一、防腐剂的作用机制

化妆品防腐剂是指为了抑制微生物在化妆品中的生长生物在化妆品中的生长和繁殖。化妆品中微生物的生存和繁殖取决于一些环境因素：温度和环境pH 值、渗透压、辐射和静压；化学水源和营养物质（C、N、P、S来源)、氧气和有机生长因子。在此基础上，可以简要总结防腐剂的作用机制，主要通过以下三个方面发挥作用：一是破坏微生物细胞壁或抑制微生物细胞壁的形成；二是破坏微生物细胞膜或影响细胞膜的功能，导致微生物细胞物质泄漏和死亡；三是抑制微生物细胞酶或蛋白质合成或蛋白质变性，导致微生物死亡。

①在一些含水量低的产品中，如油膏，微生物通常很难生长；

②对于大多数细菌来说，最适合生长pH范围接近中性(6). 5~7. 5) 强酸和强碱不适合微生物生长，如常见的果酸产品，防腐效果通常平行于中性产品；

③增加或降低渗透压会导致细胞膜破裂，也会导致膜收缩和脱水；

④ 表面张力也是影响微生物生长的原因之一。在一些高表面活性剂配方中，微生物不易生长。在这方面，阳离子表面活性剂表现突出，阴离子和非离子对微生物的生理毒性很小；

⑤一般来说，细菌最适合生长的温度是30~37℃,霉菌和酵母是20~25℃，因此，即使 80，也可以采用高温灭菌的方法，但个别芽孢菌在适应环境后产生保护膜~90℃它不能在高温下短时间内杀死。

防腐剂对微生物的作用只能在足够的浓度直接接触微生物时使用。防腐剂首先接触和吸附细胞外膜，通过细胞膜进入细胞质，然后在各个部位发挥作用，阻碍细胞繁殖或杀死细胞。事实上，防腐剂主要对细胞壁和细胞膜产生影响，但也影响细胞代谢酶的活性或细胞质部分遗传颗粒结构。

二、的防腐剂特性

理想的防腐剂应具有以下特点：

①具有广谱抗菌能力；

②可溶于水或常用化妆品原料；

③ 不应性和皮肤 ** 性；

④在较大的温度范围内稳定有效；

⑤不会对产品外观造成损害；

⑥不与配方中的有机物反应，降低其效果；

⑦它是中性的，至少产品不应该使用pH值变化明显；

⑧成本低，易得。

三、影响防腐剂能力的因素

防腐剂只能在足够的浓度和直接接触微生物细胞时工作。除了防腐剂的剂量和接触时间外，以下因素也会影响防腐剂的防腐能力。

(1)水分活性

水是微生物生长的必要条件，产品中的水活性直接影响产品的防腐能力。含甘油、丙二醇、丁二醇等多元醇的产品降低了水活性，提高了系统的防腐能力。

（2）pH值

细菌生长繁殖较好pH 值为弱碱性，霉菌和酵母在酸性条件下易生长繁殖。pH价值会影响产品的防腐效果。一般来说，有机酸防腐剂在酸性和中性范围内效果较好，但在碱性范围内效果大大降低。布罗波尔在pH=很稳定，而且pH=其活动时间只有几个月。

(3)防腐剂的活性

一般来说，防腐剂浓度越高，防腐效果越好。有时产品配方中的某一成分会降低防腐剂的活性，降低防腐效果，特别是粉末原料容易吸附羟基苯酯防腐剂，或与其反应导致变质。防腐剂与其他物质的相容性主要体现在以下几个方面。

①糖类化合物、滑石粉、金属氧化物、纤维素等化妆品中的某些成分会吸附防腐剂，降低其效果。

②淀粉物质能影响羟苯酯的抗菌作用。

③一方面，高浓度的蛋白质(氨基酸)可以通过对微生物形成保护层降低防腐剂的抗菌活性，另一方面可以促进微生物的生长。

④金属离子如Mg2 、Ca2 、Zn2 对防腐剂的活性影响很大。一般来说，过量的金属离子容易在香料、润滑剂、天然或敏感化合物中形成不溶性或催化氧化反应。

⑤防腐剂可与化妆品的某些成分形成氢键(如山梨酸和某些成分)或鳌合物(如增稠

通过束缚或消耗，降低防腐系统的效率。

⑥少量的表面活性剂可以增加防腐剂对细胞膜的渗透性，提高效率，但大量会形成胶束，吸引水中的防腐剂，降低水中防腐剂的含量，影响其杀菌效率。

⑦硫酸盐(酯)、碳酸盐(酯)、含氮表面活性剂或色素荧光染料、包装材料(塑料、金属、橡胶)等一些防腐剂和表面活性剂不仅影响防腐剂的有效性，而且损害产品质量。

⑧非离子和高乙氧基都会影响羟苯酯的活性。

⑨ 亚硫酸盐会影响异噻唑啉酮和甲基二溴戊二腈的活性。该配方一般不含亚硫酸盐。然而，亚硫酸钠作为一种常见的原料脱色剂，有时含有亚硫酸盐。

⑩有些塑料会影响防腐剂的活性(如羟苯酯)。因此，在最终包装中测试产品以确保其防腐效果非常重要。

(4)油水分配率

在油水乳液中，水层或界面的防腐剂直接影响产品的防腐能力。水中相同剂量的防腐剂分布率越高，防腐效果越好。. 3-丁二醇、丙二醇等多元醇可提高水中羟苯酯的浓度，具有协同防腐作用；氯化钾、吡咯烷羧酸钠、甘氨酸等降低水中羟苯的浓度，导致防腐能力下降。

（5）容器

容器是减少产品二次污染的重要因素。一般来说，面霜是一个广口瓶。使用时直接用手蘸内容物，防腐要求较高，软管和喷嘴产品的防腐要求较低。此外，容器材料对防腐剂有吸附作用，也会降低防腐剂浓度。

   (6)防腐剂变质

光、热、空气中的氧会导致防腐剂的分解，如酚类防腐剂、洗涤必泰在光照下或高混合加热时。此外，防腐剂与配方中其他成分发生化学反应，也会导致防腐剂失效。

四、防腐系统设计

化妆品防腐系统的设计应遵循与配方中其他成分相容的安全、有效、有针对性的原则，防腐剂的设计应尽可能满足以下要求：

①抗菌活性广谱；

②配伍性好；

③安全性好：

④水溶性好；

⑤稳定性好；

⑥在使用浓度下，应无色、无臭、无味；

⑦成本低。

防腐系统的设计可按以下步骤进行：

(1)筛选防腐剂种类

①根据产品类型选择

②根据产品pH值选用

③根据不同的使用部位选择

④根据产品配方组分与防腐剂相容性选用

(2) 防腐剂的复合

①拓宽抗菌谱

②提高药效

③抗二次污染

④提高安全性

⑤防止产生抗药性

防腐剂的复合方法一般如下：

①防腐剂复合具有不同的功能机制。这种复合方法，不是简单的效果加，通常是乘法关系，可以大大提高防腐剂的防腐效率。

② 不同适用条件的防腐剂复合。这种复合方法可以为产品提供更广泛的防腐保护。

③适用于不同微生物的防腐剂复合。这种复合方法主要是拓宽防腐系统的抗谱，是日常化妆品防腐系统设计中最常用的方法。

值得提醒的是，复合时要注意防腐剂之间的合理搭配，避免防腐剂之间的相互作用，注意复合后的抗菌广谱。

6. 设计无防腐剂系统

随着对防腐剂安全性的深入研究，许多传统防腐剂被证明具有一定的负面影响，如杰马等甲醛释放体释放甲醛，对人体有害；绝大多数防腐剂都有 ** 功能等。因此，安全无添加防腐剂产品的概念开始出现。然而，真正没有防腐剂的产品不能保证保质期，因此尚未完全普及。** 性与保质期之间的矛盾，那么如何解决这一矛盾呢？一些国际原材料公司研究了一些不包括在防腐剂系列中的化合物，筛选出自己二醇、戊二醇、羟基苯乙酮、甘油辛酸酯、乙基己基甘油等具有防腐活性的酒精化合物。当这些化合物在产品中用量合适时，可以达到良好的防腐效果，并通过防腐挑战试验。