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化妆品中微生物的生存和繁殖是依赖于一些环境因素的:物理方面的有温度、环境PH值、渗透压、辐射、静压;化学方面的有水源、营养物质(C、N、P、S源)、氧、有机生长因子。
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化妆品防腐剂的作用原理

  化妆品中微生物的生存和繁殖是依赖于一些环境因素的:物理方面的有温度、环境PH值、渗透压、辐射、静压;化学方面的有水源、营养物质(C、N、P、S源)、氧、有机生长因子。基于此,可以简单总结防腐剂的作用机理有:

  1)在一些油膏类等含水量很低的产品中,微生物一般情况下是很难生长的;

  2)对于大多数细菌来说,最适合生长的PH范围是接近中性(6.5~7.5),强酸及强碱不适合微生物的生长,比如常见的果酸产品,防腐效果通常会平行好过中性产品;

  3)提高或降低渗透压会可导致细胞膜的破裂,也可引起膜的收缩和脱水;

  4)另外表面张力也是影响微生物生长的原因之一,在一些表面活性剂用量很高的配方中,微生物也是不容易生长,在这个方面,阳离子表面活性剂表现比较突出,而阴离子及非离子对微生物的生理毒性则很小。

  5)在一般情况下,细菌最适宜生产的温度为30℃~37℃,而霉菌及酵母菌为20℃~25℃,所以可以采用高温消毒的方法,但个别芽胞菌在适应环境后,生成保护膜,即使80℃~90℃高温下短时间内也无法将其杀灭。防腐剂对微生物的作用,只有在足够的浓度与微生物直接接触的情况下,才能产生作用。防腐剂最先是与细胞外膜接触,吸附,穿过细胞膜进行细胞质内,然后才能在各个部位发挥药效,阻碍细胞繁殖或将其杀死。实际上,主要是防腐剂对细胞壁和细胞膜产生的效应,另外是对影响细胞新陈代谢的酶的活性或对细胞质部分遗传微粒结构产生影响。

  

化妆品防腐剂的种类及使用现状

  针对不同的化妆品,所使用的防腐剂也是不同的。随着生产技术的不断改进和提高,防腐剂的种类也越来越多。早期使用的防腐剂主要有:尼泊金酯类、苯甲醇、烷基j二甲基苄基铵氯化物、对氯间二甲酚、苯氧基乙醇、布罗波尔(Bronopol,2-溴-2-硝基丙烷.1,3-丙:二醇)、道维希尔200 (Dowicil - 200,六亚甲基四胺衍生物)、杰马- 115(Gennall - 115.咪唑烷基脲)、脱氢醋酸、山梨酸、卡松等。这些防腐剂至今很多仍在使用。另外现在使用的还有甘油单月桂酸、溴硝丙二醇、重氮烷基脲、羟甲基海因、季胺,其中,尼泊金酯类、咪唑烷基脲、脱氢醋酸、山梨酸、甘油单月桂酸、溴硝丙_二醇、重氮烷基脲、二羟甲基二甲基海因、季胺-15筹这些都是化妆品高效抗菌防腐剂。目前最常用的防腐荆是对羟基苯甲酸酯类、咪唑烷基脲、苯氧基乙醇和卡松嗍。我国《化妆品卫生标准》中对66种防腐剂在化妆品组份中限制了含量和使用生产化妆品的种类及条件。

  但是一种单一的防腐剂是不可能达到万能效果的,化妆品的抑菌效能力大小又与荫腐剂种类和用量、化妆品的特性、组成、pH值等密切相关。同时,由于目前化妆品防腐剂使用过程中存在的问题,现在防腐剂的使用倾向于它的复配以及新品种的研发和防腐剂的替代品。

  一般说来,复配防腐剂具有以下优点:

  (1)扩大抗菌谱,增强有效抑菌能力:

  (2)增效作用,两种杀菌作用机制不同的防腐剂共用,其效果往往不是简单的叠加作用,而是相乘作用,这种所谓增效作用常通在降低使用量的情况下,仍能保持足够的防腐效果。

  (3)抗二次污染,有些防腐剂对霉腐微生物抑菌较好。

  

防腐剂的定性定量测定

  大多数防腐剂对人体均有一定毒性。因此,防腐剂在化妆品中的使用受到一定限制,我国《化妆品卫生标准》也规定了化妆品中防腐剂的使用浓度及使用范围。目前对化妆品中防腐剂多采用高效液相色ig法(HPLC),气相色谱法(GC-),气相色谱.质谱法(GC-MS)进行定性定量测定。一般说来,高效液相色谱法操作简便,分离效果好,回收率高,精密度比较满意。相比之下气相色谱法和气相色谱—质谱法则以简单、快速、准确备受青睐。

  化妆品中防腐剂的定性、定量测定的操作步骤大致分为:

  (l)对不同基质的化妆品进行预处理,为了去除杂质,必要时进行离心,预处理主要有甲醇、四氢呋喃和超声抽提法。

  (2)选择合适的色谱操作条件。

  (3)对测试防腐剂做线性实验并测回收率,计算精密度。

  (4)样品测定及分析。

  

防腐剂的生物学检测方法

  在化妆品防腐剂检测实验中,分为对单一防腐剂防腐效果的检测和对加入化妆品的防腐体系的检测。当一种新开发或己应用的单一或复配的防腐剂应用之前,应对其防腐效粟进行检测,检验其效果并确定其用量。选定使用防腐剂种类和复配组合后,可进行化妆品中防腐剂体系效果的检测,进一步对整个化妆品体系的防腐效果的评定。

  1.化妆品中防腐剂的检测方法

  1.1抑菌圈试验

  抑菌圈试验是评判-一种防腐剂抑菌作用的最简单的方法。试验细菌或霉菌在适合的培养基上。经培养后能旺盛生长。若培养基平板中央放有经防腐剂处理的滤纸圆片防腐剂向四周渗透,可形成抑菌圈。量出抑菌圈直径的大小,可以判断出防腐剂的效力。纸片法抑茼圈直径>lOmm为有效。

  1.2  最低抑菌浓度实验( Minimum Inhibitory Content'  MIC)

  MIC实验同样可以反映防腐剂的效力,MIC即测定防腐剂抑制微生物生长的最低浓度。MIC值越小,表明防腐剂抑菌能力越大。

  I.3  D-值检验法

  D-值表示微生物数量每减少~个对数级所需的时间(例如减少活的微生物从106到105所需的时间)。

  2.化妆品中防腐体系的检测方法

  目前国际上并未对化妆品防腐体系的评价提出有效而统一的检测方法。但公认的适用广泛地方法为微生物挑战性试验,也称为防腐挑战试验,即人为的在测试的化妆品中加入高浓度的微生物,在适宜条件下培养定期进行检测,测试对间为一个月,看化妆品中的菌落数的多少从而判断其防腐能力。

  2.1 CTFA推荐的防腐单次挑战实验

  目前较为常用的是化妆品和香料香精协会(The Cosmetic,Toiletry and Fragrance Associarion,CTFA)推荐的经典的为期28天的防腐单次挑战试验1261。首先在化妆品防腐挑战性实验检测前,检测~下化妆品中的细菌总数,一般出厂的化妆品中不带葭,这是为了避免由于人为操作所带来的微生物污染。

  选择挑战所用指示菌时应注意:(1)应用正规单位引进的菌种;(2)如果有需要的可以进行In - house(CTFA推荐菌株,即从污染产品中分离到由环境或使用引入的菌株)进行在此实验,因为直接从生活中分离的菌种更能准确地反映我们所需测定的指标,更接近实际需要。

  一般说来,指示菌可以从以下菌种中选择[251:

  (1)革兰氏阳性菌:金黄色葡萄球蔺;表皮葡萄球菌(至少选一种)

  (2)发酵革兰氏阴性杆菌:肺炎克雷伯氏菌:阴沟肠杆菌;大肠希埃氏菌;日勾维肠杆菌:变形菌属(至少选二种)

  (3)非发酵革兰氏阴性杆菌:绿脓杆菌;洋葱假单胞菌;荧光假单胞菌:恶臭假单胞菌:黄杆菌属;不动杆菌属(至少选一种)

  (4)酵母:白色假丝酵母:近平滑假丝酵母(至少选一种)

  (5)霉菌:黑曲霉;黄绿青霉(至少选一种)

  对待测样品需预做了微生物总数检测后,证明防腐挑战用样品是无菌的,就可进行防腐挑战性实验。一般取样量至少为20g (ml),选择适合的破乳剂对样品进行破乳等预处理。在对接种数量的确定上,一般定为初始的(混合)霉菌和(混合)细菌的接种最分别为105CFU/g(mL)和106CFU/g(mL).要求在第7天时霉菌降低90%,细菌降低99.9%,并且在28天内茵数持续下降。接种后的样品在特定时间分离检测:第Od(即接种后立刻取样),ld,3d,7d,14d,2ld和28d。之后通过防腐体系的效能评价标准进行评定:若单菌接种的二个平行试验中任何一种微生物数量的平均值在第7d时下降到IOOCFU/g (mL)以下,28d全部为O,则视为效果优良;通过挑战试验若第7d时下降到IOOOCFU/g(mL)以下,则视为勉强通过;若单菌接种的任何一种微生物,任何一个平行样达不到上述标准,也达不到CTFA的要求,防腐体系则评定为无效。

  2.2重复挑战实验

  为了更有效的,全面的模揪化妆品中微生物侵染的效果及防腐体系的效果,可采用更为严格有效的多次重复挑战性实验。因为在实际应用中,化妆品每天都要被使用,所以单次的微生物挑战并不能全面地说明防腐问题,而多次重复的微生物挑战性实验则更为贴切的反映了现实应用情况。

  2.3混合接种法

  接种方式可以采用单菌接种或混合接种。单菌接种工作量大、费时,但是有助于研究各特定挑战用菌株的单独数据,混合接种工作量相对较小,而且因为自然界的微生物有混生杂居的特点,所以混合接种更符合实际污染情况。美国药典改良的另一种防腐效力试验法是将所有的试验微生物混合接种培养,这种方法更切合实际,因为化妆品易受多种微生物污染,并可揭示化妆品中的优势。

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