高合意 陳正珍 梁宗言 (廣州棟方日化有限公司,廣東廣州510000)
生物防腐技術(shù)在化妝品中的應(yīng)用
高合意 陳正珍 梁宗言 (廣州棟方日化有限公司,廣東廣州510000)
結(jié)合化妝品生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),介紹了化妝品防腐的重要意義,并分析了滿足化妝品防腐的基本要求。詳細(xì)探討了化妝品中生物防腐技術(shù)的基本原理,并聯(lián)系實(shí)際情況,總結(jié)了常見(jiàn)的三種化妝品生物防腐技術(shù)。以期進(jìn)一步了解生物防腐技術(shù)在化妝品中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)。
生物防腐技術(shù);化妝品;抗菌肽
大部分化妝品都是微生物生長(zhǎng)繁殖的良好培養(yǎng)基,為避免化妝品中的微生物瘋狂繁殖,延長(zhǎng)化妝品的保質(zhì)期。我們必須在化妝品生產(chǎn)時(shí)使用防腐劑。選用防腐劑,既要遵守化妝品的相關(guān)衛(wèi)生法規(guī),同時(shí)需要最大程度上將化妝品中的微生物控制,并保持使用量限定在最低濃度。這就要求必須了解化妝品防腐的定義和意義,并在此基礎(chǔ)上熟悉化妝品防腐的具體要求,以解決防腐劑的“一次污染”和“二次污染”問(wèn)題。
陰離子型增溶劑和乳化劑是化妝品工業(yè)最普遍采用的防腐劑,如對(duì)羥基苯甲酸醋類。它們獨(dú)特的陰離子型表面活性劑能夠顯著降低細(xì)菌和霉菌的生存能力,防腐效果好。但是隨著科技的不斷進(jìn)步,化妝品原料中逐漸開始添加非離子表面活性劑、合成增稠劑、蛋白質(zhì)產(chǎn)品以及生物活性物質(zhì)等新型產(chǎn)品。這類產(chǎn)品顯著提高化妝品的使用效果,但本身又是微生物繁殖的優(yōu)良培養(yǎng)基,而且還會(huì)導(dǎo)致對(duì)羥基苯甲酸醋類失活,極難防腐。因此,高效環(huán)保的化妝品生物防腐劑、復(fù)合防腐劑應(yīng)運(yùn)而生。本文主要針對(duì)化妝品生物防腐劑的三種常見(jiàn)類型及應(yīng)用展開討論。
1.化妝品防腐的意義
化妝品防腐就是利用相關(guān)產(chǎn)品避免化妝品在保質(zhì)期內(nèi)受到霉菌、細(xì)菌和酵母菌的污染。一旦化妝品在保質(zhì)期內(nèi)被微生物污染,就會(huì)發(fā)生變色、變味、粘度變化等反應(yīng),并產(chǎn)生使透明體系混濁的氣體。甚至產(chǎn)生沉淀、致病菌,嚴(yán)重危害人體健康。如金黃色葡萄球菌的大量生長(zhǎng)繁殖會(huì)產(chǎn)生外毒素,破壞皮膚。
2.化妝品防腐要求
在我國(guó),規(guī)定一般的化妝品保藏期為三年。并對(duì)化妝品用防腐劑作出以下具體要求:
(1)抗菌效能廣,能夠有效防治化妝品中的各種微生物。而且在低濃度下也能表現(xiàn)出顯著活性,保存條件適宜(如pH要求低)。
(2)普通護(hù)膚產(chǎn)品,要求溶水性良好,無(wú)顯著溶油性。在保質(zhì)期內(nèi)不會(huì)因其他包裝材料而造成效能降低,也不會(huì)發(fā)揮和分解。
(3)防腐劑無(wú)毒無(wú)害,對(duì)人體安全。特別是對(duì)皮膚吸收不能有刺激性和過(guò)敏反應(yīng)。另外,加入的防腐劑還應(yīng)具有成本低廉、原料易得、不影響產(chǎn)品的性能及品質(zhì)等特點(diǎn)。(4)對(duì)化妝品菌落總數(shù)的要求:眼部化妝品、口唇、嬰兒和兒童用化妝品的菌落總數(shù)小于500CFU/mL;其他化妝品菌落總數(shù)小于1000CFU/mL;每毫升產(chǎn)品中不得檢出的糞大腸菌群、金黃色葡萄球菌和綠膿桿菌;化妝品中酵母菌和霉菌總數(shù)小于等于
100CFU/mL。
生物防腐劑副作用極小,環(huán)保高效,所以原則上可以提高其使用濃度;生物防腐劑有復(fù)活期(即常說(shuō)的反應(yīng)期),會(huì)在與微生物接觸3天左右后起作用;生物防腐劑與化妝品配方其他物質(zhì)“絕緣”,保證其效力能全部發(fā)揮。因此,生物防腐技術(shù)是化妝品防腐的主流。
1.基本原理
生物防腐技術(shù)是指從生物體內(nèi)通過(guò)生物培養(yǎng)和分離技術(shù)獲得具有殺滅微生物的產(chǎn)品。一般認(rèn)為,生物防腐劑抑制微生物生長(zhǎng)主要是通過(guò)對(duì)細(xì)胞中任何一個(gè)有助于細(xì)菌繁殖的亞結(jié)構(gòu)(如細(xì)胞膜、細(xì)胞壁、生物活性酶、蛋白質(zhì)及遺傳物質(zhì)等)施加作用,進(jìn)而達(dá)到抑菌或殺菌的目的。
2.常見(jiàn)類型及應(yīng)用
目前常用的化妝品生物防腐劑有苯乳酸(PLA)、ε-多聚賴氨酸以及乳酸鏈球菌素。
(1)苯乳酸(PLA)
PLA是由乳酸菌產(chǎn)生的新型抑菌物質(zhì),已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品防腐中。與其他細(xì)菌素相比,抑菌譜較廣。不僅可以抑制食源性腐敗菌、致病菌,還可以抑制真菌的污染。同時(shí),PLA還具有溶解性好、易于擴(kuò)散、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。將其用到化妝品防腐中,可以大大提高防腐效果和產(chǎn)品質(zhì)量。ISP(美國(guó)國(guó)際特品公司)已經(jīng)將其成功運(yùn)用到其新產(chǎn)品中。
(2)ε-多聚賴氨酸
ε-多聚賴氨酸是天然防腐劑中防腐性能最為優(yōu)良的生物防腐劑之一。它由25-30賴氨酸殘基聚合而成,具有強(qiáng)烈的抑菌能力。ε-多聚賴氨酸抑菌譜廣,在相對(duì)酸性環(huán)境中可以有效抑制霉菌、酵母菌、革蘭氏陰性菌以及革蘭氏陽(yáng)性菌;ε-多聚賴氨酸還可以對(duì)其他防腐劑不易抑制的大腸桿菌(革蘭氏陰性)、沙門氏菌以及耐熱性芽孢桿菌有顯著的抑制效果;ε-多聚賴氨酸效力高,很小劑量就能達(dá)到良好的防腐效果;ε-多聚賴氨酸不影響化妝品外觀和質(zhì)量,天然安全,符合諸多消費(fèi)者的健康需求。在發(fā)達(dá)國(guó)家,利用ε-多聚賴氨酸作為化妝品防腐劑的生產(chǎn)規(guī)模已達(dá)數(shù)十億美元之多。
(3)乳酸鏈球菌素(Nisin)
Nisin是由乳酸鏈球菌產(chǎn)生的多肽物質(zhì),一般由34個(gè)氨基酸殘基組成。Nisin可抑制眾多革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌,且可以強(qiáng)烈抑制芽孢桿菌的孢子,因此廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)。在最近幾年諸多化妝品生產(chǎn)廠家和化學(xué)廠家也逐漸將其加入到化妝品防腐行列。該防腐劑是一種無(wú)毒、安全、無(wú)副作用的天然生物防腐劑,不慎被人體食用,可以在α-胰凝乳蛋白酶作用下很快水解,不會(huì)影響人體腸道內(nèi)菌群,更不會(huì)與其它物質(zhì)出現(xiàn)交叉抗性。
除了本文所述的三類生物防腐劑外,還有納他霉素、聚賴氨酸以及配合物質(zhì)等都可以用作化妝品防腐,而且對(duì)某些特定的微生物還具有非常高的活性。生物防腐劑具有高效環(huán)保的特點(diǎn),是綠色化妝品中必不可少的成分。
致謝
該論文得到花都區(qū)“棟方綠色化妝品”工程技術(shù)研究開發(fā)中心項(xiàng)目(HD12GCYF04)、綠色化妝品生物防腐體系的研制與應(yīng)用(HD13GY2008)、廣州市花都區(qū)專利技術(shù)實(shí)施計(jì)劃項(xiàng)目(14-HDZL-02)的資助,在此一并表示感謝。
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壓力設(shè)定:對(duì)壓力調(diào)節(jié)范圍進(jìn)行設(shè)定,Pmax為壓力調(diào)節(jié)上限3.60MP(3.9MP為調(diào)節(jié)閥切斷壓力設(shè)定),Pmin為壓力調(diào)節(jié)下限1.30MP。此限值可由中心人員根據(jù)管線不同進(jìn)行設(shè)定。壓力正常調(diào)節(jié)區(qū)間為壓力當(dāng)前值上下浮動(dòng)0.75MP(該值為測(cè)試結(jié)果調(diào)整),該1.5MP調(diào)節(jié)區(qū)間為正常調(diào)節(jié)范圍。此調(diào)節(jié)區(qū)間上下浮動(dòng)不可超過(guò)調(diào)節(jié)上下限,如超出則報(bào)警并將超出區(qū)間范圍調(diào)整為壓力限值。
流量調(diào)節(jié)(實(shí)例分析):由于日指定量不等于下游需求量,或者需求曲線具有當(dāng)天的偏移特性,會(huì)產(chǎn)生壓力波動(dòng)與流量設(shè)定的不平衡。
(2)方案分析。優(yōu)點(diǎn):流量波動(dòng)小、壓力波動(dòng)小,較易控制日指定量、設(shè)定流量次數(shù)較少、使用范圍較大,適用于規(guī)律分輸用戶。缺點(diǎn):邏輯程序復(fù)雜,數(shù)據(jù)傳輸量大,數(shù)據(jù)分析困難。
1.計(jì)劃進(jìn)度控制
實(shí)驗(yàn)室編程:對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行編程的難度分析,每3天向項(xiàng)目經(jīng)理匯報(bào)編程進(jìn)度與難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)室期需3周半時(shí)間。
現(xiàn)場(chǎng)作業(yè):現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行方案調(diào)試工作。每天編制工作日?qǐng)?bào)。分別測(cè)試所提供方案,平緩壓力、滿足用戶需求、當(dāng)天用氣量貼近設(shè)定量。
評(píng)審及運(yùn)投:調(diào)試結(jié)束后篩選出最優(yōu)方案進(jìn)行評(píng)審。完善后進(jìn)行試運(yùn)行階段,保投產(chǎn)過(guò)后,進(jìn)行成果交付。
2.QHSE控制
(1)質(zhì)量保證體系:以先進(jìn)實(shí)用的國(guó)際自動(dòng)化技術(shù)服務(wù)國(guó)內(nèi)外油氣儲(chǔ)運(yùn)市場(chǎng);以科學(xué)的管理保證質(zhì)量管理體系的持續(xù)改進(jìn)。(2)HSE管理體系:依法建立健康、安全與環(huán)境管理體系;合理開發(fā)利用資源;關(guān)心職工健康、保障員工安全;指定管理者代表,督促其履行職責(zé)。
該項(xiàng)目邏輯計(jì)算與數(shù)據(jù)處理基于站控系統(tǒng)PLC完成。PLC系統(tǒng)邏輯功能強(qiáng)大,但數(shù)據(jù)處理能力有限,建議增加支持高級(jí)匯編語(yǔ)言的嵌入式工業(yè)計(jì)算機(jī),代替PLC完成歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)模型分析、邏輯編程,以便更完善解決管道自動(dòng)分輸技術(shù)。
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