Dlaczego stosowanie konserwantów jest ważne

Preparaty kosmetyczne, podobnie jak i inne produkty zawierające znaczne ilości wody, są doskonałym środowiskiem do życia dla mikroorganizmów. Dotyczy to zarówno tych pozostających w równowadze ze skórą, jak i wielu szkodliwych. Popularne składniki receptur, takie jak aminokwasy, peptydy i cukry stanowią dla nich łatwo dostępne źródło pożywienia umożliwiając ich namnażanie i rozwój.

W wyniku zakażenia kosmetyki nie tylko tracą swoje walory sensoryczne i użytkowe, ale także mogą stać się szkodliwe dla zdrowia. Rozwijające się w nich drobnoustroje mogą wydzielać niebezpieczne metabolity bądź powodować psucie się komponentów i powstawanie substancji toksycznych, drażniących i alergennych. Zakażenie może także przenieść się  z preparatu na skórę powodując często poważne infekcje.

Stosowanie substancji konserwujących w produktach kosmetycznych ma na celu nie tylko zapobieganie zakażeniom, ale także przeciwdziałanie rozwojowi mikroorganizmów już  obecnych w preparatach. Konserwanty to związki chemiczne, które stwarzają środowisko nieprzyjazne dla drobnoustrojów, co przeciwdziała zasiedlaniu mas kosmetycznych, a także hamują funkcje życiowe potencjalnych „mieszkańców”. Dzięki temu kosmetyki znacznie dłużej utrzymują pożądane cechy sensoryczne i działanie kosmetyczne, przy jednoczesnym zachowaniu czystości mikrobiologicznej.

Źródła zakażeń

Mikroorganizmy mogą wnikać do preparatów już podczas procesu technologicznego, między innymi wraz z zanieczyszczonym surowcem, z niesterylnych maszyn bądź też opakowań. Do dalszego rozwoju mikroflory, a tym samym psucia kosmetyków istotnie przyczyniają się nieprawidłowe warunki ich transportu i magazynowania, takie jak zbyt wysoka temperatura czy długotrwała ekspozycja na promieniowanie UV. Kolejną drogą przedostawania się zanieczyszczeń mikrobiologicznych do preparatów jest ich kontakt ze środowiskiem zewnętrznym podczas użytkowania (drobnoustroje obecne w powietrzu oraz na dłoniach).  We wszystkich tych punktach krytycznych ma za zadanie działać konserwant nie dopuszczając do zakażenia preparatu i dalszego jego psucia. Docelowo ma on utrzymać kosmetyk w stanie pozbawionym zanieczyszczeń podczas całego okresu jego przydatności do stosowania.

Podstawowym kryterium klasyfikacji środków konserwujących jest mechanizm ich oddziaływania na drobnoustroje w preparatach kosmetycznych. Wyróżniamy dwa zasadnicze mechanizmy – działanie na błonę komórkową oraz reagowanie ze składnikami komórek mikroorganizmów. Do pierwszej grupy czynników chemicznych zaliczamy m.in. alkohole, fenole, kwas i ich sole oraz związki czwartorzędowe. Drugim mechanizmem charakteryzują się takie związki jak izotiazoliny, aldehydy, pochodne rtęci i chlorowców.

Cechy dobrego konserwanta

Jak wspomniano na wstępie, konserwanty należą do jednych z najbardziej kontrowersyjnych surowców kosmetycznych. W przeszłości niejednokrotnie bywały przyczyną powstawania u konsumentów odczynów alergicznych i podrażnień skóry w wyniku stosowania preparatów je zawierających. By uniknąć takich powikłań substancje konserwujące aktualnie wprowadza się do receptur w jak najniższych stężeniach efektywnych.

Dobranie odpowiedniego dla danej receptury konserwanta stanowi prawdziwe wyzwanie i jest to nadal temat bardzo dynamiczny w kręgach technologów. Substancjom zabezpieczającym mikrobiologicznie kosmetyki stawia się obecnie wysokie wymagania, często trudne do pogodzenia ze sobą, dlatego nieliczne związki chemiczne znajdują zastosowanie w konserwacji. 

Dobry, skuteczny i bezpieczny konserwant powinien spełniać następujące warunki:  być aktywny wobec szerokiego spektrum drobnoustrojów, wykazywać efektywność w jak najniższym stężeniu i szerokim zakresie pH,  dobrze rozpuszczać się w wodzie, być nietoksyczny i posiadać niski potencjał alergenny. Kolejne cechy pożądane dla środków konserwujących to możliwie mały wpływ na naturalną równowagę mikroflory bakteryjnej saprofitycznie egzystującej na powierzchni skóry, stabilność chemiczna podczas przechowywania i trwałość w warunkach produkcji, obojętność chemiczna, zgodność z pozostałymi składnikami receptury i materiałem opakowania. Mile widziany jest również brak smaku, zapachu i koloru.

Zasady doboru konserwantu

Dobór skutecznego konserwanta to nie tylko zadbanie o jego nieszkodliwość dla zdrowia i  łagodność kosmetyku. Proces wyboru środka zabezpieczającego, wymaga stałej współpracy mikrobiologa z technologiem.

Taka wymiana wiedzy pozwala uwzględnić selektywne działanie danego związku na mikroorganizmy, ocenić które składniki receptury mogą stać się potencjalną pożywką dla danej grupy drobnoustrojów, oraz jaki wpływ na skuteczność konserwanta ma układ fizykochemiczny preparatu oraz obecne w nich substancje bioaktywne. Mogą one wykazywać działanie synergiczne w stosunku do konserwanta, posiadając dodatkową aktywność przeciwdrobnoustrojową. Należy jednak pozostać ostrożnym – niektóre substancje aktywne są zdolne osłabiać działanie środków konserwujących, wchodząc z nimi w reakcje chemiczne.

Kolejnym czynnikiem, który osłabia skuteczność konserwantów jest silna zdolność adaptacyjna mikroorganizmów do niesprzyjających warunków środowiskowych, w tym stosowanych metod ochrony mikrobiologicznej. Tego rodzaju odporność określamy mianem nabytej. Drugą jej odmianą jest tzw. odporność właściwa, czyli indywidualna obojętność i czułość różnych rodzajów mikroorganizmów na poszczególne czynniki. W przypadku odmiany nabytej należy być stale czujnym – między innymi celem wykrycia uodpornienia się mikroorganizmów na dany konserwant, regularnie bada się preparaty kosmetyczne pod kątem czystości mikrobiologicznej. Aby utrzymać czystość i bezpieczeństwo receptury zaleca się co jakiś czas zmieniać stosowany konserwant tak, by potencjalna szkodliwa mikroflora nie zdążyła  wytworzyć odporności i zakazić preparatu.

O efektywności działania substancji konserwujących decyduje odczyn formulacji – większość konserwantów to substancje kwasowe, a więc obecność w produkcie substancji o odczynie zasadowym może powodować osłabienie ich aktywności konserwującej. Skuteczność konserwantów może zaburzać obecność adsorbentów – adsorpcja konserwantu obniża jego stężenie w produkcie a tym samym skuteczność. Istotny czynnik stanowią również warunki termiczne wprowadzania konserwantu do receptury – zalecane są stosunkowo niskie temperatury, aby uniknąć jego termicznej degradacji lub dezaktywacji.

{page_break}

Konserwanty konwencjonalne

Konserwanty tradycyjne to preparaty, które wprowadza się do formulacji w celu zapewnienia jej czystości mikrobiologicznej i bezpieczeństwa.

Najpopularniejszą grupą stosowanych w kosmetyce środków konserwujących są estry kwasu p-hydroksybenzoesowego, zwane popularnie parabenami. Spośród nich wyróżniamy: ester metylowy (paraben M), ester etylowy (paraben A) oraz ester propylowy (paraben P). Wykazują one skuteczność w stosunku do bakterii Gram (+) i pleśni. Optymalne pH ich działania wynosi 6, jednak tolerują odczyn 3-8. Dobrze współpracują w recepturze ze związkami o charakterze jonowym. Ich aktywność może ulegać obniżeniu w obecności jonów żelaza, związków etoksylowanych, peptydów, lecytyn i pochodnych celulozy. Często stosuje się je w parze z innymi substancjami zabezpieczającymi czystość mikrobiologiczną, celem uzyskania efektu synergizmu działania.

Kolejną istotną grupą konserwantów są preparaty wydzielające formaldehyd. Zaliczamy do nich DMDM Hydantoinę, imidazolidynylomocznik, oraz pochodne heksaliny, takie jak Quaternium-15. Formaldehyd to związek o silnym działaniu antybakteryjnym i przeciwgrzybicznym, bezpośrednio stosuje się go rzadko (preparaty do higieny jamy ustnej). Związki go wydzielające wprowadza się w ilości do 0,6%. Zarówno sam formaldehyd jak i wymienione preparaty wykazują stabilność w zakresie pH 3-9.

W kosmetyce stosuje się też takie znane i skuteczne konserwanty jak: metylochloroizotiazolina (MCI) i metyloizotiazolina (MI), 2-bromo-2 nitropropan-1,3-diol (Bronopol) oraz kwasy: dehydrooctowy (DHA), benzoesowy, sorbowy i salicylowy.

Alternatywa dla konserwantów

Wiele konwencjonalnych konserwantów, nawet mimo ograniczenia ich dawki do efektywnego minimum, posiada skłonności do wywoływania alergii i podrażnień skóry. Z tego powodu przemysł i nauka stale poszukują alternatywnych rozwiązań. Niejednokrotnie są nimi substancje, które w preparacie pełnią inną rolę, natomiast działanie antyseptyczne i antymikrobowe to ich dodatkowa własność.

Jak dotąd w zastępstwie konserwantów sprawdziły się glikole: propylenowy i butylenowy. Ich główną rolą w preparacie jest nawilżanie skóry, jednak w stężeniach powyżej 30% warunkują jego stabilność mikrobiologiczną.

Kolejną alternatywną drogą zabezpieczania kosmetyków jest zastosowanie olejków eterycznych o działaniu antybakteryjnym, ściągającym i przeciwgrzybicznym. Należą do nich między innymi olejek tymiankowy, goździkowy, drzewa herbacianego, lawendowy oraz olejki manuka i kanuka. Do użytku w roli naturalnych konserwantów wchodzą także komponenty srebra koloidalnego oraz pigment perłowy.

Podsumowując, kompromis pomiędzy stosowaniem konserwantów warunkujących stabilność mikrobiologiczną preparatu a dbałością o ich  łagodność jest kwestią złożoną i trudną do rozstrzygnięcia. Kluczowe są tu rosnące wymagania władz sanitarnych wielu państw dotyczące z jednej strony czystości mikrobiologicznej wyrobów kosmetycznych, a z drugiej strony ograniczania maksymalnych dopuszczalnych dawek środków konserwujących. Dylematy te zmuszają specjalistów do poszukiwania nowych metod zabezpieczania preparatów. Okazuje się, że na fali powracającego trendu na surowce naturalne, również segment konserwantów ma jeszcze wiele do powiedzenia.