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工分沙若晨
1140710047
化妆品防腐剂资料大全
我的文献部分引自:秉奇化工网
<
/p>
现在全球在个人护理品使用的防腐剂约有
60
余种,而广泛而主要被采用的种类,就更加少
了。此处种类指的是防腐剂的化学结构
,而非供应商的商品名称,很多所谓的新产品,只不过是用
不同的防腐剂以不同的比例复
配而得罢了。
1
、防腐剂的定义
< br>简而言之,防腐剂就是指可以阻止微生物生长的物质。在化妆品中,防腐剂的作用是保护产
品,使之免受微生物污染,延长产品的货架寿命;确保产品的安全性,防止消费者因使用受微生物
污染的产品而引起可能的感染。化妆品受到微生物污染引起变质,一般情况下,在外观就能够反
应
出来。如霉菌和酵母菌经常在产品的包装边沿等地方出现霉点;受微生物污染的产品出
现混浊、沉
淀、颜色变化、
PH
值改变
、发泡、变味,如果是乳化体则可能出现破乳,成块等。如果防腐剂添
加的量不够,则可
能出现微生物适应周围的生长环境,产生抗药性,从而导致防腐失效。
2
、防腐剂的作用机理
化妆品中微生物的生存和繁殖是依赖于一些环境因素的:物理方面的有温度、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。基于
此,可以简单总结防腐剂的作用机理有:
1
)在一些油膏类等含水量很低的产品中,微生物一般情况
下是很难生长的;
2
)对于大多数细
菌来说,最适合生长的
PH
范围是接近中性(
< br>6.5~7.5
),强酸及强碱不适合
微生物的生长,比
如常见的果酸产品,防腐效果通常会平行好过中性产品;
3<
/p>
)提高或降低渗透压会可导致细胞膜的破裂,也可引起膜的收缩和脱水;
< br>
4
)另外表面张力也是影响微生物生长的原因之一,在
一些表面活性剂用量很高的配方中,微
生物也是不容易生长,在这个方面,阳离子表面活
性剂表现比较突出,而阴离子及非离子对微生物
的生理毒性则很小。
5
)在一般情况下,细菌最适宜生产的温度为
30
℃
~37
℃,而霉菌
及酵母菌为
20
℃
~25
℃,所以
可以采用高温消毒的方法,但个别芽胞菌在适应环境后,生成保护膜
,即使
80
℃
~90
< br>℃高温下短时
间内也无法将其杀灭。
< br>防腐剂对微生物的作用,只有在足够的浓度与微生物直接接触的情况下,才能产生作用。防腐
剂最先是与细胞外膜接触,吸附,穿过细胞膜进行细胞质内,然后才能在各个部位发挥药效,阻碍
p>
细胞繁殖或将其杀死。实际上,主要是防腐剂对细胞壁和细胞膜产生的效应,另外是对影响细
胞新
陈代谢的酶的活性或对细胞质部分遗传微粒结构产生影响。
3
、防腐剂的分类
< br>大多数的防腐剂都是通过与细胞膜接触后,与细胞壁的某些组份,主要是与蛋白质反应,破坏
微生物细胞的保护结构或干扰细胞的新陈代谢,影响细胞的正常生长秩序,从而达到防腐的目的,
p>
阳离子则主要是通过影响其渗透压,使细胞膜破裂,收缩和失水,从而进行杀菌。
按目前化妆品领域比较常用的几十种防腐剂,并对其按活性物进行分类。
1)
、咪唑烷基脲
< br>ISP
公司的
Germall115
、
Germall
Ⅱ、
Germa
ben
Ⅱ
-E
、
Germallplus
、
GermallIS-45
。在杰美系
列中,主要成份是咪唑烷基脲类,是一个甲醛的供体,在应
用的过程中通过缓慢释放甲醛而达到杀
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菌的目的。
Germa
ll115
的主要成份为咪唑烷基脲,其抗菌活性比
Germa
ll
Ⅱ(双咪唑烷基脲)差,
Germaben
Ⅱ
-E
为尼泊金酯类的复配物,在对付霉菌、酵母菌方
面比单组分方面有优势。
Germallplus
、
GermallIS-45
为碘代丙炔基丁基甲氨酸酯的复配物,市场反应
效果也不错,但是注
意避免配方中可能存在的抑制其活性的成分,另外防腐剂中
1%
的碘代丙炔基丁基甲氨酸酯水溶性
较差,在
操作时,如果未用有机溶剂进行溶解,也可能会影响其防腐效果。
GermallIS-
45
是的
ISP
公司销售的较新的品种
,其中增含有尼泊金甲酯
5%
,此举增强了对霉菌、酵母菌抑制
能力。
2)
、已内酰脲
LONZA
公司的
glydantplus
、
DMDMH
,
NIPA
p>
公司的
DMDMH
。本类产品也是甲醛供体
。
glydantplus
是碘代丙炔基丁基甲氨酸酯的复配物
,碘代丙炔基丁基甲氨酸酯的含量为
5%
。此外
LONZA
还提供据称活性物达
50%
的
liquidglydantplus
(丙二醇溶液
),也需注意配方中的还原剂
等组分可能会对其产生抑制作用。
3)
、异噻唑啉酮
< br>罗门哈斯公司的
KathonCG
、
950
,
LONZA
公司的
isocilpc
,
S&M
< br>公司的
EUXYLK100
、
E
UXYLK727
。本类产品也是甲醛供体。
LONZA
公司的
isocilpc
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。
K727
是甲基二溴戊二腈的复配物。
而
EUXYLK100
则是
苯甲醇的复
配物,这对于气相部分也有相当的防腐能力。
4)
、尼泊金酯类(对羟基苯甲酸酯)
浙江圣效、
ISP
公司的
liquaparoil
、
S&M
< br>公司的
EUXYLK300
、
N
IPA
的
phenonip
等。本类防
腐
剂是目前应用最广泛的防腐剂之一,但用量相对较大,随着碳链的增长,其水溶性相逐
渐变差,影
响其在水相中的分配率。其防霉效果比较突出。尼泊金甲酯水溶性最好,常可
以直接添加在水相;
而尼泊金乙酯、丙酯、丁酯和异丁酯则倾向于溶解在油相中。
尼泊金甲酯是适用于酸性体系的防腐剂,当
pH5
时,本身具有
77
%的最高抑菌
活性,
pH7
时为
63
%,当
pH8.5
时接近
50
%。所以,体系中尼泊金酯的活性可以主要通过降低体系的
pH
值得到改
善,通常是
7.0
~
6.5
或更低,虽然有时他们也能在
pH
值略高些的体系中保持其功效。
5)
、季铵盐
-15
这类产品目前只有
DowChemical
公司的
p>
Dowicil200
。
Dowicil2
00
不会稀放甲醛,但其抗氧化
还原能力比
ISP
公司的杰美要好。在一些易变色的配方中通常的作法可以添加少量的亚硫酸盐
进行
预防。
6)
、国产凯松
-CG(
化学结构同第
3
类
)
浙江圣效的
< br>CY-1
、山东明达的
MD-2000
< br>、江苏新科的新科
-99
、陕西华润的
< br>KS-1
、西安先锋的
XF-1
。本类产品也是甲醛的供体。在使用方面对
PH
值比较敏感,在
偏酸性的环境中能发挥非常好
的防腐作用,用量很少,大约
0.
08%
就能发挥很好的作用。但在碱性环境中,则会失去其防腐活
性。在本类产品中,为增加其防腐活性,其中会添加镁盐,以提高其渗透压,故在使用本产品的时
候必须考虑原料之间的相容性问题,以免发生沉淀,特别是在透明产品中,要十分小心。此外,胺
p>
类、硫醇、硫化物、亚硫酸盐、漂白剂也可使凯松失活。
7)
、另外还有苯甲酸
/
苯甲醇及衍生物防腐剂、醇类及衍生物防腐剂,
其中比较有
代表性的有苯氧基乙醇,它是很好的溶剂和防腐剂,在防腐剂的配制中经常被作为
溶剂来
溶解其他油溶性的防腐剂,但它本身可作为一个乳化剂,所以在使用时要考虑其对产品自身
的影响。而也需要注意苯氧乙醇在某些高
pH
值情况下出现不
稳定的状况。
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8
)苯甲酸
/
苯甲酸钠
/
山梨酸钾
苯甲酸
/
苯甲酸钠
/
山梨酸钾主要用在食品方面,所以把它们列在一起。其防腐作用机理是: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
p>
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。
p>
这类防腐剂也属于酸性体系有效的类别,山梨酸和苯甲酸于
pH7
时无活性,于
pH5
< br>时分别呈现
出
37
%和
13
%的活性,因此它们应在偏酸性的介质中应用。
9
)布罗波尔
布罗波尔(
Bronopol
)是
2-
溴
-2-
硝基
-1,3-
丙二醇的简称,具有广谱抑菌作用,能有效地抑
制大多数细菌,特别是对革兰氏阴性菌抑菌效果极佳。在高温和碱性条件下不稳定,在太阳光照下
< p>颜色变深。布罗波尔可与大多数表面活性剂配伍,但当在化妆品原料中含有
-SH
基团的物质,如半
胱氨酸等,会降低布罗波尔的抑菌活性
。另外,金属铝也能降低布罗波尔的抑菌活性。
10
)
IPBC
IPBC
的英文名称
3-iodo-2-propynyl
-butyl-carbamate
,主要成分为碘代丙炔基氨基甲酸丁
脂,具有广谱抗菌活性,尤其是对霉菌及酵母菌有很强的抑杀作用。配伍性佳,可与化妆品中存在
的各种组分相配伍,试验结果表明其抑菌能力不受化妆品中表面活性剂、蛋白质以及中草药等添
加
物的影响。
11
)三氯新
三氯新的
INCI
命名为
Tricl
osan
,用量低时可作为防腐剂使用。用量高时,由于对对引起感
染或病原性革兰氏阴性菌、真菌、酵母及病毒(如甲、乙肝、狂犬病毒、艾滋病毒
H
IV
)等具有广
泛、高效的杀灭及抑制作用,所以可也用在消毒
类产品中。
在高浓度用量时,作为杀菌剂使用,其机理是可直
接破坏细菌细胞膜,造成胞质中蛋白质及核
酸的不可逆变性,导致低分子量的细胞内溶物
渗出,细菌死亡。
在低浓度用量时,作为抑菌剂使用,其机理
是作用在细菌细胞膜上,阻碍细菌对生长必需的氨
基酸、尿嘧啶等营养物质的吸收,从而
抑制细菌的产生,在极低浓度时势(
MIC
)而能发挥这种作<
/p>
用。
防腐剂的种类繁多,不胜枚举,这
里是列举了化妆品领域中比较常用的种类。总的来说,大部
分的防腐剂都对强氧化还原的
化学试剂敏感,因为他们是通过与微生物细胞中的各个靶点进行化学
反应,干扰细胞的新
陈代谢,破坏细胞的结构。而季铵盐类等是通过影响微生物细胞的渗透压进行
防腐的。而
因在使用防腐剂时,应考虑配方中各个组分对防腐剂的影响,才能使防腐剂发挥最大的
作
用。
4
、无添加防腐剂
< br>随着科研水平的进步,业界对防腐剂的安全性研究也越来越深入,许多传统有被使用的防腐
剂,都被证实具有一定的负面作用。所以,安全的“无添加”防腐剂的产品概念,这些年从日本传
入以来,甚受市面欢迎。只是由于技术层面的原因,仍未完全普及。但是,如果某一天,配方师
们
解决了不含防腐剂体系的防微生物问题,相信“无添加”的产品会占有更大的市场比例
。
防腐剂的隐忧包括:
DMDMH
:担心释放的甲醛;
卡松系列:含氯,可能对某些肤质有刺激;
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布罗波尔:可能导致致癌物质亚硝胺的形成;
IPBC
:可能导致摄入碘;
尼泊金酯类:近年来对尼泊金酯类的关注越来越多,主要集中于两点。一点是对羟基苯甲酯酯<
/p>
类的苯环,在极低的浓度能被检测出来,而且由于其是亲脂性的,所以在脂肪组织中的某种
累积可
能会发生。另一点是对羟基苯甲酸防腐剂类,特别是对羟基苯甲酸丁酯,在特定的
测试系统中已经
证实能显示某种模拟女性激素雌激素的能力。从对羟基苯甲酸甲酯到
p>
n-
对羟基苯甲酸丁酯和异羟
基苯甲酸丁酯
,雌激素活性随着烃基链长度而增加。当然,也有一种论点是,对羟基苯甲酸类是功
能性
酯,能被活体组织中存在的酶轻易水解,所以并不会对人体安全和生理系统带来影响。
三氯新:已被证实是对环境有负面影响的原料;
5
、防腐剂的复配性
通常来讲,某一种防腐剂只是对某一特定菌落才有杀灭或是抑制效果的,所以,出于下列考
虑,有必要进行化妆品配方中的防腐剂复配研究。
1
)拓宽抗菌谱:某种防腐剂对一些微生物效果好而对另一些微生物效果差,而另一种防
腐剂
刚好相反。两者合用,就能达到广谱抗菌的防治目的。
<
/p>
2
)提高药效: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,通常在降低使用量的情况下,仍保持足够的杀菌效
力。
3
)抗二次污染:有些防腐剂对
霉腐微生物的杀灭效果较好,但残效期有限,而另一类防腐剂
的杀灭效果不大,但抑制作
用显著,两者混用,既能保证贮存和货架质量,又可防止使用过程中的
重复污染。
4
)提高安全性:单一使用防腐剂,有时要
达到防腐效果,用量需超过规定的允许量,若多种
防腐剂在允许量下的混配,既能达到防
治目的,又可保证产品的安全性。
5
)预防抗药性的产生:如果某种微生物对一种防腐剂容易产生抗药性的话,它对两种以上的
防腐剂都同时产生抗药性的机会自然就困难得多。
6
、防腐剂的化学相容性
在防腐剂的使用中,需要十分注意体系各原料与其的相容性。相容性是指防腐剂可以与内容物
的组分、包装材料、特定物质等发生作用,引起效果降低甚至失效或相反,增效的过程,如果是
失
效的相容性,则需引起重视。下面列出的方面仅供参考,需要在实际配方研发和生产过
程中,不断
加以积累、总结和补充,方能尽可能全面的掌握防腐剂的化学相容性问题。<
/p>
1
)化妆品中的某此组成材料如碳水化
合物、滑石粉、金属氧化物、纤维素等会吸附防腐剂,
降低其效力。
2
)产品中含有淀粉类物质,可影响尼泊金酯类的抑菌效
果。
3
)高浓度的蛋白质(氨基酸)
一方面可能通过对微生物形成保护层,降低防腐剂的抑菌活
性,另一方面又能促进微生物
的增长。
4
)金属离子如
Mg2+
、
Ca2+
、<
/p>
Zn2+
,对防腐剂的活性有很大的影响,一般情况下,过量的金
属
离子在香料、润滑剂、天然或敏感的化合物中易形成难溶物或发生催化氧化反应。
p>
5
)防腐剂可和化妆品的某些组分形成氢
键(如山梨酸与某些组分)或螯合物(如增稠剂中的
铁离子),通过“束缚”或“消耗”
的方式,降低防腐体系的效能。
6
)
少量表面活性剂剂能增加防腐剂对细胞膜的通透性,有增效作用,但是量大时会形成胶
束
,吸引水相中的防腐剂,降低了防腐剂在水相中的含量,影响了其杀菌效能。
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