利用原料自我防腐性能实现配方“无防腐”的技术

泛泛行舟 2023-12-24 发布于云南

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文章来源：轻大美妆

作者：Varvaresou, A., Papageorgiou, S., Tsirivas, E., Protopapa, E., Kintziou, H., Kefala, V., & Demetzos, C.

翻译：赵雨嘉郑州轻工业大学化工工艺21级

校对/编辑：张同艳郑州轻工业大学

【编者按】近年来，随着人们对防腐剂的担忧，兴起“零防腐”“无防腐”的宣传口号。许多不在化妆品防腐剂目录内的原料用以取代传统防腐剂。这些原料虽然看起来更加温和安全，但毕竟没有经过防腐剂上市前的测试流程，作为防腐剂可能不一定比国家允许使用的防腐剂更安全。筛选本文对化妆品的自我防腐体系进行了综述，供大家查阅。

Cite：Int J Cosmet Sci. 2009, 31, 163–175

摘

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要

在产品中添加防腐剂有两个原因：第一，防止微生物腐败，从而延长产品保质期。第二，保护消费者免受潜在感染。尽管化学防腐剂可以防止微生物生长，但越来越多的消费者质疑它们的安全性。所以，人们对开发无防腐剂或自我防腐化妆品有相当大的兴趣。在这些配方中，传统/化学防腐剂已被其他具有抗菌特性的化妆品成分所取代，这些成分未被立法为防腐剂，根据委员会指令76/768/EEC的附件VI和修订指令（2003/15/EC，2007/17/EC和2007/22/EC）。“栅栏技术”是自1970年代以来一直用于食品工业的产品安全控制的方法，也已应用于自我防腐化妆品的产生。“栅栏技术”是一个术语，用于描述不同保存因素或障碍的智能组合，以退化微生物的生长。遵守当前的良好生产规范，适当的包装，仔细选择乳液的形式，低水活性和低或高pH值是控制化妆品配方中微生物生长的重要变量。本文介绍了“栅栏技术”的基本原理在自我防腐保存化妆品产生中的应用。多功能抗菌成分和植物来源的精油和被用作替代或天然防腐剂的提取物，没有列入化妆品指令的附件六也被报告。

关键词：替代和天然的防腐剂，栅栏技术，多功能抗菌剂，自我防腐或无防腐剂化妆品

1 引言

化妆品的微生物安全一直是工业界特别关注的问题，因为微生物的腐败会导致产品降解，或者在病原体的情况下，与破损或受损的皮肤的亲密接触会对消费者的健康造成危害，并可能传播感染。除了凡士林油或身体油或口红等纯油性制剂外，现代化妆品配方的丰富成分加上水环境是微生物的理想滋生地。

防腐剂是添加到化妆品中的抗菌化学物质，以保护化妆品免受来自原料、制造和消费者使用的微生物的伤害。关于传统/化学防腐剂的安全性出现了许多问题。对羟基苯甲酸酯是世界上使用最广泛的防腐剂，具有弱雌激素样特性[1]。2005年12月，化妆品成分审查重新开启了对羟基苯甲酸酯的安全评估，因为有人认为乳房组织中对羟基苯甲酸酯的存在与乳腺癌之间存在联系[2,3]。尽管欧洲科学委员会认为没有必要改变最初的评估结果，但许多消费者对对羟基苯甲酸酯表示担忧。也有研究对防腐剂的其他化学类别提出了怀疑[4-6]。释放甲醛的防腐剂，如许多市售化妆品中的咪唑烷酰脲和二唑烷酰脲被认为会引起敏感人群的皮肤过敏[4]和异噻唑啉酮过敏[5,6]。

近年来，人们对开发不含防腐剂的化妆品配方越来越感兴趣。这个术语的意思是不含防腐剂。无菌生产和适当的包装可以使无防腐剂的水溶液配方在微生物上保持稳定。然而，这种方法可能不适用于包装在多用途容器中的大多数含水化妆品。必须指出的是，不含防腐剂的一般定义是指产品不包含根据化妆品立法分类为防腐剂的物质。因此，“自我防腐（Self-preserving）”一词比“无防腐剂”一词更恰当。

在自我防腐的配方中，传统防腐剂被其他具有抗菌特性的化妆品成分所取代。这些成分还没有被欧洲科学委员会认定为防腐剂。这就是为什么上述物质没有与官方/传统防腐剂一起列在欧盟委员会指令76/768/EEC和修订指令(2003/15/EC, 2007/17/EC和2007/ 22/EC)的附件VI中。欧盟委员会指令76/768/EEC的附件六和修订指令(2003/15/EC、2007/17/EC和2007/22/EC)包含了所有允许在化妆品中作为防腐剂使用的物质。“栅栏技术”的原理也应用于生产自我防腐的配方。自20世纪70年代以来，“栅栏技术”一直用于食品工业的产品安全控制。这个术语用来描述不同的保存因素或障碍的组合，以防止微生物进入最终产品，并在配方中创造抑制微生物生长或杀死微生物[8]的有害环境。其目的是通过在微生物的路径上设置各种障碍来阻止微生物的生长，这些障碍可以减少微生物的数量，但不会杀死整个种群。每一个障碍都应该允许存活的微生物减少，因此随着障碍数量的增加，幸存者的数量也会减少，最终达到零。有些生物可能会克服第一个障碍；在那些存活下来的人当中，有些人可能会克服第二个障碍，以此类推，直到没有人能通过最后一个障碍[9]。本文简要回顾了遵循“栅栏技术”概念的非经典防腐化妆品生产技术。此外，还报告了作为替代防腐剂或天然防腐剂而未列在《化妆品指令》附件VI内的多功能成分、植物衍生精油和具有抗菌特性的提取物。

自我防腐的原理如下：

(1) 良好生产规范(GMP)

(2) 合适的包装

(3) 乳液类型

(4) 水活度

(5) pH值控制

(6) 多功能抗菌成分

1.1 良好生产规范

在使用传统防腐剂或替代防腐剂的化妆品生产过程中，必须严格遵守良好的生产规范标准。在严格无菌条件下制备化妆品应能阻止微生物的进入。水过滤和辐射系统、正压、原料微生物检测、设备消毒以及经过适当培训和着装的人员可以显著降低污染的危险[9,10]。因此，建议在化妆品生产过程中使用严格的无菌条件，特别是在配方中使用自我防腐系统时。

1.2 合适的包装

为了保护产品免受各种环境损害，许多产品广泛使用无空气包装。容器和瓶子经过特别设计，使微生物很难进入产品。在制药工业中广泛使用的管子远远好于带刮刀的宽颈罐。喷嘴为污染提供了一个更小、更分散的表面。有些管子装有止回阀，一旦被压下，管子就不能放松以允许空气进入。最安全的包装是单次应用包装，如小袋，泡罩包装和单次注射胶囊[9,10]。

1.3 低水活度

由于微生物生长需要水，限制微生物获得水的配方有助于控制微生物的生长，并成为微生物生长道路上的障碍之一。水活度(a_w)描述了化妆品配方中生物可利用水的数量，是通过比较含水配方的蒸汽压与纯水的蒸汽压来确定的。水的活度可以通过使用水结合物质来降低，如盐、多元醇、蛋白质水解物、氨基酸和胶体[11]。不同种类的微生物对低水活度的耐受性不同；细菌的需水量一般高于酵母，酵母的需水量高于霉菌[12]。革兰氏阴性菌比革兰氏阳性菌对低a_w值更敏感。山梨醇和甘油的浓度约为20% w/w，最常用来降低水的活度。然而，高浓度的多元醇往往会给产品一种粘腻的感觉[13]。最近，一种由水、聚丙烯酸钠和多元醇(如甘油和乙氧基二甘醇)组成的甘油基聚丙烯酸酯凝胶被描述为成功地保存油在水中(O/W)和水溶液配方[14]。这种新的透明、高粘性水凝胶从周围环境中吸收水分，从而剥夺了微生物生存所必需的自由水。此外，水凝胶无毒，无刺激性，并表现出高度的皮肤保湿性能。

1.4 乳液类型

有人认为，与O/W配方[15]相比，油是连续相的W/O乳化液更不容易发生微生物腐败。这可能是正确的，但这并不排除需要一个防腐系统。然而，这给微生物的研究方法带来了另一个障碍。

1.5 pH值控制

氢离子浓度(pH)是影响微生物生存能力的关键因素。每种生物都有适合生长的最佳pH值。当pH值偏离中性时，微生物的生长速率一般会降低。尽管许多酵母和霉菌能够耐受酸性pH条件，但许多微生物在小于4或大于10的极端pH条件下会受到代谢损伤或应激。pH值低或高的产品，分别是a-羟基酸乳霜或脱毛剂和染发剂，较不容易受到微生物污染。另一方面，调整pH值到较低或较高的值是一个困难的问题，特别是对于免洗产品，因为过多的酸性或碱性可能会引起皮肤刺激[10,11]。

1.6 多功能抗菌成分

根据欧洲法规，唯一允许使用的防腐剂是化妆品指令第7修正案附件VI中列出的防腐剂。然而，许多化妆品成分，如酒精、精油、提取物和表面活性剂具有抗菌性能。这些对皮肤有有益作用的材料，可能碰巧有助于配方的保存，但在附件VI中没有列为防腐剂。通过仔细选择这些成分，可以减少或消除传统/化学防腐剂的使用，并制定具有改善皮肤美容性能的化妆品。下面列出了一些替代防腐剂。

2 中链极性化合物

2.1 辛甘醇

邻位二醇的抑菌活性从短链开始，从丁二醇到辛二醇逐渐增强。具有较长链的1,2-二醇，由于其水溶性有限，其能力迅速下降。1,2-辛二醇或辛甘醇(化合物1，表1)是C8线性二醇，具有保湿特性。此外，由于其两亲性和中等尺寸，它在油水乳状液中表现出非常有趣的粘度调节性能。辛甘醇的这些主要功能是由它的抗菌特性补充的，它可以支持化学防腐剂[16]的活性。此类作用的第一个例子是20世纪90年代中期Rigano[16]描述的苯丙二醇与苯氧乙醇(对羟基苯甲酸酯/苯氧乙醇)的结合。根据Janichen[17]所做的关于O/W配方的实验，0.3%的辛甘醇(W /W)与传统防腐剂Phenonip或Euxyl K702(苯氧乙醇/苯甲酸/脱氢乙酸：Schulke & Mayr GmbH, Norderstedt，德国)在推荐使用水平的大约50%的组合导致防腐剂的抗菌活性显著提高。如图1a所示，28天后0.5% (w/w)的Phenonip防腐剂不足以控制真菌和大肠杆菌的生长。相反，添加0.3% (w/w)辛甘醇会显著改善了对这些微生物生长的控制。图1b显示了巯基乙二醇在Euxyyl K702情况下的负载活性。然而，单独使用0.3% (w/w)的Euxyyl K702对大肠杆菌和黑曲霉的抑制作用是不够的，添加0.3% (w/w)的辛甘醇可以完全消除大肠杆菌并显著减少黑曲霉。最近，据报道，辛甘醇作为唯一的保鲜剂，浓度为0.5-1% (w/w)足以保存各种O/W和水溶液配方[18]。

表1 a)多功能抗菌成分，即辛酸甘油酯(1)、辛酸甘油酯(2)、辛酸甘油酯(3)、苯乙醇(4)和乙基己基甘油(5)的化学结构；b)具有抗菌性能的草药提取物成分，即卡瓦克醇(6)、百里香酚(7)、戊二醇(8)和松子酸(9)的化学结构

图1 化学防腐剂和辛丙二醇组合28天后对#1:金黄色葡萄球菌、#2:铜绿假单胞菌、#3:大肠埃希菌、#4:白色念珠菌和#5:黑曲霉的挑战试验比较。(a) a = 0.5% (w/w)苯乙酯，B = 0.5% (w/w)苯乙酯+ 0.3% (w/w)辛基醇。(b) C = 0.3% (w/w) Euxyl K702, D = 0.3% (w/w) Euxyl K702 + 0.3% (w/w)辛基乙二醇[17]。

2.2 脂肪酸及其单酯

中链饱和脂肪酸，如庚烷酸(C7)、辛酸(C8)、辛酸(C10)和月桂酸(C12)及其与甘油或丙二醇的酯被发现具有体外抗包膜病毒和各种细菌和真菌的活性[19-21]。单甘酯是活性的，双甘酯和甘油三酯是不活性的。对于单甘脂，亲脂和亲水部分之间的平衡是决定性的。在C8到C12链上，乳化剂的活性向抑菌活性转变。最低抑制浓度(MIC)值在C12脂肪链时达到峰值，在小于8或大于12[17]时迅速下降。相反，辛酸、癸酸和月桂酸的甘油单酯的乳化能力完全丧失。单甘油酯杀死细菌的机制尚未完全阐明，但电子显微镜研究表明，它们破坏细胞膜，使细菌细胞完整[19-21]。甘油辛酸酯和甘油辛酸酯(化合物2和3，表1)已在0.5-1% (w/w)浓度下有效地用于O/W配方、沐浴露和洗发水的保存[18,22]。

2.3 苯乙醇

使用苯乙醇(化合物4，表1)作为抑菌剂是Lilley和Brewer[23]首先报道的。根据Silver和Wendt[24]所做的实验，苯乙醇使细菌细胞的渗透性屏障发生快速和可逆的破坏。这种膜的改变导致许多细胞内功能的中断和DNA合成的抑制。

苯乙醇与辛甘醇的结合表现出协同抗菌作用，因为辛甘醇的润湿能力可以增强苯乙醇在细胞内的渗透。由56-60% (w/w)苯乙醇和44-40% (w/w)辛甘醇组成的溶液对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌和黑曲霉的mic为1750 - 3000ppm，已被广泛用于浓度为0.6-1.5% (w/w)的保存各种配方，如O/W和W/O乳剂和水系统(阿克马配方，http://www.；Sinerga规定,http://www.)。

2.4 乙基己基甘油

乙基己基甘油或3-[(2-乙基己基)氧]-1,2-丙二醇(化合物5，表一)是一种甘油单烷基醚，因其除臭剂、润肤剂、保湿剂和香水溶解性而被使用。它对某些引起气味的革兰氏阳性棒状菌有活性，但还没有发现对革兰氏阴性菌、酵母或霉菌有活性。由于其亲水亲脂平衡为7.4，降低了微生物细胞膜表面张力，改善了其他抗菌物质与细胞膜的接触。因此，单独使用乙基己基甘油不能有效地保存化妆品，但它已被用作替代防腐剂或化学防腐剂的活性增强剂，如1,2-戊二醇或苯氧乙醇。0.5%的乙基己基甘油(w/w)通常与3.0%的1,2-戊二醇(w/w)[25]结合使用在自我防腐体系中。

3 螯合剂

EDTA、乳酸、柠檬酸和植酸等螯合剂增加了细胞膜的通透性，使其对抗菌药物更加敏感。革兰氏阴性菌的细胞壁脂多糖被认为可以阻止抗菌药物到达细胞质膜[9,26,27]。此外，螯合剂会阻断微生物代谢和生长所需的铁。因此，螯合剂可能是增强抗菌药物对革兰氏阴性菌控制效果的重要成分，革兰氏阴性菌已知对抗菌药物的耐药性增加。许多文献报道了EDTA与合成或替代防腐剂[13]的协同作用。但是，由于EDTA的生物降解速度慢，其应用正在考虑之中。植酸是一种快速可生物降解螯合剂，可替代EDTA[28,29]。

4 酚类抗氧化剂

酚类抗氧化剂的主要作用是延缓不饱和油的自氧化，不饱和油会影响产品的颜色和气味。没食子酸丙酯是一种水溶性分子，浓度为0.5% (w/w)[13]时对细菌和真菌具有抗氧化和抗菌活性。咖啡、香豆酸和阿魏酸也显示出抗菌活性[29 - 33]。由于抗氧化剂参与氧化反应，其在配方中的浓度逐渐降低。必须确保抗氧化剂浓度的降低不会导致配方中抗微生物效力的显著降低。

5 植物来源的精油和提取物

大自然对微生物污染提供了广泛的防御机制。虽然化合物的天然来源不能保证更好的皮肤学和毒理学特征，但一般可以预期提高的生物降解性。

有许多植物来源的精油和提取物具有良好的抗菌活性，可单独使用或与化学防腐剂结合使用，用于化妆品的保存[34-38]。精油是指通过蒸馏从草本植物、灌木、灌木和树木的花、种子、叶、茎、树皮和根等各种植物部位分离出的微妙的、芳香的和挥发性的液体。提取物是一种非芳香族化合物的复杂混合物，通过适当的溶剂和技术从各种植物部位分离出来。精油和提取物作为自然防腐保存系统是具有成本效益的，在某些情况下可以增强最终产品的皮肤美容性能。因此，由于下列缺点，它们往往不被鼓励作为化妆品制剂中的抗菌剂。首先，它们比合成防腐剂对生物的特异性强得多，因此必须仔细混合，以保护产品免受各种各样的微生物的伤害，这些微生物可能会损害化妆品；其次，在某些情况下，它们会引起皮肤过敏。此外，精油在有效使用时通常有强烈的气味，这可能非常不适合用于某些产品，如化妆包。由于挥发性和亲脂性，在某些情况下观察到它们的抗菌作用降低[39]。

5.1 百里香精油

百里香油，普通百里香(唇形花科)的精油，由于其净化和滋补的特性，经常被加入到卫生和护肤产品中，如肥皂、牙膏、沐浴露、洗发水、除臭剂和身体乳液。该油还具有抗菌性能，这主要归因于酚类成分，百里香酚和卡瓦克醇(化合物6和7，表1)[40]。据信，酚类物质通过破坏细胞膜的质子动力发挥作用，使细胞质、细胞壁和细胞膜发生非特异性变性。

有文献报道了百里香油在O/W和W/O制剂中的防腐作用。该油在浓度为3% (w/w)时被证明对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌有效，满足欧洲药典挑战试验[41,42]¹ 的A标准。然而，它在任何配方的黑杆菌，或在O/W霜[42]白色念珠菌，不满足A或B要求的标准。

1 注：挑战测试，当2天后细菌减少超过99% (2 log)， 7天后细菌减少超过99.9% (3 log)时，产品被判定为充分保存;酵母和霉菌在14天后应减少超过99%(标准A为2 log，标准B为1 log)。

5.2 草药各成分的协同作用：皮萨草，百里香，迷迭香，薰衣草，肉桂和北美黄莲

木香科植物皮萨草 (唇形花科)和百里香(唇形花科)的抑菌活性被归因于上述酚类成分，卡瓦克醇和百里香酚。迷迭香(唇形花科)和肉桂(樟科)精油因其抗菌特性而被应用[34,43 - 45]。由于高苯酚系数，也有报道薰衣草(唇形科)有防腐功效[34,46]。黄连素和黄连碱(北美黄莲，毛茛科)的抗菌活性也众所周知[47]。含有这些草药的部分的有效的抗菌配方已经被开发出来，并被证明对各种微生物非常有效，包括那些可能被引入化妆品的微生物。该混合物被称为Biopein Bio-Botanica Inc.， Hauppauge, NY, USA，其在0.15-0.3% (w/w)浓度下对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌和白色念珠菌有效。因此，它的组成和作为产品防腐的替代使用是正在申请专利[48]。

5.3 非洲蒿油和印加凤油

对两种非洲芳香植物的精油在外用产品中的防腐效果进行评价。这两种植物分别是非洲蒿(Asteraceae)和印蕨(Asteraceae)。樟脑、1,8-桉树醇和蒎烯是这些油中最常见的主要化合物。然而，一些重要的化合物只出现在一种特定的油中。这两种物质分别是非洲蒿油的主要成分3-图哈酮和印加凤油的主要成分对薄荷-8-烯-2-醇。据报道其中一些化合物具有抗菌活性[34]。根据Muyima等人[49]的研究，每种油脂作为唯一的防腐剂，分别以0.5、1.0和1.5% (w/w)的不同浓度制备了一种化妆品面霜。两种油都表现出微生物还原特性，尽管活性随试验生物种类、油的类型和浓度的不同而不同。因此，这些植物的精油可以被认为是替代防腐剂，非洲蒿油被证明是最有效的。

5.4 菖蒲精油

菖蒲(菖蒲科)是一种常见于干燥地区的植物，具有祛汗、祛痰和调味的特性，有报道称其在培养基和鲸藿醇乳膏中有防腐性能[50,51]。香芹酮是菖蒲精油的主要成分，广泛用作化妆品调味剂和皮肤渗透增强剂[52]。

最近，在两种外用产品中，一种是化妆品面霜，一种是洗发水，检测出这种油具有防腐作用。挑战试验结果清楚地表明，2.0% (w/w)浓度的菖蒲精油降低了微生物接种量，分别满足欧洲药典O/W面霜和洗发水的A和B标准[53]。

5.5 Lonicera caprifolium提取物和 Lonicera japonica提取物

Lonicera caprifolium和Lonicera japonica(金银花科)的商品名是忍冬，已被用于治疗普通感冒、流感、膀胱炎和关节炎。其花提取物在0.1-0.2% (w/w)浓度下具有抑菌和抑菌活性[15,54]。在我们的实验室中，制备了一系列含有忍冬提取物和辛酸甘油的O/W和水溶液配方。所有O/W配方(调理面霜、脱皮面霜、身体乳和洁面乳)和含有0.2%忍冬花提取物(W /W)和1%辛酸甘油(W /W)的洗发水均符合欧洲药典A标准。图2给出了关于体乳的挑战测试的一个例子。结果表明，选定的忍冬提取物和甘油辛酸的组合被证明是乳液和洗发水的有效防腐体系，满足欧洲药典的标准A。但从图3中可以看出，当水含量超过99%，单独使用忍冬花提取物0.25% (w/w)的纯露时，白色白杆菌仅满足验收标准B。²

图2 我们实验室制备的体乳中0.2%的忍冬提取物(w/w)和1%的甘油酯(w/w)组合对革兰氏阳性、革兰氏阴性细菌和真菌的有效抑制作用(未发表数据来自S. Papageorgiou)。

图3 调理霜、洗发水、去皮霜、沐浴乳和洁面乳中忍冬提取物和辛酸甘油对白色念珠菌ATCC 10231的有效抑制作用。当忍冬提取物仅为0.25% (w/w)时，纯露仅被少量防腐(未发表数据来自S. Papageorgiou)。

2 注：在纯培养中接种30 g的试验产品，使细菌的微生物水平不低于10⁶ cfu g^-1，真菌的微生物水平不低于10⁵ cfu g^-1。试验样品在0、2、7、14、21和28 d时进行混合测定。在Letheen肉汤中连续稀释1 g测试样品，并在合适的agized介质中镀上。细菌培养皿在35 °C培养，真菌培养皿在25°C培养。孵育后，读取每克菌落数。

5.6 互生叶白千层精油

茶树油是从桃金草科的千层叶中提取的精油，主要含有松蒎烯-4-醇、a-和c-松蒎烯、1,8-桉树脑和对伞花烃。经鉴定，茶树油中的抗菌活性成分为萜烯-4-醇。对于用于化妆品的茶树油，松烯-4-醇的浓度必须至少为30%，而1,8-桉树醇的浓度不能超过15%，因为它被怀疑有致敏性。茶树油对大量的细菌，如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、痤疮丙酸杆菌、铜绿假单胞菌、大肠杆菌和真菌，如白色念珠菌和黑球菌具有活性[55,56]。它已被纳入用于治疗中度痤疮、疖子和轻微伤口感染的卫生洗手产品和配方中。它还被成功地用于浓度为0.5% (w/w)的替代防腐剂[57]。

5.7 壳聚糖-木香(CI混合物)

壳聚糖的化学名称为聚[b-(1-4)-2-氨基-2-脱氧-d-糖]，是由从蟹和虾壳中提取的几丁质去乙酰化而制成的。几丁质和壳聚糖具有抗菌、抗氧化、抗癌和免疫激活特性。壳聚糖的抑菌活性与氨基葡萄糖[58]的C-2游离氨基(正电荷)有关。这种氨基在革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁上与负电荷形成离子键，抑制其生长。壳聚糖对细菌和酵母的MIC值为0.9 ~ 3.0 mg mL^-1，对黑曲霉的MIC值大于5 mg mL^-1。最近的一项研究表明，木香对黑曲霉的MIC均在1.0 mg mL^-1以下。木香是一种多年生植物，分布于韩国、中国和欧洲大陆。虽然菊属植物的活性成分尚不清楚，但已有研究表明，菊属植物的根和茎的提取物具有防腐、抗炎和杀虫的特性[59]。

以壳聚糖粉和木香提取物粉为原料，按1:3的比例配制成CI混合物，对细菌和真菌的MIC为1.0 ~ 4.0 mg mL^-1，评价了其防腐效果。该混合物以5-10% (w/w)的浓度加入到乳液、爽肤水和面膜中。在O/W配方和爽肤水中，它足以对抗金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌、黑杆菌和大肠杆菌，但对面膜的保存无效，可能是因为壳聚糖与配方中的聚合物结合[60]。

5.8 桃柘酚

桃柘酚或14-isopropyl-8,11,13-podocarpatrien- 13-ol(化合物8，表1)是从罗汉松 (罗汉果科)的心材中分离出来的二萜酚。Totarol对革兰氏阳性细菌，如痤疮、金黄色葡萄球菌、变形链球菌和结核分枝杆菌具有较强的活性[60,61]。它也是一种有效的抗氧化物质[62]。虽然有不同的抗菌作用机制被提出，但其作用机制仍不清楚。Haragushi等人[63]将其抗菌特性归因于抑制氧气消耗。一些研究声称细胞壁生物合成是可能的靶点。也有研究表明，桃柘酚可能通过破坏细菌的磷脂膜发挥作用[64]。由于其抗菌特性，桃柘酚已被纳入牙膏和漱口水以及用于治疗痤疮的配方中，也被用作化妆品中的替代防腐剂[65,66]。

5.9 地衣酸

地衣酸或[2,6-二乙酰基-7,9-二羟基-8,9 -二甲基-1,3(2H,9bH)]-二苯并呋喃二酮(化合物9，表1)是一种苯核含酚基的二苯并呋喃衍生物。从地衣类植物中提取，如芭蕉(芭蕉科)、皱梅衣梅衣科(帕美利亚科)、鹿蕊(石蕊科)等。它以两种对映体形式出现，这取决于角甲基在手性9b位置的立体化学。两种光学对映体都对革兰氏阳性菌和分枝杆菌有活性。金黄色葡萄球菌、变形链球菌、金分枝杆菌和一些肠球菌、梭菌和丙酸杆菌对(+)-和(-)-地衣酸敏感[67,68]。

然而，与对映体相比，(+)-地衣酸对分离自人类口腔病变的变形链球菌具有更强的活性[67-70]。(+)-地衣酸已被有效地用于漱口水和牙膏中，以防止龋齿和牙周病。由于对主要产生体味的革兰氏阳性菌有作用，地衣酸已被用于除臭喷雾[71]。一种名为地衣酸多溶物的化妆品添加剂，是从半枝花和绿刺藤中提取的乙氧基二甘醇，含有10% (w/w)地衣酸，Seifert和Bertram已对其用于保湿O/W面霜的保存进行了测试[72]。如图4所示，添加2.5%地衣酸多溶物(w/w)(0.25%纯地衣酸)对革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌和粪链球菌)具有显著的活性，而革兰氏阴性菌和真菌被证明具有极强的耐药性。虽然5%的浓度(即0.5%的纯地衣酸)可以完全消除革兰氏阳性菌，减少40%的存活真菌，但无法检测到对革兰氏阴性菌的活性。在10%水平(即1%纯地衣酸)对革兰氏阴性菌(铜绿假单胞菌和白念珠菌)和真菌(黑念珠菌和白念珠菌)表现出良好的活性。

图4 第14天0.25% (w/w)、0.50% (w/w)和1% (w/w)地衣酸对第1种革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌和粪链球菌)、第2种革兰氏阴性菌(铜绿假单胞菌和雷氏普罗威登斯菌)和第3种真菌(黑曲霉和白色念珠菌)的活性比较[73]。

6 香料成分

香味的成分或多或少都是挥发性化合物。抗菌香精的化学成分与抗菌精油和提取物没有太大的区别。各种醛和醇，即芳香族、脂肪族或萜烯和有机酸是最活跃的化合物[73]。过去，一种主要由乙酸苄酯、苯乙醇和芳樟醇组成的香料混合物被用来减少化妆品配方中对羟基苯甲酸酯的用量[74]。目前，抗菌香水已经上市，对茴香酸(对甲氧基苯甲酸)和乙酰丙酸(4-氧戊酸)是它们的主要成分。对茴香酸存在于茴香菊和其他草药中，乙酰丙酸被发现是野生山药(薯蓣绒毛)[15]生产薯蓣皂苷元的副产品。但是，用香味成分代替化学防腐剂并不一定能减少配方的刺激性作用。

7 结论

一些研究对一些传统/化学防腐剂，如对羟基苯甲酸酯、甲醛释放剂和异噻唑啉酮提出质疑，再加上消费者对“天然”产品的需求日益增长，这促使化妆品行业开发新的防腐保存方法。自20世纪70年代以来，“栅栏技术”一直被用于食品工业产品安全控制的技术，也被用于自我防腐化妆品的生产。遵守现行GMP，使用合适的包装，结合控制微生物生长的关键因素，即水活度(a_w)和pH值，可以显著减少化妆品配方稳定性所需的传统/化学防腐剂的数量。在自我防腐配方中，传统的防腐剂已被其他具有抗菌性能的化妆品成分所取代，如辛酸甘油酯、辛酸甘油酯等，以及植物精油和提取物。这些用于对皮肤产生有益作用并同时有助于保存配方的材料没有列在欧盟委员会指令76/768/EEC的附件VI和修订指令(2003/15/EC, 2007/17/EC和2007/22/EC)中。然而，使用这种替代物质或天然物质并不能确保完全消除不良事件、刺激作用或致敏作用。取代传统/化学防腐剂的绝对安全、有效、适用于所有应用的“理想溶液”还没有找到，而且可能永远也不会找到。

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原文链接：https://doi: 10.1111/j.1468-2494.2009.00492.x