防腐剂的那些事儿--碘丙炔醇丁基氨甲酸酯

以下文章来源于桑普生化Finechemicals ,作者裴双秀

桑普生化Finechemicals

总公司成立于1992年,桑普生化精细化学品业务主要涉及用于化妆品、湿巾、家居护理及其它工业(油漆、涂料、水处理、金属加工液……)领域的防腐杀菌剂、功能性添加剂等产品。现有品牌桑普®、杰马®、桑源®、洁源®、杰润®、SupGuard®等

导读:

《化妆品安全技术规范》(2015版)(以下简称《规范》)中,对防腐剂释义:以抑制微生物在化妆品中的生长为目的而在化妆品中加入的物质。所以防腐剂作用就是保护产品,从产品生产直至产品被消费者使用完的全过程中,保护产品免受细菌、霉菌、酵母菌等微生物污染,确保产品的安全性。

目前,国内在《规范》中允许使用的防腐剂有51种,其中常用的也是少有的几种,包括苯氧乙醇、甲醛释放体的防腐剂、阳离子防腐剂、尼泊金酯类等,就此,将几种常用防腐剂,按其特点、标准、国内外法规情况、实验室检测方法等进行归纳总结。

本期再来聊聊碘丙炔醇丁基氨甲酸酯

碘丙炔醇丁基氨甲酸酯(以下简称IPBC),这个字数最长的防腐剂,小编几乎记不住它的全名,所以一直叫它为IPBC,“I”指代碘,“P”指代丙炔基,“B”指代丁基,“C”指代氨基甲酸酯,这些基团决定了IPBC的性质。

IPBC,属于卤化不饱和有机化合物,在化妆品行业,据说是抑制霉菌的最好防腐剂,从20世纪90年代开始被逐步使用,截止目前,IPBC已不算一个新的原料,让我们再次认识它、了解它、进而熟悉它。

认识IPBC

I. 身份证

IPBC为白色或类白色结晶性粉末,以丁氨基甲酸丙炔酯和碘为主要原料合成。

化学名称:3-碘-2-丙炔基-丁基氨基甲酸酯

化学结构式:

INCI名称:IODOPROPYNYL BUTYLCARBAMATE

分子式:C8H12INO2

相对分子量:281.09

CAS号:55406-53-6

熔点:65-68℃

溶解性:易溶于乙醇、丙二醇、聚乙二醇等有机溶剂,难溶于水。

商品名:桑普®IPBC-I、桑普®IPBC-II(北京桑普);TroyCareTMFP06(美国特洛伊公司Troy Corporation);百霉杀-2防霉防腐剂(上海轻工业研究所有限公司);Glycacil®2000(龙沙集团 Lonza Group)

根据其化学结构以及溶解性,在使用过程中,需要注意两个重要问题。

第一,IPBC难溶于水,纯品IPBC因溶解度的限制,一般仅适合用在醇、油性物含量高的配方中。在水性配方中,若要直接应用IPBC,一般预先将IPBC溶解于例如丙二醇或丁二醇之类的体系中再加入水中,所配溶液IPBC含量很难超过0.02%,并不能明显改善其溶解性能。

第二,对于皮肤科医生来看,有隐忧的部分,是它的化学稳定性,IPBC在pH超过9时可能会发生化学分解,在80℃时加热时间加长至60分钟,0.2%含量的IPBC复配混合物颜色会逐渐加深,活性物有损失。IPBC暴露在碱性环境、高温都会更快地分解化合物,分解产物包括碘和丙炔醇,丙炔醇具有很强的挥发性、刺激性。

上述两个重要问题都是在应用过程中需要特别关注的地方,所以,建议IPBC在体系pH值使用范围为 4-9(尽量保证体系在偏酸性至中性,不要超过9),加热温度低于50℃时加入较好。产品在包装完整情况下,应放置于通风、清洁、避免阳光直射的场所。

II. 抑菌作用机理及性能

防腐剂对微生物的作用在于它能选择性地作用于微生物新陈代谢的某个环节,使其生长受到抑制或致死,而对人体细胞无害。IPBC的抑菌机理主要是主要通过分子链上的碘对微生物细胞结构进行氧化作用来进行,使微生物细胞的巯基(-SH)和络氨酸碘化而失去蛋白活性,进而达到抑制微生物生长的目的。

让化妆品变质的凶手是那些无处不在的微生物,加入防腐剂,是为了抑制微生物在化妆品中的生长。目前,虽然化妆品的生产环境等状况已经有了很大提高,但是微生物污染问题依旧存在,对化妆品的质量、对消费者的健康存在安全隐患。

国家药监局明确规定了化妆品中的微生物学指标要求,化妆品中微生物指标应符合表1中规定的限值,主要包括细菌、霉菌和酵母菌。

IPBC是化妆品防腐剂中的真菌抑制剂,常与抗细菌防腐剂搭配使用,如咪唑烷基脲、双(羟甲基)咪唑烷基脲等,可解决诸多复杂配方防腐难题。其抑菌性能卓越,广谱抗菌活性,尤其是对霉菌、酵母菌及藻类有很强的抑杀作用。如表2:

表2 IPBC最小抑菌浓度(MIC)

备注:MIC是Minimum Inhibitory Concentration缩写,指最小抑菌浓度,是测量抗菌药物的抗菌活性大小的一个指标,指在体外培养细菌18至24小时后能抑制培养基内病原菌生长的最低药物浓度。

了解IPBC

I. 毒理安全性

近几年来,消费者对于化学成分的安全意识达到了前所未有的高度。而化妆品中的防腐剂,由于其或有、或莫须有的副作用,一直受到广大不明真相的消费者抵触。IPBC化学结构中因含有微量元素碘,考虑到原料在经皮吸收过程中,可能会导致碘过量,因此,各国对该原料进行了严格的限制,以期在化妆品中得到安全的使用。(对于在产品中使用了0.01%或更少的IPBC,还担心碘过量的伙伴们,不知道我们每天吃那么多含碘盐的朋友们,有啥感想,真是不知道怎么来评论这个原料了。)

欧盟SCCNFP(现改为消费者安全科学委员会SCCS)考虑到在欧洲处于潜在危险的不同人群使用碘过程中的生物学和生理特性,认为,化妆品中碘的每日生物可利用摄入量不应超过建议量(每日150µg摄入量的20%)。

美国Cosmetic Ingredient Review(CIR)在IJT 36(Suppl 2):14-58, 2017中,提到:该小组使用欧盟SCCNFP(现改为消费者安全科学委员会SCCS)对IPBC的限制意见作为基础,指出这些限制是基于对该成分可能释放的碘及随后过量使用的担忧。然而,专家组认为鉴于在目前使用浓度下,IPBC释放的碘不太可能影响甲状腺功能或产生碘过量,尤其是考虑到在104周的慢性毒性试验中未对涉及这种成分的大鼠(最高80mg/kg/d)报道过对甲状腺的影响,尚无IPBC引起甲状腺毒性的证据。专家组还指出,也没有证据表明这种成分可能会脱卤,从而在动物或人类中产生游离碘。

毒理试验:

急性经口毒性试验(大鼠):LD50=1470mg/kg

急性经皮毒性试验(家兔):LD50=2000mg/kg

皮肤刺激性试验(家兔):无刺激性(0.1%浓度)

IPBC因其优良的防霉效果,在各种驻留型和洗去型产品中得到广泛应用,但因其化学结构的特殊性,我们应严格按照法规要求,更安全、更专业、更有效的使用它。

II. 各国法规动态

该原料属于《化妆品安全技术规范》(2015年版)(以下简称《技术规范》)表4准用防腐剂,具有很好的抑菌效果。

备注(1):仅当产品有可能为三岁以下儿童使用,洗浴用品和香波除外,需作如此标注。

欧盟Regulation(EC)No 1223/2009中要求:

不能用于口腔卫生和唇部产品;

洗去型产品:最大允许使用浓度0.02%;除了洗浴用品和洗发水,不用于3岁以下儿童产品;

驻留型产品:最大允许使用浓度0.01%;不用于(接触大面积皮肤的)体露和体霜;不用于3岁以下儿童产品;

去味/抑汗产品:最大允许使用浓度0.0075%;不用于3岁以下儿童产品;

以上各类产品,当可能用于3岁以下儿童时需标示“Not to be used for children under three years of age”。

美国Cosmetic Ingredient Review(CIR)中要求:

属于“SQ”类:最大使用浓度不超过0.1%时是安全的,不用于气溶胶型产品。

日本Standards for Cosmetics中要求:

最大使用浓度0.02%,可用于不接触粘膜的驻留型、不接触粘膜的洗去型及接触粘膜产品(气溶胶型产品除外)。

III. IPBC系列产品及标准

目前,以北京桑普的IPBC系列产品为例,简单归纳一下该原料。

因其纯品IPBC溶解度的限制问题,即使在使用过程中加入到醇类溶解后,仍很容易析出,或在产品的放置过程中析出。而桑普®IPBC-II无疑解决了这一问题,该复配组分水溶性极佳,组分之间的协同效应,使IPBC对真菌的实际抑菌能力也明显提高。

因IPBC抗真菌效果非常好,抗细菌效果相对弱一些,而与其他防腐剂形成复配物后,具有优良的协同防腐效果,同时能抑制革兰氏阳性菌、阴性菌、酵母菌及霉菌。

如:

杰马®BP(活性组分:双(羟甲基)咪唑烷基脲、IPBC)

杰马®C(活性组分:双(羟甲基)咪唑烷基脲、羟苯甲酯、IPBC)

桑普®LGP(活性组分:DMDM乙内酰脲、IPBC)

上述组分,可用于膏霜、乳液、香波、湿巾等各种驻留型和洗去型产品,广泛用于水包油、油包水的乳化体系和水溶性配方。

现标准中所描述的检测方法,包括2015年9月30日实施的推荐性国标《GB/T31407-2015 化妆品中碘丙炔醇丁基氨甲酸酯的测定 气相色谱法》,可以检测化妆品中IPBC的含量,并监控企业是否违规添加。

2018年1月1日实施的推荐性行标《QB/T5105-2017 化妆品用原料 碘丙炔醇丁基氨甲酸酯》,规定了化妆品用原料IPBC的要求、试验方法等。该标准是北京桑普生物化学技术有限公司参与制定的防腐剂相关标准之一,用来保障所采购IPBC原料的质量,防止不合格原料进入。

桑普公司分析检测实验室配有系列多台高效液相色谱仪、气相色谱仪、气质联用仪、红外光谱仪、紫外分光光度仪、电位滴定仪、元素分析仪、色度仪、皮肤功效测试仪、喷雾干燥仪等高端仪器设备,从原料检测、研发支持、生产服务、市场服务等各个方面,目的只为更加严格的把控原料标准,让客户安心的选用安全、低刺激的防腐剂体系。

熟悉IPBC

在使用该原料时,我们需要关注的是:

I. 配方中

①不同产品类别中,IPBC用量不同;

②除沐浴产品和香波外,不得用于三岁以下儿童使用的产品中;

③该成分“禁用于体霜、体乳”,如身体乳、健美类、用于全身防晒类等;

体用化妆品:宣称使用于如躯干和(或)四肢大面积皮肤的化妆品。

此项是指其不得用于涉及大面积应用于身体的任何剂型产品,但可用于局部用产品如胸部、手、足、颈部等局部部位的产品。

II. 标签中

①虽然备注里强调,仅当产品有可能为三岁以下儿童使用时,需要标注。但此处建议,只要使用了该原料,除洗浴产品和香波不用标注外,其余产品都需要在产品标签中标印“三岁以下儿童勿用”警示用语。

②产品的使用方法中应明确具体的使用部位,如:使用方法:取本品均匀涂抹于面部或颈部肌肤,用双手拍打至完全吸收。

尤其中文名称没有明确使用部位的产品,更需要注意使用方法的全面性。

如果产品中文名称为“美肤霜”,这种情况下,需要在使用方法中明确表示该产品使用于哪个部位。

接下来,我们还会继续推送“防腐剂的那些事儿”系列文章,关注我们,获取更多防腐资讯!!!

【感谢北京桑普生物化学技术有限公司供稿】

原标题:《防腐剂的那些事儿--碘丙炔醇丁基氨甲酸酯》