目前世界各國(guó)的防腐劑種類(lèi)很多,牙膏作為口腔衛(wèi)生用品,對(duì)其安全性要求較高,因此對(duì)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(duì)人體正常功能無(wú)影響,此外,還要求使用方便,價(jià)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(lèi)等。這類(lèi)防腐劑的特點(diǎn)就是體系酸性越大,其防腐效果越好。在堿性條件下幾乎無(wú)效。

      這類(lèi)防腐劑在牙膏中最常用的是苯甲酸鈉。苯甲酸鈉亦稱(chēng)安息香酸鈉,分子式C7H5O2Na,相對(duì)分子質(zhì)量114.11,苯甲酸鈉為白色顆粒或晶體粉末,無(wú)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(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi),從而干擾了微生物細(xì)胞膜的通透性,抑制細(xì)胞膜對(duì)氨基酸的吸收。進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)的苯甲酸分子,電離酸化細(xì)胞內(nèi)的堿性,并能抑制細(xì)胞的呼吸酶系的活性,對(duì)乙酰輔酶A縮合反應(yīng)有很強(qiáng)的阻止作用,從而起到防腐作用。苯甲酸對(duì)細(xì)菌抑制力較強(qiáng),對(duì)酵母、霉菌抑制力較弱。

    苯甲酸鈉的防腐作用機(jī)理與苯甲酸相同,但防腐效果小于苯甲酸。這是因?yàn)楸郊姿徕c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(qiáng)。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?yàn)檫@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(duì)羥基苯甲酸酯類(lèi)(尼泊金酯類(lèi))、沒(méi)食子酸酯、抗壞血酸棕櫚酸酯等。這類(lèi)防腐劑的特點(diǎn)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(lèi)防腐劑在牙膏中最常用的是對(duì)羥基苯甲酸甲酯、對(duì)羥基苯甲酸乙酯、對(duì)羥基苯甲酸丙酯、對(duì)羥基苯甲酸丁酯、對(duì)羥基苯甲酸異丁酯。其中以對(duì)羥基苯甲酸丁酯的防腐作用最好。我國(guó)主要使用對(duì)羥基苯甲酸乙酯和丙酯,日本最多使用的是對(duì)羥基苯甲酸丁酯。

對(duì)羥基苯甲酸丁酯的抗菌能力大于對(duì)羥基苯甲酸乙酯和丙酯。對(duì)酵母和霉菌有強(qiáng)抑制作用,在中性條件下能充分發(fā)揮防腐作用。

對(duì)羥基苯甲酸酯類(lèi)在牙膏中也較常用,一般復(fù)配使用。筆者進(jìn)行過(guò)試驗(yàn),用對(duì)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(shí),已可達(dá)到較好的控制微生物數(shù)量的作用。由于對(duì)羥基苯甲酸酯類(lèi)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(lèi)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(chóng)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(wú)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(yáng)性菌、酵母菌、霉菌及澡類(lèi)。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(lèi)好。

5.布羅波爾

布羅波爾,化學(xué)名稱(chēng):2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇。化學(xué)簡(jiǎn)稱(chēng),溴硝醇。英文商品名稱(chēng)為:Bronopol。分子式:C3H4NO4Br,分子量:199.9。本品為白色或類(lèi)白色結(jié)晶型粉末,無(wú)味或略帶有特征性氣味,易溶于水和極性有機(jī)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(yáng)性細(xì)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(duì)口腔保健的功效,因此,在此不作詳細(xì)討論。

二、新型防腐劑

目前,國(guó)內(nèi)外都在大力尋找更低毒、高效、廣譜及經(jīng)濟(jì)實(shí)用的防腐劑,以下簡(jiǎn)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)-