果,但应用于化妆品的并不多。根据美国FDA 和CTFA 提供的数据,用于化妆品防腐剂的种类约有110种120种,其中化合物40多种,衍生物20多种,复合防腐剂约50种。我国化妆品卫生标准中规定化妆品组分中限用防腐剂有66种,化妆品中不能含有国家限制使用的防腐剂,使用浓度不能超过最大使用限量及使用范围,否则会导致人体过敏反应。理想的防腐剂、杀菌剂应具备以下条件:1对自然界中多种多样的微生物有广泛的药效。2在较低浓度下,有显著的活性。3有良好的配伍性,有合适的油水配比,不会因pH 或其他成分的影响而降低药效。4溶解性、分散性优良,不影响产品的基本性能、色泽和气味。5安全性

3、高,对人体无毒害,无刺激,不会产生过敏、光毒性和变异性等。6使用方便、价廉。7在制造过程中和贮存温度条件下应保持稳定。由于造成化妆品腐败变质的微生物种类繁多,而单一防腐剂的适宜pH 值、最小抑制浓度和抑菌范围都有一定的限制,一种防腐剂要完全满足以上这些条件是不可能的,往往需要两种或两种以上的防腐剂混合使用,以达到防腐、灭菌的目的。因此,为了更有效地防止化妆品在有效期内的腐败变质及二次污染,防腐剂的使用不再局限于单一物质,复合防腐剂得到广泛应用,这样在扩大防腐剂抗菌广谱性的同时,可以减少使用浓度。2复合防腐剂的增效作用开发全新的、安全的和更有效的防腐剂,以取代许多目前常用于化妆品的不是十分安全和

4、有效的防腐剂是当前防腐剂研究的重点。但是,由于这项工作需要花费很长的时间,要找到符合要求的新的分子,而且要得到安全性的数据,特别要符合环境法规的要求,这需要投入大量的经费。因此,目前化妆品中防腐剂研究的另一主要方向,是在一些人们所信赖的防腐剂中,添加一些特效助剂进行复配增效,使之防腐效率更高,应用范围更广,并且可以通过使用量的降低而使其毒害性也相应降低。防腐剂复合使用的目的和结果主要有两方面:1相同抑菌谱的防腐剂,复合使用能减少每种防腐剂的用量。2不同抑菌谱的防腐剂,复合使用能扩大抑菌谱范围。上海轻工业研究所有限公司从事各类防腐防霉剂的研究已有几十年的历史,对于目前化妆品中常用的复配化妆品防腐

5、剂的增效作用胡梅,陈逸君(上海轻工业研究所有限公司,上海200031摘要:介绍了化妆品防腐剂发展的新趋势,并以JM -百霉杀液体复合防腐防霉剂为例,通过采用几种常用的防腐剂效力的评价方法进行比较测试,说明复配防腐剂的协同增效作用。关键词:化妆品;防腐剂;复配;微生物中图分类号:TQ658文献标识码:A文章编号:1006-7264(200612-0036-05收稿日期:2006-09-06作者简介:胡梅(1969-,女,上海人,工程师。联系电话:021-*。日用化学品科学DETERGENT &COSMETICS第29卷第12期2006年12月36各类防腐防霉剂的性能及作用机理均进行过详尽

6、的研究。其中对JM系列产品的研究尤其深入,并且通过对配伍性、稳定性及增效作用的研究,相继推出了JM-BE液体复合防腐防霉剂、JM-百霉杀液体复合防腐防霉剂等不同的JM系列复配体系,均取得了相应的叠加增效效果。下面就以较为典型的JM-百霉杀复配体系为例介绍体系复配前后抑菌性能的变化情况。JM-百霉杀液体复合防腐防霉剂的主要活性成分为JM-2防腐剂和防霉剂百霉杀(IPBC,其中JM-2防腐剂的化学组分是双咪唑烷基脲,其化学名为N-羟甲基-N(1,3-二羟甲基-2,5-二氧-4-咪唑烷基-N-羟甲基脲,是一类广谱抗菌剂,通过缓释甲醛产生抑菌作用,对革兰氏阳性、阴性细菌包括假单胞菌有抑菌效果,对霉菌、

7、酵母菌有选择性抑制作用。百霉杀(IPBC,其化学组分为碘代丙炔基丁基甲氨酸酯(Iodopropynyl Butylcarbamate,具有广谱抗菌活性,尤其对霉菌、酵母菌及藻类有很强的抑杀作用,在极低的使用浓度下即可抑制微生物的生长。该产品已得到美国FDA和欧盟批准使用,是目前认为最有效的防霉剂。JM-百霉杀液体复合防腐防霉剂正是结合了JM-2与IPBC两个单组分的优势,通过两者独特复配,从而产生显著的协同叠加效应,使抑菌谱更广,在低使用量下即能有效对抗革兰氏阳性、阴性细菌以及霉菌、酵母菌等,同时pH、非离子、阴离子和阳离子表面活性剂都不会对其活性产生任何影响。为了证实该复配体系的性能,对JM

8、-2防腐剂及JM-百霉杀液体复合防腐防霉剂进行了一系列防腐效力比较试验。2.1微生物抑菌谱测试M IC实验可以反映防腐剂的效力,即测定防腐剂抑制微生物生长的最低浓度。MIC值越小,表明防腐剂抑菌能力越大。先后分别对5株细菌(2株革兰氏阳性菌和3株革兰氏阴性菌、6株真菌(2株酵母菌和4株霉菌进行了MIC测试。测试结果见表1。从表1中数据可以看出,JM-百霉杀液体复合防腐防霉剂和JM-2防腐剂对上述测试革兰氏阳性、阴性细菌的MIC值相差不大,说明这两个防腐剂对细菌的抑制和杀灭作用基本相当;而JM-百霉杀液体复合防腐防霉剂对几个测试霉菌和酵母菌的MIC值却大大低于JM-2防腐剂,这表明其抑制霉菌和酵

9、母菌的性能得到了大幅度的提升。2.2抑菌圈测试抑菌圈测试是评价一种防腐剂抑菌作用的最简单的方法。试验细菌或霉菌在适合的培养基上,经培养后能旺盛生长。若培养基平板中央放有经防腐剂处理的滤纸圆片向周围渗透,可形成抑菌圈。量出抑菌圈直径的大小,可以判断出防腐剂的效力。抑菌圈直径越大,表明防腐剂的效力越好。分别将JM-2防腐剂和JM-百霉杀液体复合防腐防霉剂样品配制成质量分数为3%的水溶液,用20mm 直径的滤纸圆片分别测得两个防腐防霉剂对实验室混合细菌悬液及实验室混合霉菌悬液的抑菌圈,以比较两者的抑菌效力的高低,测试结果见表2。从表2数据同样可以看出,JM-百霉杀液体复合防腐防霉剂对混合细菌的抑菌圈

10、与JM-2防腐剂相差不大,说明这两个防腐剂对细菌的抑制和杀灭作用基本相当;而JM-百霉杀液体复合防腐防霉剂对混合霉菌的抑菌圈直径却远远大于JM-2防腐剂,这也进一步看到了其极佳的抗霉性能。2.3在化妆品中的功效挑战试验近年来,以微生物挑战试验作为测试和评价化妆表1微生物抑菌谱(细菌Tab.1M inimum inhibitory concentrations微生物名称M IC值/×10-6JM-2JM-百霉杀革兰氏阳性菌(Gram-Positive枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis200200金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus150200革兰氏阴

11、性菌(Gram-Negative大肠杆菌(Escherichia coli200200铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa250250荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens150200真菌(酵母菌和霉菌白假丝酵母(Candida albicans100100酿酒酵母(Saccharomy cescerevisiae10050黑曲霉(Aspergillus niger45050黑根霉(Rhizopus stolonifer65050绳状青霉(Penicillium funiculosum45050米曲霉(Aspergillus oryzae45050胡

12、梅,陈逸君:复配化妆品防腐剂的增效作用第12期公司专栏37品的防腐效能已逐步被国内外化妆品生产企业接受和推行,尽管到目前为止,世界各国及其有关组织对化妆品防腐体系的评价还未有一个统一的方法,但其基本设计则是相同的,这就是在待测样本中人为地接种若干种类、一定数量的微生物,在适当的温度下存放,定期分离样本的微生物,并根据微生物的数量变化情况评价样本的抗菌性能。其中美国药典(USP 法及美国化妆品、香精和洗涤剂协会(CTFA 法是根据几年来的测试经验,CTFA 法推荐的菌种因其更具代表性,所以用于进行化妆品防腐体系的效能测试和评价更为恰当。因此,参照CTFA 法,编制了自己实验室的一套挑战试验测试方

13、法,选定的测试菌株见表6。表2抑菌圈比较结果Tab.2Comprative results of the inhibited zones样品名称样品w/%对混合细菌(mm 对混合霉菌(mm JM -23310JM -百霉杀32935比较角度USP 法CTFA 法测试用微生物见表4见表5接种微生物的浓度1.0×1051.0×106cfu/mL(g(混合细菌106cfu/mL (g (混合霉菌104cfu/mL (g取样测定的时间顺序接种后第0、7、14、21和28天取样测定评估接种后第0、12、7、14和28天取样测定,如需再激发实验,超过28天取样实验评价标准在第14天,活

14、细菌浓度减少99.9%以上;前14天浓度维持或低于原接种浓度;在28天试验期,每次取样浓度保持或低于要求的浓度在第7天内活细菌浓度减少99.9%,酵母菌和霉菌减少超过90%,并且整个实验过程中持续减少表3USP 法与CTFA 法比较Tab.3Comparison between USP and CFTA methods表4USP 法中测试用微生物Tab.4Selection of challenge microorganisms (USP种类菌株革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus发酵革兰氏阴性杆菌大肠杆菌(Escherichia oli 非发酵革兰氏阴性杆菌

15、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa 酵母菌白假丝酵母(Candida albicans 霉菌黑曲霉(Aspergillus niger 表5CTFA 法中测试用微生物Tab.5Selection of challenge microorganisms (CTFA种类菌株数量革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus至少选一种表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis发酵革兰氏阴性杆菌肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneuminiae至少选二种阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae大肠杆菌(Esch

16、erichia coli变形菌属(Proteus specices日勾维肠杆菌(Enterobacter gergoviae非发酵革兰氏阴性杆菌铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa至少选一种洋葱假单胞菌(Pseudomonas cepacia荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida黄杆菌属(Flavobacterium specices不动杆菌属(Acinetobacter specices酵母菌白假丝酵母(Candida albicans 至少选一种近平滑假丝酵母(Candida pauapsilos

17、is霉菌黑曲霉(Aspergillusniger 至少选一种黄绿青霉(Penicilliumluteum产芽孢菌枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis供选用生产现场分离菌(In-house 分离菌适当菌株一种以上日用化学品科学公司专栏第29卷38表6中,增加了两种未列入CTFA推荐表中的菌株,其中枯草芽孢杆菌黑色变种不仅和CTFA推荐的枯草芽孢杆菌同属产芽孢的细菌,而且是国内外许多有关防腐剂、消毒剂规定的测试菌株;而木霉又是我国最常见并危害严重的污染菌之一。另外,CTFA推荐选用的In-house分离菌株是一个很重要的考虑,因为这更接近于生产环境状况,可避免“漏掉”有可能污染到的实际环

18、境的微生物,从而使选择到的化妆品防腐体系更具可靠性。因此,实验室在进行各类挑战试验时均尽可能地加入相关的In-house分离菌株。采用混合菌一次接种的方式,整个试验周期为28天,分别在接种后的第0天、1天、3天、7天、14天、21天和28天取样测定。对于防腐体系的效能评价,我们参照CTFA的评价方法,通过大量的实际测试数据分析以及国内生产企业的现状,制定了以下评价标准。第28天时,样品中含细菌或霉菌>102cfu/g(mL,该样品不能通过微生物挑战试验。第28天时,样品中含细菌或霉菌<10cfu/g(mL,表明该样品的防腐体系对微生物有较强的抑杀作用,通过微生物挑战试验。从第7天起

19、,样品中含细菌或霉菌<10cfu/g(mL,说明该样品的防腐体系对微生物有特强的抑杀作用,通过微生物挑战试验。挑战试验结果见表7。以上3种防腐效力比较试验的结果可以清楚地表明:JM-百霉杀液体复合防腐剂的复配体系,在其保持JM-2原有的抗菌能力的基础上,由于超高效抗菌性能百霉杀(IPBC防霉防腐剂的加入使得该复合体系的抗霉性能大大提高,很好地解决了JM-2防腐剂只能有选择地抑制霉菌和酵母的劣势,在降低使用量的情况下即可有效抑杀各类革兰氏阳性、阴性细菌以及霉菌、酵母菌等真菌,从而可以出色地解决日化产品中较为麻烦的防霉问题,保证了该防腐剂在各种复杂产品配方中发挥最佳的抗菌防霉性能。3防腐剂发

20、展的新趋势根据多年来对各类化妆品防腐剂的性能及其复合使用情况的研究,发觉复配型防腐剂一般具有以下优点:1扩大抗菌谱,增强有效抑菌能力。2增效作用,两种杀菌作用机制不同的防腐剂共用其效果往往不是简单的叠加作用,而是相乘作用,这种所谓增效作用常在降低使用量的情况下仍能保持足够的防腐效果。3抗二次污染。4降低使用量,提高安全性。5预防抗药性的产生。在化妆品种类繁多和所用原料不断增加和变化的今天,所要求的化妆品防腐体系也在不断的更新和变化中,防腐剂的复合使用已逐步成为目前化妆品中防表6挑战试验用测试菌株Tab.6Selection of challenge microorganisms 种类菌株格兰氏

21、阳性菌金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus发酵格兰氏阴性杆菌大肠杆菌(Escherichia coli普通变形杆菌(Proteus vulgaris非发酵格兰氏阴性杆菌荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa酵母菌白假丝酵母(Candida albicans霉菌黑曲霉(Aspergillus niger绳状青霉(Penicillium funiculosum绿色木霉(Trichoderma viride产芽孢菌枯草芽孢杆菌黑色变种(Bacillus subtilis var.niger表7挑战试

22、验结果Tab.7Challenge test results挑战菌种培养天数样品浓度/检测结果空白JM-2JM-百霉杀混合细菌15×1061065×1051065×105 35×1065×1051045×1051.6×10475×1061055×1031.2×1055.8×103145×1063×1041033.4×1041.2×103215×106104<101.5×104<10285×1065

23、5;103<106.5×103<10混合霉菌13×1045×1033×1032×1028035×1033×1032×10350<1074×1032×103103<10<10144×1031033×102<10<10213×1033×1022×102<10<10282×1032×102102<10<100.1%0.3%0.1%0.3%胡梅,陈逸君:复配化妆品防腐剂

24、的增效作用第12期公司专栏39Synergism of the formulation preservative for cosmeticHU Mei,CHEN Yi-jun(Shanghai Light Industry Research Institute Co.Ltd,Shanghai 200031,China Abstract:The new trend of the preservative development is introduced.Take the JM -BAI M EI SHA preservative as an example,the syn-ergism of

25、the formulated preservative are explicated by some comparative tests done by the normal evaluating methods of the preservative ef-ficacy.Key words:cosmetic ;preservative ;formulation ;microbe腐剂使用的发展方向。尽管有些复配防腐剂还有待进一步完善,但相信在未来的化妆品防腐剂体系中将占主导地位。总之,在天然防腐、绿色防腐成为广大消费者宠爱的今天,复合、功效性防腐剂的研制、开发与应用会有很大的发展前景,也是以后

26、化妆品防腐体系的发展趋势。参考文献:1程运淼.化妆品防腐剂的筛选J.日用化学工业,1993,22(5:22-25.2M uscatiello M .J.CTFA !s preservation guidelines:a historical perspective and reviewJ.Cosmetics &Toiltrics,1993,108(2:53-59.3赵燕南,等.新型复合防腐剂杰马B 在化妆品中的应用J.日用化学工业,1998,27(2:51-52.4林惠芬.用微生物挑战性试验评价化妆品防腐剂效果J.日用化学工业,1999,28(4:43-45.5陈逸君,等.化妆品防腐剂

27、J.日用化学品科学,1997,20(6:41-42.6陈逸君,等.化妆品霉腐的直观检查J.日用化学品科学,2004,27(8:45-46.7肖丽平,等.抗菌防腐剂(新型合成抗菌防腐剂(续完J.日用化学工业,2002,31(1:75-78.8薛虹宇,等.防腐剂的作用及有效性评价方法概述J.日用化学品科学,2004,27(7:41-44.View on the trend of preservatives in cosmetics from frequency of useFENG Shi-qing,ZHAO HuaAbstract:This paper introduces the Volunt

28、ary Cosmetic Registration Program (VCRP of FDA and the benefits of its participation.Reviews thedata of frequency of use of preservatives in cosmetics in the past nearly thirty years released by Cosmetics and Toiletries.Describes the vicissi-tudes of the top 20preservatives by statistic tables.Intro

29、duces the trend and the application of some importanted kinds of preservatives,such as Diazolidinyl Urea,Imidazolidinyl Urea,DM DM Hydantoin,Quaternium-15,Formaldehyde/Paraformaldehyde,Bronopol,M ethylchloroisothia-zolinone/M ethylisothiazolinone,Triclosan,Iodopropynyl Butylcarbamate (IPBC ,Phenoxye

30、thanol and Parabens.Key words:cosmetics;preservatives;frequency of use;parabens(续完好的品种,充分挖掘现有防腐剂品种的潜力,寻找增强现有防腐剂效能的办法,重视研究复配的规律性,减少盲目性,有效地解决产品组分对防腐剂功效的干扰问题。相信随着研究的深入,技术的进步,防腐剂品种的使用不仅仅是保护化妆品本身的安全,更重要的是保护使用化妆品的人以及容纳这些人的环境安全,因为任何的美丽都是不能以牺牲人类自身以及身边的环境为代价的。参考文献:1E L Richardson.Preservatives:frequency of use in cosmetic formulas as disclosed to FDA J.Cosmetics &Toiletries,1977,92(3:85-86.2D Steinberg.2005Preservatives use:frequency report andregistration J.Cosmetics &Toiletries,2006,121(7:65-69.3D Steinberg.Frequency of use of preservatives 2003J.Cosmetics &Toile