現(xiàn)在全球在個人護理品使用的防腐劑約有60余種，而廣泛而主要被采用的種類，就更加少了。此處種類指的是防腐劑的化學結(jié)構(gòu)，而非供應(yīng)商的商品名稱，很多所謂的新產(chǎn)品，只不過是用不同的防腐劑以不同的比例復配而得罷了。
1、防腐劑的定義
簡而言之，防腐劑就是指可以阻止微生物生長的物質(zhì)。在化妝品中，防腐劑的作用是保護產(chǎn)品，使之免受微生物污染，延長產(chǎn)品的貨架壽命;確保產(chǎn)品的安全性，防止消費者因使用受微生物污染的產(chǎn)品而引起可能的感染?；瘖y品受到微生物污染引起變質(zhì)，一般情況下，在外觀就能夠反應(yīng)出來。如霉菌和酵母菌經(jīng)常在產(chǎn)品的包裝邊沿等地方出現(xiàn)霉點;受微生物污染的產(chǎn)品出現(xiàn)混濁、沉淀、顏色變化、PH值改變、發(fā)泡、變味，如果是乳化體則可能出現(xiàn)破乳，成塊等。如果防腐劑添加的量不夠，則可能出現(xiàn)微生物適應(yīng)周圍的生長環(huán)境，產(chǎn)生抗藥性，從而導致防腐失效。
2、防腐劑的作用機理
化妝品中微生物的生存和繁殖是依賴于一些環(huán)境因素的：物理方面的有溫度、環(huán)境PH值、滲透壓、輻射、靜壓;化學方面的有水源、營養(yǎng)物質(zhì)(C、N、P、S源)、氧、有機生長因子?；诖耍梢院唵慰偨Y(jié)防腐劑的作用機理有：
1)在一些油膏類等含水量很低的產(chǎn)品中，微生物一般情況下是很難生長的;
2)對于大多數(shù)細菌來說，最適合生長的PH范圍是接近中性(6.5~7.5)，強酸及強堿不適合微生物的生長，比如常見的果酸產(chǎn)品，防腐效果通常會平行好過中性產(chǎn)品;
3)提高或降低滲透壓會可導致細胞膜的破裂，也可引起膜的收縮和脫水;
4)另外表面張力也是影響微生物生長的原因之一，在一些表面活性劑用量很高的配方中，微生物也是不容易生長，在這個方面，陽離子表面活性劑表現(xiàn)比較突出，而陰離子及非離子對微生物的生理毒性則很小。
5)在一般情況下，細菌最適宜生產(chǎn)的溫度為30℃~37℃，而霉菌及酵母菌為20℃~25℃，所以可以采用高溫消毒的方法，但個別芽胞菌在適應(yīng)環(huán)境后，生成保護膜，即使80℃~90℃高溫下短時間內(nèi)也無法將其殺滅。
防腐劑對微生物的作用，只有在足夠的濃度與微生物直接接觸的情況下，才能產(chǎn)生作用。防腐劑最先是與細胞外膜接觸，吸附，穿過細胞膜進行細胞質(zhì)內(nèi)，然后才能在各個部位發(fā)揮藥效，阻礙細胞繁殖或?qū)⑵錃⑺?。實際上，主要是防腐劑對細胞壁和細胞膜產(chǎn)生的效應(yīng)，另外是對影響細胞新陳代謝的酶的活性或?qū)毎|(zhì)部分遺傳微粒結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。
3、防腐劑的分類
大多數(shù)的防腐劑都是通過與細胞膜接觸后，與細胞壁的某些組份，主要是與蛋白質(zhì)反應(yīng)，破壞微生物細胞的保護結(jié)構(gòu)或干擾細胞的新陳代謝，影響細胞的正常生長秩序，從而達到防腐的目的，陽離子則主要是通過影響其滲透壓，使細胞膜破裂，收縮和失水，從而進行殺菌。
按目前化妝品領(lǐng)域比較常用的幾十種防腐劑，并對其按活性物進行分類。
1)、咪唑烷基脲
ISP公司的Germall115、GermallⅡ、GermabenⅡ-E、Germallplus、GermallIS-45。在杰美系列中，主要成份是咪唑烷基脲類，是一個甲醛的供體，在應(yīng)用的過程中通過緩慢釋放甲醛而達到殺菌的目的。Germall115的主要成份為咪唑烷基脲，其抗菌活性比GermallⅡ(雙咪唑烷基脲)差，GermabenⅡ-E為尼泊金酯類的復配物，在對付霉菌、酵母菌方面比單組分方面有優(yōu)勢。Germallplus、GermallIS-45為碘代丙炔基丁基甲氨酸酯的復配物，市場反應(yīng)效果也不錯，但是注意避免配方中可能存在的抑制其活性的成分，另外防腐劑中1%的碘代丙炔基丁基甲氨酸酯水溶性較差，在操作時，如果未用有機溶劑進行溶解，也可能會影響其防腐效果。GermallIS-45是的ISP公司銷售的較新的品種，其中增含有尼泊金甲酯5%，此舉增強了對霉菌、酵母菌抑制能力。
2)、已內(nèi)酰脲
LONZA公司的glydantplus、DMDMH，NIPA公司的DMDMH。本類產(chǎn)品也是甲醛供體。glydantplus是碘代丙炔基丁基甲氨酸酯的復配物，碘代丙炔基丁基甲氨酸酯的含量為5%。此外LONZA還提供據(jù)稱活性物達50%的liquidglydantplus(丙二醇溶液)，也需注意配方中的還原劑等組分可能會對其產(chǎn)生抑制作用。
3)、異噻唑啉酮
羅門哈斯公司的KathonCG、950，LONZA公司的isocilpc，S&M公司的EUXYLK100、EUXYLK727。本類產(chǎn)品也是甲醛供體。LONZA公司的isocilpc是由二種異噻唑啉酮組成，配方中增加23%的鎂鹽進行增效，主要是改變滲透壓。K727是甲基二溴戊二腈的復配物。而EUXYLK100則是苯甲醇的復配物，這對于氣相部分也有相當?shù)姆栏芰Α?/span>
4)、尼泊金酯類(對羥基苯甲酸酯)
浙江圣效、ISP公司的liquaparoil、S&M公司的EUXYLK300、NIPA的phenonip等。本類防腐劑是目前應(yīng)用最廣泛的防腐劑之一，但用量相對較大，隨著碳鏈的增長，其水溶性相逐漸變差，影響其在水相中的分配率。其防霉效果比較突出。尼泊金甲酯水溶性最好，?？梢灾苯犹砑釉谒?而尼泊金乙酯、丙酯、丁酯和異丁酯則傾向于溶解在油相中。
尼泊金甲酯是適用于酸性體系的防腐劑，當pH5時，本身具有77%的最高抑菌活性，pH7時為63%，當pH8.5時接近50%。所以，體系中尼泊金酯的活性可以主要通過降低體系的pH值得到改善，通常是7.0～6.5或更低，雖然有時他們也能在pH值略高些的體系中保持其功效。
5)、季銨鹽-15
這類產(chǎn)品目前只有DowChemical公司的Dowicil200。Dowicil200不會稀放甲醛，但其抗氧化還原能力比ISP公司的杰美要好。在一些易變色的配方中通常的作法可以添加少量的亞硫酸鹽進行預防。
6)、國產(chǎn)凱松-CG(化學結(jié)構(gòu)同第3類)
浙江圣效的CY-1、山東明達的MD-2000、江蘇新科的新科-99、陜西華潤的KS-1、西安先鋒的XF-1。本類產(chǎn)品也是甲醛的供體。在使用方面對PH值比較敏感，在偏酸性的環(huán)境中能發(fā)揮非常好的防腐作用，用量很少，大約0.08%就能發(fā)揮很好的作用。但在堿性環(huán)境中，則會失去其防腐活性。在本類產(chǎn)品中，為增加其防腐活性，其中會添加鎂鹽，以提高其滲透壓，故在使用本產(chǎn)品的時候必須考慮原料之間的相容性問題，以免發(fā)生沉淀，特別是在透明產(chǎn)品中，要十分小心。此外，胺類、硫醇、硫化物、亞硫酸鹽、漂白劑也可使凱松失活。
7)、另外還有苯甲酸/苯甲醇及衍生物防腐劑、醇類及衍生物防腐劑，其中比較有代表性的有苯氧基乙醇，它是很好的溶劑和防腐劑，在防腐劑的配制中經(jīng)常被作為溶劑來溶解其他油溶性的防腐劑，但它本身可作為一個乳化劑，所以在使用時要考慮其對產(chǎn)品自身的影響。而也需要注意苯氧乙醇在某些高pH值情況下出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀況。
8)、苯甲酸/苯甲酸鈉/山梨酸鉀
苯甲酸/苯甲酸鈉/山梨酸鉀主要用在食品方面，所以把它們列在一起。其防腐作用機理是：苯甲酸類防腐劑是以其未離解的分子發(fā)生作用的，未離解的苯甲酸親油性強，易通過細胞膜，進入細胞內(nèi)，干擾霉菌和細菌等微生物細胞膜的通透性，阻礙細胞膜對氨基酸的吸收，進入細胞內(nèi)的苯甲酸分子，酸化細胞內(nèi)的儲堿，抑制微生物細胞內(nèi)的呼吸酶系的活性，從而起到防腐作用。
這類防腐劑也屬于酸性體系有效的類別，山梨酸和苯甲酸于pH7時無活性，于pH5時分別呈現(xiàn)出37%和13%的活性，因此它們應(yīng)在偏酸性的介質(zhì)中應(yīng)用。
9)、布羅波爾
布羅波爾(Bronopol)是2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇的簡稱，具有廣譜抑菌作用，能有效地抑制大多數(shù)細菌，特別是對革蘭氏陰性菌抑菌效果極佳。在高溫和堿性條件下不穩(wěn)定，在太陽光照下顏色變深。布羅波爾可與大多數(shù)表面活性劑配伍，但當在化妝品原料中含有-SH基團的物質(zhì)，如半胱氨酸等，會降低布羅波爾的抑菌活性。另外，金屬鋁也能降低布羅波爾的抑菌活性。
10)、IPBC
IPBC的英文名稱3-iodo-2-propynyl-butyl-carbamate，主要成分為碘代丙炔基氨基甲酸丁脂，具有廣譜抗菌活性，尤其是對霉菌及酵母菌有很強的抑殺作用。配伍性佳，可與化妝品中存在的各種組分相配伍，試驗結(jié)果表明其抑菌能力不受化妝品中表面活性劑、蛋白質(zhì)以及中草藥等添加物的影響。
11)、三氯新
三氯新的INCI命名為Triclosan，用量低時可作為防腐劑使用。用量高時，由于對對引起感染或病原性革蘭氏陰性菌、真菌、酵母及病毒(如甲、乙肝、狂犬病毒、艾滋病毒HIV)等具有廣泛、高效的殺滅及抑制作用，所以可也用在消毒類產(chǎn)品中。
在高濃度用量時，作為殺菌劑使用，其機理是可直接破壞細菌細胞膜，造成胞質(zhì)中蛋白質(zhì)及核酸的不可逆變性，導致低分子量的細胞內(nèi)溶物滲出，細菌死亡。
在低濃度用量時，作為抑菌劑使用，其機理是作用在細菌細胞膜上，阻礙細菌對生長必需的氨基酸、尿嘧啶等營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，從而抑制細菌的產(chǎn)生，在極低濃度時勢(MIC)而能發(fā)揮這種作用。
防腐劑的種類繁多，不勝枚舉，這里是列舉了化妝品領(lǐng)域中比較常用的種類?？偟膩碚f，大部分的防腐劑都對強氧化還原的化學試劑敏感，因為他們是通過與微生物細胞中的各個靶點進行化學反應(yīng)，干擾細胞的新陳代謝，破壞細胞的結(jié)構(gòu)。而季銨鹽類等是通過影響微生物細胞的滲透壓進行防腐的。而因在使用防腐劑時，應(yīng)考慮配方中各個組分對防腐劑的影響，才能使防腐劑發(fā)揮最大的作用。
4、無添加防腐劑
隨著科研水平的進步，業(yè)界對防腐劑的安全性研究也越來越深入，許多傳統(tǒng)有被使用的防腐劑，都被證實具有一定的負面作用。所以，安全的“無添加”防腐劑的產(chǎn)品概念，這些年從日本傳入以來，甚受市面歡迎。只是由于技術(shù)層面的原因，仍未完全普及。但是，如果某一天，配方師們解決了不含防腐劑體系的防微生物問題，相信“無添加”的產(chǎn)品會占有更大的市場比例。
防腐劑的隱憂包括：
DMDMH：擔心釋放的甲醛;
卡松系列：含氯，可能對某些膚質(zhì)有刺激;
布羅波爾：可能導致致癌物質(zhì)亞硝胺的形成;
IPBC：可能導致攝入碘;
尼泊金酯類：近年來對尼泊金酯類的關(guān)注越來越多，主要集中于兩點。一點是對羥基苯甲酯酯類的苯環(huán)，在極低的濃度能被檢測出來，而且由于其是親脂性的，所以在脂肪組織中的某種累積可能會發(fā)生。另一點是對羥基苯甲酸防腐劑類，特別是對羥基苯甲酸丁酯，在特定的測試系統(tǒng)中已經(jīng)證實能顯示某種模擬女性激素雌激素的能力。從對羥基苯甲酸甲酯到n-對羥基苯甲酸丁酯和異羥基苯甲酸丁酯，雌激素活性隨著烴基鏈長度而增加。當然，也有一種論點是，對羥基苯甲酸類是功能性酯，能被活體組織中存在的酶輕易水解，所以并不會對人體安全和生理系統(tǒng)帶來影響。
三氯新：已被證實是對環(huán)境有負面影響的原料。
5、防腐劑的復配性
通常來講，某一種防腐劑只是對某一特定菌落才有殺滅或是抑制效果的，所以，出于下列考慮，有必要進行化妝品配方中的防腐劑復配研究。
1)拓寬抗菌譜：某種防腐劑對一些微生物效果好而對另一些微生物效果差，而另一種防腐劑剛好相反。兩者合用，就能達到廣譜抗菌的防治目的。
2)提高藥效：兩種殺菌作用機制不同的防腐劑共用，其效果往往不是簡單的疊加作用，而是相乘作用，通常在降低使用量的情況下，仍保持足夠的殺菌效力。
3)抗二次污染：有些防腐劑對霉腐微生物的殺滅效果較好，但殘效期有限，而另一類防腐劑的殺滅效果不大，但抑制作用顯著，兩者混用，既能保證貯存和貨架質(zhì)量，又可防止使用過程中的重復污染。
4)提高安全性：單一使用防腐劑，有時要達到防腐效果，用量需超過規(guī)定的允許量，若多種防腐劑在允許量下的混配，既能達到防治目的，又可保證產(chǎn)品的安全性。
5)預防抗藥性的產(chǎn)生：如果某種微生物對一種防腐劑容易產(chǎn)生抗藥性的話，它對兩種以上的防腐劑都同時產(chǎn)生抗藥性的機會自然就困難得多。
6、防腐劑的化學相容性
在防腐劑的使用中，需要十分注意體系各原料與其的相容性。相容性是指防腐劑可以與內(nèi)容物的組分、包裝材料、特定物質(zhì)等發(fā)生作用，引起效果降低甚至失效或相反，增效的過程，如果是失效的相容性，則需引起重視。下面列出的方面僅供參考，需要在實際配方研發(fā)和生產(chǎn)過程中，不斷加以積累、總結(jié)和補充，方能盡可能全面的掌握防腐劑的化學相容性問題。
1)化妝品中的某此組成材料如碳水化合物、滑石粉、金屬氧化物、纖維素等會吸附防腐劑，降低其效力。
2)產(chǎn)品中含有淀粉類物質(zhì)，可影響尼泊金酯類的抑菌效果。
3)高濃度的蛋白質(zhì)(氨基酸)一方面可能通過對微生物形成保護層，降低防腐劑的抑菌活性，另一方面又能促進微生物的增長。
4)金屬離子如Mg2+、Ca2+、Zn2+，對防腐劑的活性有很大的影響，一般情況下，過量的金屬離子在香料、潤滑劑、天然或敏感的化合物中易形成難溶物或發(fā)生催化氧化反應(yīng)。
5)防腐劑可和化妝品的某些組分形成氫鍵(如山梨酸與某些組分)或螯合物(如增稠劑中的鐵離子)，通過“束縛”或“消耗”的方式，降低防腐體系的效能。
6)少量表面活性劑劑能增加防腐劑對細胞膜的通透性，有增效作用，但是量大時會形成膠束，吸引水相中的防腐劑，降低了防腐劑在水相中的含量，影響了其殺菌效能。
7)某些防腐劑和表面活性劑如硫酸鹽(酯)、碳酸鹽(酯)、含氮表面活性劑作用、和色素熒光染料作用、和包裝材料(塑料、金屬、橡膠)作用，在影響防腐劑效力的同時，也損害產(chǎn)品的品質(zhì)。
8)非離子以及高乙氧基的物質(zhì)都會影響尼泊金酯類的活性
9)亞硫酸鹽則會影響異噻唑啉酮和甲基二溴戊二腈的活性，有些人可能說我的配方里面不含有亞硫酸鹽，應(yīng)該沒事。但是，別忘了，比如亞硫酸鈉是一種常見的原料脫色劑，不妨跟原料供應(yīng)商確認一下，原料當中是否含有亞硫酸鹽。
10)某些塑料可以吸附防腐劑的活性(比如尼泊金酯類)。因此對產(chǎn)品在其最終包裝中進行測試來確保其充分的防腐是非常重要的。
11)防腐劑對去離子水的表面張力，產(chǎn)品的發(fā)泡性，組分的溶解性，色素的顯色性，香料的香味，活性因子的生物活性等多方面的影響或潛在影響都應(yīng)該在考慮之列。
而在相容增效方面，最典型的例子就如：
如果配方中含有超過15%的乙醇就不需要添加其它防腐劑。同樣，在防曬及針對尿疹的配方中所含的氧化鋅，其本身就具有抗微生物的特性。配方中如果二醇含量高可以提升防腐劑的效果甚至可以通過與游離的水的結(jié)合，控制微生物生存所需的環(huán)境，從而起到少添加甚至不需要添加其它防腐劑的效果。
而在體系方面的討論，則主要集中在諸如在油包水，硅油包水或者不含水的產(chǎn)品中是否需要防腐劑等方面。事實是，即使我們知道微生物的生長離不開水，即使我們知道這些體系的外相不含有水，但是不要忽略了空氣中的濕氣，少量的濕氣可能只是停留在產(chǎn)品的表面但這已經(jīng)足以引起產(chǎn)品的微生物污染。所以，苯氧乙醇等具有一定揮了性的蒸氣壓的防腐劑，對這種性質(zhì)的微生物污染可以起到防范的作用。
7、防止過程污染
配方人員在實驗室中設(shè)計好了滿足體系需要的防腐劑體系，但有時仍然在消費者手中的時候，生產(chǎn)了微生物問題，這主要就是由于過程污染的引入，破壞了原有的體系所致。所以，也應(yīng)該在產(chǎn)品生產(chǎn)的各個過程中，注意防范過程污染源的引入。
下面是可以加以控制的地方。
1)防止原料的污染
化妝品原料種類繁多，主要包括各種表面活性劑類、動植物油脂類，動植物蠟類、脂肪酸及其酯類、醇類、烴類、膠質(zhì)類、糖類、淀粉類、蛋白質(zhì)類、纖維素衍生物類、維生素類、無機鹽類和粉劑填料類工業(yè)品。這些原料進廠前，大多未經(jīng)滅菌處理，并且具備微生物生長繁殖的條件。許多革蘭陰性菌在多數(shù)表面活性劑的媒介中均能很好的生長，革蘭菌特別是單胞菌經(jīng)常出現(xiàn)在多數(shù)化妝品原料中。另外，化妝品生產(chǎn)中使用大量的水，也有可能將微生物帶入成品中。一般來講，原料的質(zhì)量在很大程度上決定成品的質(zhì)量，所以，在化妝品的生產(chǎn)過程中必須建立原材料的檢測程序，制定原料的微生物指標，采用嚴格的殺菌、除菌方法。原料貯存時容易污染，應(yīng)采用防潮容器，按規(guī)定的溫度和使用期限使用。
對受到微生物污染的原材料，一般采用熱殺菌、紫外線殺菌及過濾除菌、沉降除菌等方法。熱殺菌方法對滅殺一般的微生物均十分有效。
化妝品用水一般采用去離子水或蒸餾水，貯存幾天后會產(chǎn)生各種雜菌。為保證用水的質(zhì)量，應(yīng)每日檢測水中的微生物，如果沒有明顯問題出現(xiàn)，可減少測試頻率，但這必須建立在已證明的有效系統(tǒng)基礎(chǔ)上。但對水處理系統(tǒng)中微生物控制裝置及各用水點，每星期至少進行一次微生物檢驗，假如有某一取水點測試結(jié)果超標，必須進行全面分析，直到找出原因并采取果斷措施加以改正。
2)防止環(huán)境和設(shè)備的污染
生產(chǎn)環(huán)境中空氣系統(tǒng)的設(shè)計針對工廠每一個區(qū)域的特殊要求而有所不同，它應(yīng)考慮在此區(qū)域進行操作所需要空氣的質(zhì)量，這將要求幾種不同的空氣處理系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的設(shè)計要基于每一服務(wù)區(qū)域所需的空氣質(zhì)量。這些系統(tǒng)的設(shè)計必須要考慮幾個方面，包括進入空氣的質(zhì)量、溫度、濕度、交換速度和系統(tǒng)設(shè)計對空氣純度的要求，并且要考慮進、出通風口的位置，以及控制氣流模式的管道的布置。
在潮濕地區(qū)，需定期對墻壁、天花板、地板、鍋釜、攪拌漿、供料管和用具進行強力清洗和殺菌消毒，因為這些地方有利于微生物的生長繁殖。常用的消毒劑有次氯酸鈉、甲醛、新潔爾滅、醋酸洗必泰和乙醇等。
3)防止包裝的污染
包裝材料(桶、瓶、蓋)的不衛(wèi)生會造成化妝品的微生物污染，需要清洗后再投入使用。特定的包裝是保持化妝品質(zhì)量的措施之一。同一類型產(chǎn)品的保存視其包裝類型不同而有不同防止微生物污染的效果，乳液化妝品采用泵式包裝的效果好;香波使用旋蓋要比滑動蓋的效果好。
4)防止操作人員的污染
人的皮膚、鼻、耳、口等均有微生物存在，毛巾如果在沾濕情況下一段時間后會含有大量微生物(包括革蘭氏陽性菌)，因此良好的個人衛(wèi)生是控制微生物污染的有效方法，不執(zhí)行良好個人衛(wèi)生的員工將使以上所述的所有工作失去效果，盡管有最好的用品、設(shè)備、程序及好的清潔衛(wèi)生操作，污染仍有可能發(fā)生。應(yīng)穿戴清潔專用的衛(wèi)生服、衛(wèi)生帽、衛(wèi)生鞋，并要求對生產(chǎn)人員的手進行消毒。一般是先用肥皂和水洗凈再浸入含氯消毒液或75%乙醇中，或采用新潔爾滅和醋酸洗必泰進行消毒。
8、國家喜好
每個國家對防腐劑的使用都有其獨特的喜好或規(guī)定，這個對國內(nèi)銷售的化妝品廠家沒有影響，僅供參考。但如果有出口的廠家，則應(yīng)該尋找相關(guān)機構(gòu)作進一步詳細了解。
1)歐盟出臺的化妝品法規(guī)AnnexVI對異噻唑啉酮所有的使用都限制在15ppm之內(nèi);美國的CosmeticIngredientsReview(CIR)則規(guī)定其在沖洗產(chǎn)品中的最高用量為15ppm，而在停留產(chǎn)品中的用量最高則為7.5ppm;而在日本則規(guī)定異噻唑啉酮只可使用在沖洗產(chǎn)品中。
2)從立法的角度來將對化妝品防腐劑規(guī)定最嚴格的仍然是日本。
3)德國和斯堪的納維亞(瑞典、挪威、丹麥、冰島的泛稱)不喜歡使用異噻唑啉酮類防腐劑。
4)法國則比較在意苯氧乙醇
5)大多數(shù)歐洲的產(chǎn)品都不使用含甲醛釋放體的防腐劑
6)布羅波爾Bronopol在英國得到普遍的使用，但是在美國卻恰恰相反。
7)在歐洲，甲基二溴戊二腈以后只能在沖洗產(chǎn)品中使用，但在美國無論是沖洗產(chǎn)品還是免洗產(chǎn)品中都可以使用甲基二溴戊二腈。