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第五章 化妆品用去离子水、防腐剂和抗氧剂

第五章 化妆品用去离子水、防腐剂和抗氧剂. 第一节 去离子水的制备技术 第二节 化妆品的微生物污染和防腐杀菌剂 第三节 化妆品抗氧 思考题. 第一节 去离子水的制备技术. 一、化妆品生产用水的要求 无机离子浓度 化妆品用水需去除水中的无机离子，达到纯水要求，使含盐量降至 1mg/L 以下，即电导率需降低至 1~6µs/cm2 。 微生物的污染

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第五章 化妆品用去离子水、防腐剂和抗氧剂

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  1. 第五章 化妆品用去离子水、防腐剂和抗氧剂 第一节去离子水的制备技术 第二节化妆品的微生物污染和防腐杀菌剂 第三节 化妆品抗氧 思考题

  2. 第一节 去离子水的制备技术 一、化妆品生产用水的要求 • 无机离子浓度 化妆品用水需去除水中的无机离子，达到纯水要求，使含盐量降至1mg/L以下，即电导率需降低至1~6µs/cm2。 • 微生物的污染 化妆品卫生标准规定：一般化妆品细菌总数不得大于1000个／mL或1000个／g；眼部、口唇、口腔粘膜用化妆品及婴儿和儿童用化妆品细菌总数不得大于500个／mL或500个／g，而粪大肠菌群、绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌不得检出。

  3. 二、水质预处理 1、机械杂质的去除 • 方法：电凝聚、砂过滤和微孔过滤，其中砂过滤和微孔过滤较适合于化妆品用水的预处理。 2、水中有机物的去除 • 方法：过滤 、吸附 、超滤、反渗透 、大孔树脂 。 3、水中铁、锰的去除 • 物理方法：砂过滤、微孔过滤 、活性炭吸附。 • 化学方法：氧化方法有曝气法、氯氧化法和锰砂接触过滤法 。

  4. 三、离子交换水质除盐 （一）离子交换树脂介绍 阳离子交换树脂(RH) 阴离子交换树脂(ROH) （二）离子交换树脂除盐（以NaCl为例）原理 除去阳离子：Na+ + RH → RNa + H+ 除去阳离子：Cl- + ROH → RCl + HO- （三）树脂再生 （四）装置流程图

  5. 四、膜分离纯水制备 （一）电渗析（ED） 电渗析器除盐过程：当含盐水通过电渗透器时，在通入直流电的情况下，水中阳离子和阴离子各自会作定向迁移，阳离子向负极迁移，阴离子向正极迁移。如图5-1所示。

  6. （二）反渗透 • 反渗透的定义：用足够的压力使溶液中的溶剂（一般常用水）通过反渗透膜（或称半透膜），开始从溶液一侧向溶剂一侧流动，将溶剂分离出来，因为这个过程和自然渗透过程的方向相反，故称反渗透。

  7. 反渗透作用原理和流程图

  8. 反渗透设备图

  9. (三）超过滤 • 超过滤分离的对象：一般用来分离分子量大于500的溶质，分离溶质的分子量上限大致为50万左右，这一范围内的物质主要为胶体、大分子化合物和悬浮物。 （四）微孔膜过滤 • 微孔膜过滤的构成：用高分子材料制成的多孔薄膜，孔径约为0.01～10µm，孔隙率很高，膜的厚度为75～180µm。

  10. 五、化妆品生产用水的灭菌和除菌 （一）化学处理 • 使盐水排空 • 灭菌 （二）热处理 • 反应容器中加热灭菌 • 超高温短期消灭法（简写UHST）

  11. （三）紫外线消毒 紫外线灭菌的机理 ：紫外辐射对细菌膜DNA和RNA的作用。 （四）微孔膜过滤膜过滤的缺点： 滤膜对水流产生较大的阻力，更换膜费用大，运转成本比其他方法高。 在过滤膜中微生物的积聚，使膜对水流的阻力增加，严重的情况下，微生物会被压破而透过滤膜，污染出水；或使水流终止，或水流变得很小。

  12. 六、化妆品生产用水处理系统 1、化妆品生产用水质量要求 水的电阻率与总含盐量的关系

  13. 2、化妆品生产用水工艺流程 • 操作简单，管路简洁紧凑，占地面积小，多重水质过滤处理。 • 主体材质均选用不锈钢材料。 • 配有紫外线杀菌装置、活性炭过滤器、流量显示仪和水质检测装置。 • 图5-4 电渗析-复床式离子交换-混合床式离子交换-微滤纯水系统。 3、容器和输送管道材料的选择 • 最理想的容器和输送管道材料是不锈钢 • 不锈钢316和316L（美国国家标准协会型号），现已被化妆品工业采用。

  14. 第二节 化妆品的微生物污染 和防腐杀菌剂 一、化妆品中的微生物及危害 1、化妆品中较常有的霉菌 青霉菌（绿色）、曲霉（有绿、黄、棕、黑等色）、根霉（常见的黑根霉）、毛霉（常见的狗粪毛霉为银灰色）；灰色葡萄霉（灰白色）曾在膏霜中发现生存于皂类物质的脂肪酸残余中 。

  15. 2、微生物污染的化妆品表现的现象 • 化妆品内外都变色。这是由于细菌产生色素所致。 • 化妆品表面形成红、黑、绿等颜色霉斑。这是由于霉菌产生不同色素所致。 • 化妆品发生气胀现象。这是由于微生物特别是酵母菌产生气体或难闻气味所致。 • 酸败。这是由于微生物分解有机物产生酸，使化妆品的pH值降低。 • 乳化体破坏和分层。细菌、霉菌分解膏体内的有机营养物，使乳化体受破坏，稳定性变差，出现粘度变化、分层和失去光泽等不同程度的变化。

  16. 二、化妆品中微生物污染的来源 1、微生物污染的主要途径 （1）生产过程中由于原料、操作、工艺、设备、运输中被微生物污染，称为一次污染。 ①原料一些矿物原料（如滑石粉等）及动植物提取液（如胎盘提取液等）往往容易被微生物污染。

  17. ②化妆品生产用水一般多为去离子水，但离子交换树脂在使用过程中也容易被微生物污染，从而使生成的去离子水污染。②化妆品生产用水一般多为去离子水，但离子交换树脂在使用过程中也容易被微生物污染，从而使生成的去离子水污染。 ③由于一些直接与内容物接触的设备在构造上较难分解拆卸，导致弯头、接缝处不易彻底清洗干净造成微生物污染。 ④化妆品的制造环境对保证化妆品的品质有着非常重大的意义，由于布局不合理，人流物流不分，相应的卫生设施，如空气过滤除尘装置、给排气装置、消毒杀菌设备等等不健全，都非常容易造成制造环境的污染。 ⑤从业人员人也是一个大污染源，如果对从业人员不进行相应的卫生培训教育和健康管理，是很难保证产品的卫生品质的。

  18. （2）二是在使用过程中由于不注意卫生 而引起的微生物污染，称为二次污染。 ①已经将化妆品取到手中时发现量过多，又倒回瓶中； ②化妆品超期使用，一些季节性化妆品使用量不大但轮换周期长； ③化妆品为使用方便而摆放在洗脸池边或浴室里，由于温度湿度较大，不仅容易滋生微生物，同时也会对产品的稳定性造成影响。

  19. 三、化妆品中微生物污染的控制 1、生产环境的卫生控制 • 人流物流分开，避免交叉污染。 • 在生产区域内应划分洁净等级。 • 洁净区与非洁净区之间应设缓冲间。 2、制造设备的微生物控制 • 操作台表面、设备器具的外表面一般采用不小于25分钟的70μW/cm2紫外线灭菌灯照射。 • 制造釜、储槽、过滤器、管道等一般采用80℃以上灭菌去离子水30分钟冲洗，必要时还可加上75％卫生酒精消毒。

  20. 3、原材料的微生物控制 • 原料的灭菌方式应根据原料不同而选择适宜的方式 。 • 对酶制剂等稳定性较差的产品，到目前为止还没有找到行之有效的方法。 4、作业人员 • 来自于人的污染有手、衣服和头发等 ； • 微生物类别主要是革兰氏阳性菌和霉菌 ； • 在《化妆品卫生监督条例》中明确规定，直接从事化妆品生产的人员每年必须进行健康检查并取得健康证，而且8种疾病患者或带菌者不得从事化妆品生产活动。 5、制品的微生物控制 • 制品的微生物控制即指产品的防腐能力

  21. 1、布罗波尔（Bronopol） 化学名 ：2-溴-2-硝基-l,5-丙二醇。 物理性质：白色结晶或结晶粉末，稍有特征气味。 最佳使用pH值范围4～8。 2、杰马系列 优点：可在较广的pH值范围（pH3～9）使用，稳定性好，可与所有类型离子表面活性剂和非离子表面活性剂、蛋白质配伍，也与大多数化妆品原料配伍 。 表5-2 杰马系列防腐剂名称、性能及应用。 四、化妆品中常用的防腐剂

  22. 3、凯松-CG（Kathon G） • 化学名 ：5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-5-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-5-酮的混合物。 • 物理性质：淡琥珀色透明液体，气味温和。 • 最佳使用pH值范围4～8，pH＞8稳定性下降。 4、N-羟甲基甘氨酸钠（Suttocide A） • N-羟甲基甘氨酸钠是50％透明碱性水溶液 有轻微特征气味，广谱防腐剂，特别是在pH8～12范围内保持良好的防腐活性。

  23. 5、尼泊金酯 • 化学名 ：对羟基苯甲酸酯。 • 物理性质：一类广谱杀菌剂，对霉菌有较强的抑制能力，有效pH值范围4 ～ 9，多用于膏霜类化妆品中，一般将尼泊金甲酯和丙酯一起使用。 6、DMDM乙内酰脲 • 化学名 ：1,5-羟甲基-5,5-二甲基乙内酰脲。 • 物理性质：无色透明液体，带有甲醛气味，适用的pH值范围为5 ～ 9 。

  24. 7、三氯洁-300（Triclosan-300） • 化学名 ：2,4,4-三氯-2-羟基二苯醚； • 物理性质：一种高效广谱的抗菌剂，微溶于水，易溶于有机溶剂，对酸、碱、温度稳定性好，适用pH值范围广 。 8、防腐剂复配物 • 作用：扩展防腐剂的抗菌性，利用协同效应增加其抗菌活性，增加某些防腐剂的溶解度，改变其与各种表面活性剂和蛋白质的相容性。

  25. 五、影响化妆品防腐能力的因素 1、水分活性 • 水是微生物生长的必要条件，产品中的水分活性直接影响产品的防腐能力 2、pH值 • 产品的pH值会影响产品的防腐效果，一般有机酸类防腐剂在酸性-中性范围内效果较好，而在碱性范围内效果就大大降低。

  26. 3、防腐剂的活化度 • 一般来说，防腐剂的浓度愈高，防腐效果愈好。 4、油水分配率 • 在油水乳液中，水层或界面处存在的防腐剂直接影响产品的防腐能力。 • 相同剂量的防腐剂只有防腐剂在水中的分配率越高，防腐效果才越好。 5、容器 • 容器是减少产品二次污染的重要因素 。

  27. 六、微生物的检验 1、制造用水的微生物检验 • 细菌总数的标准 ：1000cfu／mL以下。 2、原料的微生物检查 • 确定一些容易被微生物污染的原料名录，按批次或按在库时间对其进行检验。目前还没有相关的国家标准，一般均为企业内控标准。 3、容器的微生物检验 • 方法：将5mL灭菌去离子水倒入待检容器中，振摇使之与容器的每个部分充分接触后，进行稀释培养。

  28. 4、环境落下菌 • 环境落下菌是验证洁净级别的一个指标之一，它与环境浮游菌和空气中尘埃粒子数一起共同评价生产环境的洁净等级。 5、制造设备的微生物检验 • 方法：一般在生产用具、台面等光滑表面上用浸有灭菌水的棉拭子在5cm×5cm的面积内来回均匀涂抹，剪去与手接触的部分后放入盛5ml灭菌水的试管中，振荡80次以上进行稀释培养。 6、成品的微生物检查 • 标准：普通化妆品细菌总数小于1000cfu/g（mL）；眼部、口唇化妆品以及儿童用化妆品细菌总数小于500cfu／g（mL），霉菌、酵母菌总数小于100cfu／g（mL），并且不得检出粪大肠菌群、绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌。

  29. 第三节 化妆品抗氧 一、酸败及其影响因素 1、酸败的定义：含有油脂的化妆品，特别当化妆品中含有不饱和键的油脂时，很可能氧化而引起变质，这种氧化变质现象叫做酸败。 2、影响因素：水分、空气、光、酶、细菌、重金属 、热 二、抗氧化作用的基本原理：它能阻滞油脂中不饱和键和氧的反应或者其本身能吸收氧气或者能与金属离子螯合，从而达到抑制氧化反应的作用，相应地推迟了油脂的氧化。

  30. 三、常用的化妆品抗氧剂 1、生育酚 • 化学名：维生素E。 2、叔丁基羟基苯甲醚 • 化学名：简称BHA，是5-叔丁基-4-羟基苯甲醚与2-叔丁基-4-羟基苯甲醚两种异构体的混合物。 • 物理性质：易溶于脂肪，基本上不溶于水，与没食子酸丙酯、磷酸等有很好的协同作用，限用量0.15％。

  31. 3、2,5-二叔丁基对甲酚 • 简称 ：BHT； • 物理性质：不溶于碱，且不具备很多酚类的反应。 4、去甲二氢愈创酸 • 简称 ：NDGA • 物理性质：溶于甲醇、乙醇和乙醚，微溶于脂肪，溶于稀碱液呈深红色。 5、没食子酸丙酯 • 物理性质：溶于乙醇和乙醚，在水中仅能溶解0.1％左右，溶于温热油中，不论单独使用或配合使用均为良好的抗氧性，但颜色容易变深，限用量0.1％。

  32. 思考题 1、金属离子对化妆品的影响有哪些方面？去除水中金属离子的方法有哪些？ 2、化妆品生产过程中微生物来源有哪些方面？应如何避免？ 3、目前，化妆品生产常用的防腐剂有哪些？其适用pH值范围分别为多少？可应用于哪些化妆品中？ 4、在实际中，影响防腐剂作用的因素有哪些？ 5.影响化妆品酸败的因素有哪些？应如何处理？

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