目前世界各國的防腐劑種類很多,牙膏作為口腔衛(wèi)生用品,對其安全性要求較高,因此對采用的防腐劑的要求是:符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),與牙膏的各組分不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),防腐效果好,對人體正常功能無影響,此外,還要求使用方便,價格便宜。
一、傳統(tǒng)防腐劑
下面先討論一下傳統(tǒng)使用得較多的防腐劑,常用的主要有以下幾種。
1.酸性防腐劑
包括苯甲酸、山梨酸和丙酸以及它們的鹽類等。這類防腐劑的特點就是體系酸性越大,其防腐效果越好。在堿性條件下幾乎無效。
這類防腐劑在牙膏中最常用的是苯甲酸鈉。苯甲酸鈉亦稱安息香酸鈉,分子式C7H5O2Na,相對分子質(zhì)量114.11,苯甲酸鈉為白色顆粒或晶體粉末,無臭或微帶安息香氣味,味微甜,有收斂性,在空氣中穩(wěn)定,易溶于水,其水溶液的pH值為8。
苯甲酸親油性大,易透過細胞膜進入細胞體內(nèi),從而干擾了微生物細胞膜的通透性,抑制細胞膜對氨基酸的吸收。進入細胞體內(nèi)的苯甲酸分子,電離酸化細胞內(nèi)的堿性,并能抑制細胞的呼吸酶系的活性,對乙酰輔酶A縮合反應(yīng)有很強的阻止作用,從而起到防腐作用。苯甲酸對細菌抑制力較強,對酵母、霉菌抑制力較弱。
苯甲酸鈉的防腐作用機理與苯甲酸相同,但防腐效果小于苯甲酸。這是因為苯甲酸鈉只有在游離出苯甲酸的條件下才能發(fā)揮防腐作用。苯甲酸鈉1.18g的防腐效能相當(dāng)于1.0g苯甲酸。苯甲酸鈉在牙膏中的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟,一般添加量在0.2%~0.5%。但由于其防腐效能受pH值影響較大,殺菌和抑菌效力隨介質(zhì)的酸度增高而增強。所以,苯甲酸鈉一般較多應(yīng)用在以二氧化硅為磨料的配方體系中,因為這種體系才能存在較低的pH值,而在石粉型的配方中則不適用。
2.酯型防腐劑
包括對羥基苯甲酸酯類(尼泊金酯類)、沒食子酸酯、抗壞血酸棕櫚酸酯等。這類防腐劑的特點就是在很寬的pH值范圍內(nèi)都有效,毒性也比較低。但其溶解性較低,一般情況下不同的酯要復(fù)配使用,一方面提高防腐效果,另一方面提高溶解度。
這類防腐劑在牙膏中最常用的是對羥基苯甲酸甲酯、對羥基苯甲酸乙酯、對羥基苯甲酸丙酯、對羥基苯甲酸丁酯、對羥基苯甲酸異丁酯。其中以對羥基苯甲酸丁酯的防腐作用最好。我國主要使用對羥基苯甲酸乙酯和丙酯,日本最多使用的是對羥基苯甲酸丁酯。
對羥基苯甲酸丁酯的抗菌能力大于對羥基苯甲酸乙酯和丙酯。對酵母和霉菌有強抑制作用,在中性條件下能充分發(fā)揮防腐作用。
對羥基苯甲酸酯類在牙膏中也較常用,一般復(fù)配使用。筆者進行過試驗,用對羥基苯甲酸乙酯和丙酯復(fù)配使用,乙酯與丙酯的量大約為2：1,添加總量在0.15%~0.75%,牙膏的質(zhì)量都可穩(wěn)定,且添加總量在0.15%時,已可達到較好的控制微生物數(shù)量的作用。由于對羥基苯甲酸酯類防腐效能受pH值影響不太大,所以,其可以較廣泛地應(yīng)用在各類型的配方體系中,在石粉型的配方中也適用。
3.滅滴靈
滅滴靈,又名甲硝噠唑。本品為白色或微黃色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末;有微臭,味苦而略咸,易溶于水。具廣譜抗厭氧菌和抗原蟲的作用。
滅滴靈在牙膏配方中的用量一般為0.05%~0.2%,抑菌效果比較好。
4.凱松
凱松,英文商品名:KathonCG,主要化學(xué)成分為:5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮。
本品為淡琥珀色清亮透明液體,無味或帶有特征性氣味。廣譜抗菌活性,能有效抑制革蘭氏陰性菌、陽性菌、酵母菌、霉菌及澡類。一般添加量為0.05%~0.1%,在低于50。C加入較好。pH值使用范圍:2~8,隨pH值的增加,活性逐漸減弱。
凱松在牙膏配方中的用量一般為0.05%~0.1%,抑菌作用較苯甲酸鈉和尼泊金酯類好。
5.布羅波爾
布羅波爾,化學(xué)名稱:2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇?；瘜W(xué)簡稱,溴硝醇。英文商品名稱為:Bronopol。分子式:C3H4NO4Br,分子量:199.9。本品為白色或類白色結(jié)晶型粉末,無味或略帶有特征性氣味,易溶于水和極性有機溶劑。能在較廣泛pH值范圍內(nèi)應(yīng)用,廣譜抗菌活性,能抑制革蘭氏陰性、陽性細菌、酵母菌、霉菌等。布羅波爾在牙膏配方中的用量一般為0.01%~0.05%,但與膏體的配伍性較差。
上述的防腐劑則主要著重于產(chǎn)品防腐方面,而牙膏中常用的防腐劑還有洗必泰和三氯新,但一般在牙膏中使用這兩種添加劑更著重于其對口腔保健的功效,因此,在此不作詳細討論。
二、新型防腐劑
目前,國內(nèi)外都在大力尋找更低毒、高效、廣譜及經(jīng)濟實用的防腐劑,以下簡單介紹一些最新的研究情況。
1.新型的合成防腐劑
1.1α-(2-羥基乙胺)-