一、防腐劑的作用機制

化妝品防腐劑是指化妝品中添加的物質，旨在抑制微生物在化妝品中的生長和繁殖。微生物在化妝品中的生存和繁殖取決于一些環境因素：物理溫度和環境pH 值、滲透壓、輻射、靜壓；化學水源和營養物質（C、N、P、S氧、有機生長因子。基于此，可以簡要總結防腐劑的作用機制，主要通過以下三個方面發揮作用：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，使微生物細胞內的物質泄漏而死亡；三是抑制微生物細胞中的酶或蛋白質合成或蛋白質變性，導致微生物死亡。

①在一些含水量低的產品中，如油膏，微生物通常很難生長；

②對于大多數細菌來說，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的生長，如常見的果酸產品，防腐效果通常平行于中性產品；

③增加或降低滲透壓會導致細胞膜破裂，也會導致膜收縮和脫水；

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突出，陰離子和非離子對微生物的生理毒性很小；

⑤一般情況下，細菌最適合30~37的生長溫度℃, 霉菌和酵母是20~25℃，因此，可采用高溫滅菌的方法，但即使個別芽孢菌在適應環境后產生保護膜， 80~90℃它不能在高溫下短時間內殺死。

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，然后在各個部位發揮作用，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生影響，但也影響細胞代謝酶的活性或細胞質部分遺傳顆粒結構。

二、的防腐劑特性

理想的防腐劑應具有以下特點：

①具有廣譜抗菌能力；

②可溶于水或常用化妝品原料；

③ 無毒性和皮膚 ** 性；

④在較大的溫度范圍內穩定有效；

⑤不會對產品外觀造成損害；

⑥不與配方中的有機物反應，降低其效果；

⑦它是中性的，至少產品不應該使用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，產品中的水活性直接影響產品的防腐能力。含甘油、丙二醇、丁二醇等多元醇的產品降低了水活性，提高了系統的防腐能力。

（2）pH值

細菌生長繁殖較好 pH 它是弱堿性的，而霉菌和酵母在酸性條件下容易生長和繁殖。pH價值會影響產品的防腐效果。一般來說，有機酸防腐劑在酸性和中性范圍內效果較好，但在堿性范圍內效果大大降低。布羅波爾在pH=很穩定，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，或與其反應導致變質。防腐劑與其他物質的相容性主要體現在以下幾個方面。

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淀粉物質能影響羥苯酯的抗菌作用。

③一方面，高濃度的蛋白質(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 一般來說，過量的金屬離子在香料、潤滑劑、天然或敏感化合物中容易形成難溶物或催化氧化反應。

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

劑中的鐵離子)， 通過約束或消耗降低防腐系統的效率。

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熒光染料、包裝材料(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，而且損害產品質量。

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，但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，導致防腐能力下降。

（5）容器

容器是減少產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容物，防腐要求較高，軟管和噴嘴產品的防腐要求較低。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

光、熱、空氣中的氧會導致防腐劑的分解，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生化學反應，也會導致防腐劑失效。

四、防腐系統設計

化妝品防腐系統的設計應遵循與配方中其他成分相容的安全、有效、有針對性的原則，防腐劑的設計應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穩定性好；

⑥在使用濃度下，應無色、無臭、無味；

⑦成本低。

防腐系統的設計可按以下步驟進行：

(1)篩選防腐劑種類

①根據產品類型選擇

②根據產品pH值選用

③根據不同的使用部位選擇

④根據產品配方成分和防腐劑相容性選擇

（2） 防腐劑復配

①拓寬抗菌譜

②提高藥效

③抗二次污染

④提高安全性

⑤防止產生抗藥性

防腐劑的復合方法一般如下：

①防腐劑復合具有不同的功能機制。這種復合方法，不是簡單的效果加，通常是乘法關系，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合。這種復合方法可以為產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合。這種復合方法主要是拓寬防腐系統的抗譜，是日常化妝品防腐系統設計中最常用的方法。

值得提醒的是，復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，注意復合后的抗菌廣譜。

6. 設計無防腐劑系統

隨著對防腐劑安全性的深入研究，許多傳統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；絕大多數防腐劑都有 ** 作用等。因此，安全無添加防腐劑產品的概念開始出現。但是真正沒有防腐劑的產品不能保證保質期，所以還沒有完全普及。這就存在著 ** 性與保質期與保質期的矛盾？一些國際原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醇類化合物。當這些化合物在產品中用量合適時，可以達到良好的防腐效果，并通過防腐挑戰試驗。