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在化妆品行业中,防腐剂是至关重要的添加剂,其主要职能是限制或阻止微生物在产品中的增殖。这些化妆品防腐剂的有效性依赖于它们达到抑制微生物所需的特定浓度,并与微生物细胞直接发生作用。

在作用机制方面,防腐剂可以分为两大类:第一类破坏细胞膜的完整性,导致细胞内容物流失并中断其能量生成过程,这种方式通常与细胞膜的透性增加有关;第二类则涉及与细胞核心成分核酸的相互作用,通过抑制关键酶的活性或使之失活来发挥作用,这通常是通过干扰酶活性位点的特定化学基团如巯基或羟基来实现。

具体到常用的防腐成分,例如苯氧乙醇,各种有机酸和对羟基苯甲酸酯类,它们主要是通过第一种作用方式,即影响细胞膜的完整性来执行其防腐功能。而像咪唑烷基脲、异噻唑啉酮以及碘丙炔醇丁基氨甲酸酯(IPBC)这类物质,则主要通过第二种机制,即与细胞内的核酸发生反应来抑制微生物的增长。根据不同的化学结构和作用模式,这些防腐剂在应用范围和针对不同类型的微生物抑制效果上也表现出差异

1.常见防腐剂

1.1化学防腐剂1.1.1对羟基苯甲酸酯类(Parabens)

尼泊金酯类是对羟基苯甲酸酯的总称,其主要包括甲酯、乙酯、丙酯、丁酯等,随着碳链的增长,其水溶性逐渐变差,影响其在水相中的分配率,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、丁酯则倾向于溶解在油相中。这一家族的防腐剂广泛用于抑制细菌、酵母和霉菌的生长。它们通过干扰微生物细胞膜的合成来发挥作用,从而抑制微生物的生长。尽管它们的有效性受到赞誉,但近年来关于其安全性的讨论也引起了人们的关注。《技术规范》规定对羟基苯甲酸及其盐类和酯类最大允许使用浓度单一酯为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)。

1.1.2苯氧乙醇(Phenoxyethanol)

苯氧乙醇又名2-苯氧基乙醇,分子式为C:HO,常温下为无色透明略黏稠液体,微溶于水,易溶于乙醇和氢氧化钠水溶液,具有芳香气味。苯氧乙醇通过作用于细胞膜上增大钾离子的通过率,降低酶的活性,以此抑制细胞生长,达到抗菌效果。它是国际公认的安全防腐剂,也是全球化妆品中使用频率最高的防腐剂。《技术规范》规定最大允许使用浓度为1.0%。

1.1.3苯甲酸及其盐类和酯类

苯甲酸又称安息香酸,分子式为C7H6O2,微溶于冷水、己烷,溶于热水、乙醇、乙醚、氯仿、苯、二硫化碳和松节油等[18]。苯甲酸及其钠盐是使用较早的一类酸性防腐剂。苯甲酸钠防腐体系也有其缺陷,在pH值较高的体系中,其抑菌效果下降明显[19]。《技术规范》规定最大允许使用浓度总量为0.5%(以酸计)。

1.1.4 聚氨丙基双胍

聚氨丙基双胍也称聚六亚甲基双胍盐酸盐、聚己双胍,英文简称PAPB,是一种阳离子聚合物。理化性质为无色至浅黄色液体,完全溶于水、醇类,不溶于油相和碳氢化合物。双胍中的胍基团是活性基团,其带正电活性基团,很容易被呈负电性的各类细菌、病毒所吸附,从而抑制细菌病毒的分裂功能,加上聚合物形成的薄膜堵塞了微生物的呼吸通道,使微生物迅速窒息死亡。《技术规范》规定最大允许使用浓度总量为0.3%。

1.2自然来源防腐剂

1.2.1山梨酸

山梨酸又称清凉茶酸,2,4-己二烯酸、2-丙烯基丙烯酸,分子式为C6H8O2,这是从天然物质如山梨中提取的防腐剂,微溶于水,能溶于多种有机溶剂,能有效对抗广泛的真菌和酵母菌。它通过干扰微生物的新陈代谢途径来发挥其防腐作用。《技术规范》规定最大允许使用浓度总量0.6%(以酸计)。

1.2.2茶树油

茶树油的主要活性成分是萜烯类化合物,其中最重要的是terpinen-4-ol(也称为terpineol)。这些化合物能够穿透微生物的细胞膜,进入细胞内部并破坏其结构和功能。具体来说,它们可以干扰微生物的代谢途径,破坏酶系统,影响基因表达,并最终导致微生物死亡或生长受到抑制

2.无添加防腐剂

随着消费者对天然和无添加产品需求的增加,一些化妆品品牌推出了不含传统防腐剂的产品。这些产品通常依赖于其他成分的自然防腐特性,虽然其不在《技术规范》中防腐剂的列表当中,但这类原料除了主要用途外还具广谱抗菌的特性,通过这些原料之间的配伍同样能达到与添加防腐剂相同的防腐功效。

常见的如季铵盐类、1,2-烷烃二醇、单脂肪酸甘油酯类、馨鲜酮、山梨坦辛酸酯、P-对茴香酸等具有抗菌性的原料,可依据需要应用到洗护发产品中,替代防腐剂使用。

但值得注意的是,目前许多产品打着不含防腐剂的广告,但其本质却是添加了没有列在防腐剂目录里的具有防腐体系的原料。

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