如何选择一款好的防腐剂

防腐剂是化妆品中必不可少的成分之一 。而随着各类化妆品的问题不断出现，防腐剂的使用越来越受人们关注。根据2015年《化妆品安全技术规范》，目前可用于化妆品的防腐剂单体共51种（都是限量使用）。其中大部分防腐剂单体的使用频率非常低，经常使用的防腐剂单体约九种—苯氧乙醇、尼泊金甲酯、尼泊金丙酯、甲基异噻唑啉酮（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。这些防腐剂即使是复配使用，选择也是很有限的。

因此，不在防腐剂范围却具有防腐性能（抑菌作用）的原料（无添加防腐剂）异军突起，得到很多化妆品生产商的青睐。这一类无添加防腐剂有约20种防腐剂单体，全都是国家允许使用，并且不限制其使用量，其关键在于无添加防腐剂的选择。

那么怎样选择一款合适的防腐剂？

一款好的防腐剂应该具备几个要素：安全性、防腐及抑菌能力、温和性、配伍禁忌少等。

1 安全性

安全性无疑是化妆品的根本和基础。
   
①在《化妆品安全技术规范》内选择防腐剂（狭义的51种），该类防腐剂不包括无添加防腐剂。

②使用范围有限制。例如：卡松只能用于淋洗类产品而不能用于护肤产品、脱氢乙酸禁用于喷雾产品等。

③严格意义上防腐剂的使用量都是有限制的。但有些防腐剂应用的场合不同，使用量自然也不同。

2 防腐（抑菌）性能评价

防腐剂和杀菌剂相关但不完全相同，一般杀菌剂比防腐剂的杀菌抑菌效果强许多倍。如果一种杀菌剂同时具有很好的安全性和温和性也可以作为防腐剂来使用，例如己脒定二（羟乙基磺酸）盐（Atdf®pf-95）、水杨酸等。

国际上普遍使用三种方法去评价防腐、抑菌性能：测定最小抑菌浓度（MIC）、防腐挑战试验、线性回归法。

① 最小抑菌浓度（MIC）

MIC是最常用的一种防腐性能评价方式，测定方法包括肉汤稀释法和琼脂稀释法。

(1)、肉汤稀释法：将含菌肉汤加入配置好的抗菌药物内，再进行梯度稀释，盖上试管塞并摇匀，做好标记，细菌在37℃下培养18-24h，真菌在28℃下培养48h后肉眼观察结果，并记录。

(2)、琼脂稀释法：将菌液点样在不同浓度的含药平板上，各处滴加5-6点，吸收后倒置培养。细菌在37℃下培养18-24h，真菌在28℃下培养48h后肉眼观察结果，并记录。

MIC数值越小，抑菌能力越强。效果好的防腐剂与效果差的MIC值相差上百倍。国外文献建议配方中的添加量一般是最大MIC的2-4倍（视具体情况）。常用的防腐剂和一些无添加防腐剂的MIC数据如下表：

② 防腐挑战实验

在防腐剂样品中，加入定量的微生物（细菌、真菌混合液）。在此后的0/7/14/21/28天，通过测量样品中微生物的含量来评价防腐性能，实验周期长达28天。

此方法因配方的不同，防腐剂的添加量留有余量，因此可做强化挑战实验。

如：选择0.6%的508膏霜进行细菌的强化防腐挑战实验

（1）增大初始接种菌量，使样品中含菌量为1x107 cfu/mL。

（2）二次接菌，当实验进行至第3天，重复接入混合菌液。

③ 线性回归法

线性回归法与防腐挑战实验方法很类似，但其所花费的时间比较短，周期为一周。线性回归法通过D值（配方中的微生物菌群90%失活所需要的时间）判断配方是否通过防腐实验。标准为：致病微生物D值≤4h，非致病细菌、酵母菌和霉菌D值≤28h。D值越小，防腐性能越好。

3 温和性

化妆品的温和性（刺激性、过敏性）同样非常重要。通常，我们会把温和性和安全性这两个概念混为一谈，认为化妆品给皮肤带来刺痛感，就觉得这个产品不温和、不安全。其实，有刺痛感不一定不安全，没刺痛感也不一定安全。正如1,2-己二醇和辛甘醇都是非常安全的无添加防腐剂，却有一点刺激性。事实上，刺激性可以通过实验来进行量化评价。

化妆品的刺激性评价一般有三种：鸡胚绒毛尿囊膜血管试验、红细胞溶血试验（RBC）、3T3中性红摄取试验。国际上最常用的就是鸡胚绒毛尿囊膜血管试验。

鸡胚绒毛尿囊膜血管试验（HET-CAM，国标SN/T 2329-2009 ）模拟兔子眼结膜，利用孵化的鸡胚中期绒毛尿囊膜血管系统完整、清晰和透明的特点，将受试物直接与鸡胚尿囊膜接触，5分钟内观察绒毛尿囊膜毒性效应指标（如：出血、血管融解和凝血）的变化，并记录出现这些变化的时间，算出平均值，然后根据计算公式得到一个评分，用于评估受试物的眼刺激性。评分越高，刺激性就越大。

采用反应时间法进行的试验，应用式（1）计算刺激评分（IS），结果保留小数点后两位：

式中：

Sec H（出血时间hemorrhage time）—CAM膜上观察到开始发生出血的平均时间，单位为秒（s）；

Sec L（血管溶解时间vessel lysis time）—CAM膜上观察到开始发生出血的平均时间，单位为秒（s）；

Sec C（凝血时间coagulation time）—CAM膜上观察到开始出现凝血的平均时间，单位为秒（s）。

根据计算的IS数值按下表对受试物眼刺激性进行分类。

结果表明，作为可以进眼睛的防腐剂，5% Press® WS-61与Esonal®OSM-508对尿囊膜完全无刺激，2% Esonal®OSM-303对眼睛刺激性极小可以忽略，且欣敏婷DMS®CC能降低己二醇、辛甘醇的刺激性。

4 使用方便，配伍禁忌少

一个配方的防腐性能除了与防腐剂有关，还与其他因素密切相关：

① 分散性；好的防腐剂应该不明显影响产品效能、颜色、气味。

② pH值（尤其是有机酸防腐剂）；在较宽的PH范围内稳定且能发挥作用，并对产品的PH值不产生明显影响。如Press®WS-61的体系PH在3-8，避免强酸碱接触

③ 配伍性；Press®WS-61与氯化物、硫酸盐、蛋白质、阴离子表活可能存在配伍禁忌。有些原料甚至会使防腐剂失活。因此，好的防腐剂应该不与产品中其他成份及包装器材发生反应，降低活性。

④ 溶解性；能溶于水或化妆品中的其他成分，并产生足够的浓度，因微生物在水相及油水介面容易生长繁殖，所以防腐剂以能在水相中溶解最好。

5 具备其他方面的性能

除了具备抑菌能力以外，还拥有其他性能的无添加防腐剂更受配方工程师青睐，如美白、抗氧化和镇静舒缓能力。Esonal®OSM-508就是这样一款具备多性能的无添加防腐剂。

1 美白能力

酪氨酸酶在黑素合成过程的多个反应步骤中起关键作用，能够在铜离子催化作用下加速黑素生成。而辛酰羟肟酸是有机络合剂，能够络合酪氨酸酶所需的铜离子，因此具有美白的作用。通过酪氨酸酶活性抑制试验对Esonal®OSM-508中的美白成分Esonal® BS（即辛酰羟肟酸）与曲酸进行比较，结果显示：Esonal® BS与曲酸的美白效果相当。

2 抗氧化能力

抗氧化是预防衰老的重要步骤，而自由基是引起衰老的元凶，导致皮肤失去张力和弹性，变得干燥、粗糙，出现皱纹。通过测定在不同浓度下的Esonal®OSM-508成分之一对羟基苯乙酮（即Esonal®PXT）的相对稳定的蓝/绿2,2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐（ABTS）自由基正离子的减少量，并以水溶性维生素E为参照物来评价抗氧化性。

试验表明，对羟基苯乙酮具备抗氧化性能，且浓度越大，抗氧化能力越强。

3 舒缓能力

环氧化酶-2（COX-2）是催化花生四烯酸转化为前列腺素的关键酶，前列腺素能诱发炎症，促进局部血管扩张，毛细血管通透性增加，引起红、肿、痛、热等症状，因此抑制COX-2有舒缓抗炎的作用。通过对羟基苯乙酮对COX-2的抑制实验可得，0.0068%对羟基苯乙酮对COX-2的抑制率达到30%，具有镇静舒缓的作用。

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