一、防腐劑的作用機制

化妝品防腐劑是指為了抑制微生物在化妝品中的生長生物在化妝品中的生長和繁殖。化妝品中微生物的生存和繁殖取決于一些環(huán)境因素：溫度和環(huán)境pH 值、滲透壓、輻射和靜壓；化學(xué)水源和營養(yǎng)物質(zhì)（C、N、P、S來源)、氧氣和有機生長因子。在此基礎(chǔ)上，可以簡要總結(jié)防腐劑的作用機制，主要通過以下三個方面發(fā)揮作用：一是破壞微生物細胞壁或抑制微生物細胞壁的形成；二是破壞微生物細胞膜或影響細胞膜的功能，導(dǎo)致微生物細胞物質(zhì)泄漏和死亡；三是抑制微生物細胞酶或蛋白質(zhì)合成或蛋白質(zhì)變性，導(dǎo)致微生物死亡。

①在一些含水量低的產(chǎn)品中，如油膏，微生物通常很難生長；

②對于大多數(shù)細菌來說，最適合生長pH范圍接近中性(6). 5~7. 5) 強酸和強堿不適合微生物生長，如常見的果酸產(chǎn)品，防腐效果通常平行于中性產(chǎn)品；

③增加或降低滲透壓會導(dǎo)致細胞膜破裂，也會導(dǎo)致膜收縮和脫水；

④ 表面張力也是影響微生物生長的原因之一。在一些高表面活性劑配方中，微生物不易生長。在這方面，陽離子表面活性劑表現(xiàn)突出，陰離子和非離子對微生物的生理毒性很小；

⑤一般來說，細菌最適合生長的溫度是30~37℃,霉菌和酵母是20~25℃，因此，即使 80，也可以采用高溫滅菌的方法，但個別芽孢菌在適應(yīng)環(huán)境后產(chǎn)生保護膜~90℃它不能在高溫下短時間內(nèi)殺死。

防腐劑對微生物的作用只能在足夠的濃度直接接觸微生物時使用。防腐劑首先接觸和吸附細胞外膜，通過細胞膜進入細胞質(zhì)，然后在各個部位發(fā)揮作用，阻礙細胞繁殖或殺死細胞。事實上，防腐劑主要對細胞壁和細胞膜產(chǎn)生影響，但也影響細胞代謝酶的活性或細胞質(zhì)部分遺傳顆粒結(jié)構(gòu)。

二、的防腐劑特性

理想的防腐劑應(yīng)具有以下特點：

①具有廣譜抗菌能力；

②可溶于水或常用化妝品原料；

③ 不應(yīng)性和皮膚 ** 性；

④在較大的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定有效；

⑤不會對產(chǎn)品外觀造成損害；

⑥不與配方中的有機物反應(yīng)，降低其效果；

⑦它是中性的，至少產(chǎn)品不應(yīng)該使用pH值變化明顯；

⑧成本低，易得。

三、影響防腐劑能力的因素

防腐劑只能在足夠的濃度和直接接觸微生物細胞時工作。除了防腐劑的劑量和接觸時間外，以下因素也會影響防腐劑的防腐能力。

(1)水分活性

水是微生物生長的必要條件，產(chǎn)品中的水活性直接影響產(chǎn)品的防腐能力。含甘油、丙二醇、丁二醇等多元醇的產(chǎn)品降低了水活性，提高了系統(tǒng)的防腐能力。

（2）pH值

細菌生長繁殖較好pH 值為弱堿性，霉菌和酵母在酸性條件下易生長繁殖。pH價值會影響產(chǎn)品的防腐效果。一般來說，有機酸防腐劑在酸性和中性范圍內(nèi)效果較好，但在堿性范圍內(nèi)效果大大降低。布羅波爾在pH=很穩(wěn)定，而且pH=其活動時間只有幾個月。

(3)防腐劑的活性

一般來說，防腐劑濃度越高，防腐效果越好。有時產(chǎn)品配方中的某一成分會降低防腐劑的活性，降低防腐效果，特別是粉末原料容易吸附羥基苯酯防腐劑，或與其反應(yīng)導(dǎo)致變質(zhì)。防腐劑與其他物質(zhì)的相容性主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

①糖類化合物、滑石粉、金屬氧化物、纖維素等化妝品中的某些成分會吸附防腐劑，降低其效果。

②淀粉物質(zhì)能影響羥苯酯的抗菌作用。

③一方面，高濃度的蛋白質(zhì)(氨基酸)可以通過對微生物形成保護層降低防腐劑的抗菌活性，另一方面可以促進微生物的生長。

④金屬離子如Mg2 、Ca2 、Zn2 對防腐劑的活性影響很大。一般來說，過量的金屬離子容易在香料、潤滑劑、天然或敏感化合物中形成不溶性或催化氧化反應(yīng)。

⑤防腐劑可與化妝品的某些成分形成氫鍵(如山梨酸和某些成分)或鰲合物(如增稠

通過束縛或消耗，降低防腐系統(tǒng)的效率。

⑥少量的表面活性劑可以增加防腐劑對細胞膜的滲透性，提高效率，但大量會形成膠束，吸引水中的防腐劑，降低水中防腐劑的含量，影響其殺菌效率。

⑦硫酸鹽(酯)、碳酸鹽(酯)、含氮表面活性劑或色素?zé)晒馊玖稀b材料(塑料、金屬、橡膠)等一些防腐劑和表面活性劑不僅影響防腐劑的有效性，而且損害產(chǎn)品質(zhì)量。

⑧非離子和高乙氧基都會影響羥苯酯的活性。

⑨ 亞硫酸鹽會影響異噻唑啉酮和甲基二溴戊二腈的活性。該配方一般不含亞硫酸鹽。然而，亞硫酸鈉作為一種常見的原料脫色劑，有時含有亞硫酸鹽。

⑩有些塑料會影響防腐劑的活性(如羥苯酯)。因此，在最終包裝中測試產(chǎn)品以確保其防腐效果非常重要。

(4)油水分配率

在油水乳液中，水層或界面的防腐劑直接影響產(chǎn)品的防腐能力。水中相同劑量的防腐劑分布率越高，防腐效果越好。. 3-丁二醇、丙二醇等多元醇可提高水中羥苯酯的濃度，具有協(xié)同防腐作用；氯化鉀、吡咯烷羧酸鈉、甘氨酸等降低水中羥苯的濃度，導(dǎo)致防腐能力下降。

（5）容器

容器是減少產(chǎn)品二次污染的重要因素。一般來說，面霜是一個廣口瓶。使用時直接用手蘸內(nèi)容物，防腐要求較高，軟管和噴嘴產(chǎn)品的防腐要求較低。此外，容器材料對防腐劑有吸附作用，也會降低防腐劑濃度。

   (6)防腐劑變質(zhì)

光、熱、空氣中的氧會導(dǎo)致防腐劑的分解，如酚類防腐劑、洗滌必泰在光照下或高混合加熱時。此外，防腐劑與配方中其他成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也會導(dǎo)致防腐劑失效。

四、防腐系統(tǒng)設(shè)計

化妝品防腐系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)遵循與配方中其他成分相容的安全、有效、有針對性的原則，防腐劑的設(shè)計應(yīng)盡可能滿足以下要求：

①抗菌活性廣譜；

②配伍性好；

③安全性好：

④水溶性好；

⑤穩(wěn)定性好；

⑥在使用濃度下，應(yīng)無色、無臭、無味；

⑦成本低。

防腐系統(tǒng)的設(shè)計可按以下步驟進行：

(1)篩選防腐劑種類

①根據(jù)產(chǎn)品類型選擇

②根據(jù)產(chǎn)品pH值選用

③根據(jù)不同的使用部位選擇

④根據(jù)產(chǎn)品配方組分與防腐劑相容性選用

(2) 防腐劑的復(fù)合

①拓寬抗菌譜

②提高藥效

③抗二次污染

④提高安全性

⑤防止產(chǎn)生抗藥性

防腐劑的復(fù)合方法一般如下：

①防腐劑復(fù)合具有不同的功能機制。這種復(fù)合方法，不是簡單的效果加，通常是乘法關(guān)系，可以大大提高防腐劑的防腐效率。

② 不同適用條件的防腐劑復(fù)合。這種復(fù)合方法可以為產(chǎn)品提供更廣泛的防腐保護。

③適用于不同微生物的防腐劑復(fù)合。這種復(fù)合方法主要是拓寬防腐系統(tǒng)的抗譜，是日常化妝品防腐系統(tǒng)設(shè)計中最常用的方法。

值得提醒的是，復(fù)合時要注意防腐劑之間的合理搭配，避免防腐劑之間的相互作用，注意復(fù)合后的抗菌廣譜。

6. 設(shè)計無防腐劑系統(tǒng)

隨著對防腐劑安全性的深入研究，許多傳統(tǒng)防腐劑被證明具有一定的負面影響，如杰馬等甲醛釋放體釋放甲醛，對人體有害；絕大多數(shù)防腐劑都有 ** 功能等。因此，安全無添加防腐劑產(chǎn)品的概念開始出現(xiàn)。然而，真正沒有防腐劑的產(chǎn)品不能保證保質(zhì)期，因此尚未完全普及。** 性與保質(zhì)期之間的矛盾，那么如何解決這一矛盾呢？一些國際原材料公司研究了一些不包括在防腐劑系列中的化合物，篩選出自己二醇、戊二醇、羥基苯乙酮、甘油辛酸酯、乙基己基甘油等具有防腐活性的酒精化合物。當(dāng)這些化合物在產(chǎn)品中用量合適時，可以達到良好的防腐效果，并通過防腐挑戰(zhàn)試驗。