化妆品在生产、储存及使用期间难免会受到微生物的污染,使其发生变味、变色及黏度改变等不良变化,产生气体、沉淀,甚至致病菌,从而导致品质劣变,危害人体健康。
在化妆品中添加防腐剂可以防止产品败坏变质,延长产品货架寿命,确保产品安全性。 然而,防腐剂在预防微生物污染的同时,有可能引起刺激症状或接触性过敏等皮肤不良反应,如对羟基苯甲酸酯类和甲醛释放体等,这主要是由于合成防腐剂具有一定的毒副作用。
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所以近年来出现了以天然防腐剂代替化学合成防腐剂的趋势,迄今为止报道的含有天然防腐活性组分的植物有1300余种,常见的如:丁香、迷迭香、厚朴、阿魏、大蒜、洋葱、胡椒、鼠尾草、肉桂树皮、丁香花蕾、茵陈、厚朴、苦参及大豆籽提取物等。 大部分植物源防腐剂的抑菌成分主要有生物碱、有机酸、黄酮类、酚类、 萜类、醌类、挥发油等。
广东药科大学相关研究人员采用纤维素酶法,即利用纤维素酶、果胶酶、蛋白酶等(主要是纤维素酶) 破坏植物的细胞壁,以促使植物有效成分最大限度溶解分离出的一种方法。通过酶解提取了8种中药,分别是丁香、鱼腥草、虎杖、黄连、大黄、细辛、甘草和黄芩,并研究这8种提取物对化妆品常见污染菌的抑制作用,及复配之后的抑菌效果。
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结果表明:
①丁香、鱼腥草、虎杖、黄连、大黄、甘草和黄芩提取物对金黄色葡萄球菌、 铜绿假单胞菌和大肠埃希氏菌具有较强的抑制作用,而对黑曲霉和白色假丝酵母的抑制作用相对较为弱。
②黄连和黄芩提取物的复配物在膏霜中具有良好的抑菌效果,复配使用能提高防腐体系的抑菌效能,使其在细菌和真菌的抑制中具有较高的活性。当黄连和黄芩提取物的质量分数分别为0.8%和0.6%进行复配时,膏霜样品可通过微生物挑战试验。
注意:研究以0.05%凯松CG为阳性对照,凯松CG是一种高效广谱防腐剂,主要活性成分为甲基异噻唑啉酮(MIT)和甲基氯异噻唑啉酮(CMIT),两者通常以3:1比例复配。
滋润保湿霜的配方
参照美国个人护理品委员会(PCPC)推荐的微生物挑战试验方法,称取上述制得的膏霜样品100g,加入混合细菌和混合真菌悬液,使各种细菌和真菌的接种量分别为106和104CFU/g (mL),然后充分混匀,置于28℃下。在接菌后的第0,7,14,21和28天取样分析,并以不添加防腐体系的膏霜样品作为空白对照。
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8种中药提取物的抑菌圈直径
判断方式:抑菌圈直径越大,表示抑菌活性越大。由上表可以得出结论:8种中药(除细辛外)提取物对细菌的抑制作用均大于对真菌的抑制。
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(1)黄连提取物:
黄连提取物对金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和大肠埃希氏菌的抑制作用最大,这可能与黄连含有小檗碱、药根碱、黄连碱和巴马亭等主要生物碱有关,而相对于0.05%凯松CG对金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和大肠埃希氏菌的抑菌圈直径较小。
(2)黄芩提取物:
黄芩提取物对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的抑制作用较大,且对白色假丝酵母的抑制作用在这8种中药提取物中最好,这可能与黄芩含有黄芩素和黄芩苷有关。
(3)鱼腥草提取物:
鱼腥草提取物对金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和大肠埃希氏菌的抑制作用较大,这可能与鱼腥草含有鱼腥草素、甲基正壬酮和酚类等物质有关。
(4)细辛提取物:
细辛提取物对这5种菌几乎都没有抑制作用。细辛含有正癸烷、黄樟醚、3,5-二甲氧基甲苯等挥发油,根据文献报道它们具有一定的抑菌作用,可能由于本试验采用的酶提取法不太适合提取这些成分, 造成提取物抑菌效果较差。
(5)其他提取物:
丁香、虎杖、大黄和甘草提取物对金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和大肠埃希氏菌有一定抑制作用,但对白色假丝酵母和黑曲霉的抑制作用相对较差。
8种中药提取物的最低抑菌浓度
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判断方式:MIC值越小,表示抑菌活性越大。由上表可以得出以下结论:
(1)金黄色葡萄球菌
8种中药提取物中,黄连和鱼腥草提取物对金黄色葡萄球菌的抑制作用最强,后面抑制用从强到弱依次为为黄芩、丁香、虎杖、大黄和甘草提取物。
(2)铜绿假单胞菌
鱼腥草、黄连和黄芩提取物对铜绿假单胞菌的抑制作用最强,细辛提取物的抑菌效果最差。
(3)大肠埃希氏菌
黄连提取物对大肠埃希氏菌的抑制作用最强,然后抑制作用从强到弱依次为鱼腥草、大黄、黄芩、丁香、虎杖和甘草,细辛提取物的抑菌效果最差。
(4)黑曲霉
鱼腥草、黄连和黄芩提取物对黑曲霉有一定的抑制作用,其次为甘草; 丁香、虎杖、大黄和细辛提取物对黑曲霉几乎没有抑菌作用。
(5)白色假丝酵母
黄连提取物对白色假丝酵母的抑制作用最强,然后抑制作用从强到弱依次为鱼腥草、大黄,丁香、虎杖、黄芩和甘草提取物;但是细辛提取物几乎没有抑菌作用。
9款复配防腐剂的抑菌效果
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根据抑菌圈和最低抑菌浓度的测定结果,对黄连和黄芩提取物进行防腐体系复配,结果表明,当黄连提取物的添加质量分数为0.8%时(体系7~9),随着黄芩提取物质量分数的增加,体系从第7天开始菌落总数逐渐递减,当黄芩提取物质量分数为0.6%或0.8%时,第28天时样品菌落总数均小于10CFU/g,可通过微生物挑战试验。
从最低成本和抑菌效果来看:以黄连和黄芩提取物的质量分数分别为0.8%和0.6%添加于膏霜中最为合适。从结果可以得知,黄连和黄芩提取物复配可有效地抑制细菌和真菌的生长,其中黄连提取物在膏霜中的抑菌效能比黄芩提取物强,占主导地位。
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总结
天然植物源防腐剂除了具有安全性高温和无刺激等优点,还兼具抗氧化、保湿、美白等复合护肤功效。然而单一的植物防腐体系有抑菌效果较差、抑菌谱窄等许多不足,可以将植物源防腐剂和化学防腐剂进行复配,或者将几种植物源防腐剂进行复配,复配防腐剂更是具有提高使用安全性、增加抑菌强度、拓宽抑菌谱等效果。
就现阶段而言,化妆品行业仍以化学防腐剂为主、植物提取物为辅的防腐方式,但从长久来看,植物源防腐剂的安全性高、对人体温和的独有优势及复合美白、防晒、抗衰老等功能必将受到众多化妆品公司和消费者的青睐。
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