W tym artykule zajrzymy do niewidzialnego świata mikrobów w naszych kosmetykach. Omówimy, jakie drobnoustroje potrafią tam zamieszkać i jakie stanowią zagrożenia, jaką rolę odgrywają konserwanty (w tym te „naturalne”) w utrzymaniu czystości produktu, a także jak wygląda tradycyjna kontrola czystości mikrobiologicznej. Mówiąc o konserwantach i mikrobiologii, nie da się również nie wspomnieć o elektrochemii, gdyż  reakcje zachodzące w kosmetykach, zwłaszcza pod wpływem światła, to procesy utleniania/redukcji (tzw. redox), a więc właśnie reakcje elektrochemiczne, które w ogólnym rozumieniu mogą prowadzić do zmiany właściwości naszego kosmetyku lub też chronić go dzięki zastosowaniu odpowiednich związków, jak np. antyoksydantów.

Znaczenie kontroli mikrobiologicznej kosmetyków

Bezpieczeństwo konsumenta to absolutny fundament w branży kosmetycznej. Produkty, które nakładamy na skórę czy włosy, nie muszą, a wręcz nie powinny być jałowe, ale powinny zawierać jedynie śladowe ilości nieszkodliwych drobnoustrojów. Normy branżowe zalecają, by ogólna liczba mikroorganizmów w kosmetykach nie przekraczała 100 jtk/g dla produktów wysokiego ryzyka (np. do okolic oczu czy dla niemowląt) i 1000 jtk/g dla pozostałych. Co niezwykle istotne, obecność groźnych patogenów, głównie pięciu grup mikroorganizmów, takich jak: Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Aspergillus niger, Candida albicans czy Escherichia coli, jest niedopuszczalne, a sam konserwant powinien chronić kosmetyk właśnie przed tymi mikroorganizmami. Przepisy UE wymagają, aby każdy kosmetyk przed wprowadzeniem na rynek przechodził ocenę bezpieczeństwa, w tym badanie mikrobiologiczne oraz test konserwacji (zwany testem obciążeniowym) potwierdzający, że zawarty konserwant skutecznie chroni produkt. Wszystko po to, by zapobiec skażeniu produktu i wynikającym z tego potencjalnym chorobom użytkowników.

Zaniedbania w kontroli mikrobiologicznej mogą mieć poważne konsekwencje. W historii zdarzały się przypadki infekcji, a nawet zgonów spowodowanych użyciem zanieczyszczonych kosmetyków – od szamponów, przez tusze do rzęs, po kremy do rąk. Choć dziś takie incydenty to rzadkość, każdy nagłośniony przypadek skażenia skutkuje kosztownymi wycofaniami partii produktów z rynku, utratą zaufania klientów i stratami finansowymi. Nic więc dziwnego, że producenci kosmetyków inwestują w Dobrą Praktykę Wytwarzania (GMP): sterylne procesy produkcji, higienę personelu i kontrolę surowców, aby zminimalizować ryzyko pierwotnej kontaminacji produktu już na etapie fabryki. Co ciekawe, nawet odpowiednio sterylne pomieszczenia i aparatura nie zastąpią jednak przestrzegania higieny przez personel, co jak się okazuje, jest najczęstszą przyczyną nadkażania masy kosmetycznej.

W codziennym użyciu kosmetyk również narażony jest na tzw. skażenie wtórne – dostające się z powietrza zarodniki pleśni, bakterie z naszej skóry czy wprowadzone palcami do słoiczka. Ciepła, wilgotna łazienka to dla mikrobów wymarzony mikroklimat. Dlatego mikrobiologiczna kontrola nie kończy się na etapie produkcji – formuły kosmetyków muszą być tak opracowane, by opierać się drobnoustrojom także podczas całego okresu ważności produktu. Jak to osiągnąć? Tu na scenę wkraczają konserwanty oraz inne strategie ochrony przed mikroorganizmami.

Konserwanty – niezbędna ochrona przed mikroorganizmami

Kosmetyki stanowią doskonałą pożywkę dla mikroorganizmów – są wilgotne, zawierają składniki odżywcze, często są przechowywane w łazienkach, czyli w ciepłym i wilgotnym środowisku. Aby zabezpieczyć produkt przed bakteryjną „inwazją”, dodaje się do nich konserwanty – związki chemiczne o działaniu przeciwdrobnoustrojowym.

W tym miejscu warto także wspomnieć o różnicy pomiędzy konserwantem a często pojawiającym się terminem – booster. W świecie związków przeciwdrobnoustrojowych coraz częściej pojawia się rozróżnienie między konserwantem a tzw. boosterem. Choć obie grupy mają wpływ na trwałość mikrobiologiczną produktu, ich rola nie jest tożsama. Konserwant to substancja, której podstawowym i udowodnionym działaniem jest eliminacja lub zahamowanie wzrostu drobnoustrojów i która została formalnie sklasyfikowana jako środek konserwujący w przepisach kosmetycznych (np. w załączniku V do rozporządzenia 1223/2009/WE). Natomiast booster konserwacji (czyli „wzmacniacz”) niekoniecznie działa silnie samodzielnie, ale potrafi wspomagać działanie właściwego konserwantu, np. poprzez: zakłócanie błon komórkowych bakterii, chelatowanie jonów niezbędnych do wzrostu mikroorganizmów, obniżenie pH środowiska lub poprawę penetracji konserwantu przez błonę komórkową drobnoustroju. Do grupy boosterów zalicza się m.in.: etyloheksyloglicerynę, kaprylan propylu, kwas lewulinowy czy glukoheptonian sodu. Często boostery pozwalają zredukować ilość klasycznego konserwantu w formule bez utraty skuteczności, co jest szczególnie pożądane w kosmetykach o profilu naturalnym lub przeznaczonych do skóry wrażliwej. W praktyce wiele nowoczesnych produktów „bez konserwantów” zawiera właśnie zestaw łagodnych boosterów, które – choć formalnie nie są konserwantami – skutecznie wspierają mikrobiologiczną stabilność formulacji.

Wróćmy jednak do konserwantów. Wśród najczęściej stosowanych substancji konserwujących znajdziemy: parabeny (np. metyloparaben), releasery formaldehydu (jak DMDM-hydantoina), alkohole (etanol, alkohol benzylowy), kwasy organiczne (sorbinowy, benzoesowy) oraz czwartorzędowe sole amoniowe (np. chlorek benzalkoniowy). Ich zadaniem jest zahamowanie wzrostu bakterii, drożdży i pleśni przez cały okres trwałości kosmetyku. Dobry konserwant powinien być skuteczny już w niskim stężeniu (by nie drażnił skóry), działać na szerokie spektrum mikroorganizmów i zachowywać stabilność w zmiennych warunkach formulacji (np. pH, obecność emulgatorów).

Naturalne konserwanty – obietnice i ograniczenia

W odpowiedzi na potrzeby rynku trwają także intensywne poszukiwania naturalnych substancji o działaniu przeciwdrobnoustrojowym. Badane są m.in.: olejki eteryczne (np. z drzewa herbacianego, szałwii, rozmarynu), chitosan (pozyskiwany z pancerzyków skorupiaków), bioaktywne peptydy, a nawet bakteriofagi czy też antyoksydanty, których celem jest nie tylko działanie przeciwzmarszczkowe, ale także przeciwutleniające (przeciwstarzeniowe względem kosmetyku). 

Choć wiele z nich wykazuje silne działanie antybakteryjne in vitro, to ich praktyczne zastosowanie nie jest proste. Olejki w wysokich stężeniach mogą podrażniać skórę i zmieniać zapach produktu, a niektóre składniki działają tylko w określonym pH lub są niekompatybilne z innymi substancjami. Przykładowe rozwiązania to ferment z rzodkwi (Leuconostoc/Radish Root Ferment Filtrate) zawierający peptydy przeciwdrobnoustrojowe czy „naturalne” mieszanki benzoesanów, sorbinianów i alkoholu benzylowego (np. Geogard). Najczęściej stosuje się koktajl kilku łagodnych składników, które synergistycznie zabezpieczają produkt.

Bez konserwantu nie znaczy bez kontroli

Rezygnacja z konserwantu nie oznacza zwolnienia z obowiązku mikrobiologicznego bezpieczeństwa, wręcz przeciwnie – kosmetyki self-preserving (samokonserwujące) muszą być jeszcze bardziej rygorystycznie badane. Każda formuła podlega testom czystości mikrobiologicznej oraz tzw. testom obciążeniowym, które sprawdzają skuteczność konserwacji w warunkach symulujących kontakt z drobnoustrojami.

Nowoczesne metody – elektrochemia kontra bakterie

W branży kosmetycznej i farmaceutycznej coraz częściej można usłyszeć o tzw. RMM (z ang. rapid microbiological methods), czyli szybkich metodach wykrywania drobnoustrojów. Wśród nich wyróżniają się metody elektrochemiczne. Przykładem są czujniki elektrochemiczne, które wykrywają obecność bakterii na podstawie zmian napięcia, przewodnictwa czy natężenia prądu. Działają błyskawicznie – często w ciągu godzin, a nawet minut – i potrafią wykryć pojedyncze komórki, bez potrzeby ich hodowania.

Przykłady

* Biosensory elektrochemiczne z przeciwciałami lub aptamerami wykrywają konkretne patogeny i zamieniają ich obecność na sygnał elektryczny.

* Spektroskopia impedancyjna (EIS) mierzy zmiany oporu elektrycznego wywołane przez rozwijające się bakterie.

* Czujniki amperometryczne rejestrują produkty metabolizmu mikroorganizmów, np. spadek stężenia tlenu w próbce.

Technologie te są już szeroko stosowane – choćby w systemach μ-Trac® czy BacTrac®, które pozwalają w 24 godziny oznaczyć liczbę drobnoustrojów w kosmetyku. Badania pokazują, że wyniki uzyskiwane tymi metodami są zgodne z tradycyjnymi testami, a przy tym – szybsze i mniej kosztowne.

Podsumowanie – high-tech w służbie urody

Mikrobiologia kosmetyków staje się coraz bardziej zaawansowana – i musi taka być, jeśli branża chce dotrzymać kroku trendom naturalności i zrównoważonego rozwoju. Elektrochemiczne biosensory, ale także inne technologie badające wpływ mikroorganizmów na kosmetyki i nasze zdrowie, a przede wszystkim wykrywające patogeny, mogą stać się cichymi bohaterami tej zmiany – niezauważalnymi przez użytkownika, ale czuwającymi, by jego krem nie stał się hodowlą bakterii.