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科普/化妆品中的防腐剂

2020-02-29 2356


爱美之心人皆有之,人类对美化自身的化妆品自古以来就有不断的追求。随着大家护肤意识的进步,越来越多的人不再仅仅依据广告选择化妆品,而关注产品的有效成分及配方。防腐剂就是敏感肌人群最为关注的一类成分。在化妆品中,防腐剂的作用是保护产品,使产品免受微生物的污染,延长产品的货架期,同时确保产品的安全性。现代化妆品的丰富成分与水性配方相结合,直接暴露于细菌性皮肤菌群中,使其成为微生物生长的理想环境。如果不添加防腐剂,化妆品作为细菌的培养基,越是植物成分、营养成分多的产品,就越容易变质。微生物会导致产品降解并给消费者健康带来风险。此外,细菌污染也能改变化妆品的物理和化学性质,通常导致产品混浊、沉淀、变色和气味的释放等。

化妆品的微生物安全性一直是工业界特别关注的问题,选择能够防止微生物繁殖的防腐剂是研究化妆品配方的基础。在2015版《化妆品安全技术规范》中,规定的准用于化妆品的防腐剂共51种,经常使用的防腐剂单体有苯氧乙醇、尼泊金甲酯、尼泊金丙酯、卡松、山梨酸、苯甲酸、己脒定二(羟乙基磺酸)盐、脱氢乙酸、咪唑烷基脲等。化妆品所用防腐剂必须是该规范中所列物质,且必须符合表中的规定,包括最大允许使用浓度、使用范围和限制条件以及标签上必须标印的使用条件和注意事项。
随着消费者对化妆品是否天然来源、绿色、安全、刺激性、有无添加防腐剂等问题的关心,无添加防腐剂异军突起,得到很多化妆品生产商的青睐。其实现在也有越来越多国际品牌关注到无添加的防腐替代技术。没有防腐剂不表示没有抑菌体系,实际上是用其他有抑菌功能的物质去替代防腐剂而已。无添加防腐剂并没有一个标准的定义,之所以称为无添加防腐剂是因为这些具有防腐作用的物质既不在2015版《化妆品安全技术规范》的51种防腐剂之内,又不在该规范化妆品禁用的1290种物质之列。如果把无添加防腐剂称为绿色防腐剂低毒抗微生物物质则更科学。无添加防腐剂的品种很多。目前流行的有:

  • 醇类:戊二醇、己二醇、丙二醇、丁二醇、辛二醇、苯乙醇等;

  • 中碳链长的极性两亲物:乙基己基甘油、甘油癸酸酯、癸酸、甘油辛酸酯、山梨坦辛酸酯、甘油十一碳烯酸酯等;

  • 有机酸:乙酰丙酸、茴香酸、辛酸氧肟酸等;

  • 酮类:对羟基苯乙酮等。

事实上,上述各种物质的复配使用已成为目前市场上无添加防腐剂的主流。本文主要介绍两种无添加防腐剂。


      一、乙基己基甘油



乙基己基甘油是一种新型的具有防腐、润肤、保湿、除臭等功效的多功能化妆品添加剂,外观为无色至淡黄色粘稠液体。与其他传统防腐剂复配用于日化产品体系,可大大降低传统防腐剂的加入量,增效协同地抑菌防腐的同时,还能显著降低防腐体系的毒害性,安全无刺激性。经全球批准,乙基己基甘油可用于淋洗类日化产品中,且在防腐剂准许进口的清单之内。可代替对羟基苯甲酸酯和三氯生,用于护肤霜(液)、沐浴露、洗发水和除臭喷雾剂等产品中。乙基己基甘油具有如下功效:

  • 抑菌:乙基己基甘油的抑菌能力小于传统防腐剂,但在抑菌的同时兼顾其他功能,在诸多的无添加防腐剂中抑菌能力算是较强的一个。
  • 除臭:无味的汗液被微生物分解后就会产生体味,汗液中的皮脂和脱落的表皮细胞等在革兰氏阳性菌的作用下产生的物质具有令人不快的气味。乙基己基甘油能够有效抑制产生身体臭味的微生物的生长和繁殖,同时不影响人体有益的皮肤菌群。
  • 保湿:乙基己基甘油是一种具有润肤保湿、改善肤感的护肤添加剂,还可以补偿甘油的缺点(如渗透缓慢、发粘或涂白)和促进甘油的吸收。
  • 增效传统防腐剂:乙基己基甘油具有类似表面活性剂的结构,能够影响微生物细胞膜的界面张力,使防腐剂能更有效的渗入微生物细胞内,从而显著提高传统防腐剂防腐抗菌的效果。

生产高纯度的乙基己基甘油有一定的难度,生产技术只掌握在极少数的国际专业防腐剂的大公司中。南京先进生物技术与生命科学研究院的研发团队通过不断探索,开发了一种全新的生物/酶法合成乙基己基甘油技术,实现了乙基己基甘油的生物合成,生产过程绿色环保,无副产物,分离提取工艺简单,得到的产品纯度高、品质好,无刺激性气味,保证了产品的稳定性。

 二、1,2-己二醇

1,2-烷二醇使化妆品常用的无添加防腐剂之一,它们通过亲水基团捕捉水分子而发挥保湿的作用,同时具有一定的抑制细菌和真菌的能力。1,2-烷二醇的抑菌能力随着自身碳链的增长而增加,最常用的有1,2-戊二醇,1, 2-己二醇和辛甘醇等。1,2-烷二醇的水溶性随着自身碳链的增长而减少,甚至难溶于水或不溶于水,气味增加,流动性降低,刺激性增强。


1, 2-己二醇是国内第一批被批准可以在化妆品中使用的添加剂,使用最高含量可以达到0.5%。它作为小分子保湿剂,具有润滑,抑菌的效果。可用于婴儿用品、沐浴用品、眼妆、清洁产品、护肤产品和护发产品。

1, 2-己二醇已在化妆品行业用作保湿剂和防腐剂。临床研究表明,该化合物不会引起IV型超敏反应,不会对人体产生负面影响。美国奥秀索芙特、日本株式会社芳珂、奇华顿股份有限公司已将12-己二醇代替其他杀菌防腐剂添加到化妆品中,中国的化妆品公司也将1,2-己二醇添加到化妆品中,起到了杀菌防腐的作用,且对皮肤的刺激性较小,提高了护肤品的安全性。
1, 2-己二醇的功效:
  • 保湿润肤:C5-C101,2-烷二醇是有效的保湿剂。1, 2-己二醇是C61,2-烷二醇,所以具有很好的保湿润肤的功能,且低分子量,不油腻,肤感轻。

  • 增效防腐抑菌:烷烃二醇类中,中等碳链长度的邻位端基二醇的防腐抑菌效果更好。它们会干扰细胞膜活性。二醇选择性地聚集在水包油乳化体系中水油界面上,使得该区域中微生物的食物源变得对微生物生长不利从而抑制了微生物的生长。复配使用可以减少传统防腐剂的用量,降低配方的刺激性。

虽然化妆品中的防腐剂对产品至关重要,但由于皮肤暴露于某些化合物中可能会对人体健康产生有害影响。对羟基苯甲酸酯是化妆品中使用最广泛的防腐剂,已显示出其能刺激皮肤,在人类乳腺癌组织中也发现了对羟基苯甲酸酯,尽管对羟基苯甲酸酯与乳腺癌之间的关系尚未得到证实;对于无添加防腐剂来说,工业化的限制点在于纯度的提升,且传统的化学合成会造成严重的环境污染。因此,寻求安全、高效、高纯度的生物防腐剂是当今的一个研究热点,也是我们努力的方向。