Биоповреждения и защита косметических товаров

В группе косметических товаров наиболее сильно повреждают­ся микроорганизмами косметические кремы, широко применяе­мые у нас в стране и за рубежом.

Большинство косметических кремов представляют собой слож­ные эмульсионные системы типа вода в масле или масло в воде, в состав которых входят жидкие и твердые жировые компоненты, вода, биологически активные вещества.

Микроорганизмы развиваются в водной и не растут или почти не растут в жировой фазе эмульсий. Поэтому наиболее благопри­ятные условия для развития микроорганизмов создаются в эмуль­сиях типа «масло — вода». Особенно сильно поражают эмульсии бактерии, относящиеся к группе грамотрицательных палочек, среди которых наиболее опасны представители родов Pseudomonas, Enterobacter и Achromobacter. Большинство компонентов космети­ческих эмульсий представляют собой сложные эфиры высокомо­лекулярных спиртов и жирных кислот. Воздействие микроорга­низмов на такие субстраты начинается с их гидролиза под влия­нием внеклеточных эстераз. Однако наличие эстеразной активно­сти не единственное условие для роста бактерий на таких средах. Необходимо, чтобы бактерии включали образовавшиеся в резуль­тате гидролиза соединения в процессы метаболизма.

Большое содержание в кремах воды, соединений углерода и азота, доступ воздуха, а также хранение косметических кремов при температуре + (20... 30) °С создают благоприятные условия для развития в них различных микроорганизмов, которые могут ис­пользовать в качестве источника углерода и энергии такие ком­поненты, как глицерин, пентол, моносахарат, косточковое мас­ло, кондитерский жир, ланолин, апилак, эмульсионные воски, азулен, эвкалиптовое и парфюмерное масла, спермацет, гидри­рованные спирты кашалотового жира. Но наибольшая интенсив­ность роста числа бактерий отмечалась на средах, содержащих пентол, апилак, глицерин, и в меньшей степени — кондитер­ский жир.

Из испорченных косметических изделий были выделены раз­личные микроорганизмы: плесневые грибы Penicillium glaucum, Aspergillus niger, Aspergillus glaucus; представители дрожжей Torula, Candida, Saccharomyces; бактерии из родов Staphylococcus, Streptococcus, Pseudomonas (по данным американских ученых, са­мое большое распространение получила синегнойная палочка, ко­торая трудно поддается подавлению), а также Aerobacter aerogenes и Escherichia coli.

В России и ряде других стран проводится обязательный микро­биологический контроль различных косметических изделий (кре­мов, зубных паст, шампуней). Сертификация парфюмерно-кос-метической продукции осуществляется в соответствии с СаНПиН 1.2.681—97 «Гигиенические требования к производству и безо­пасности парфюмерно-косметической продукции», СаНПиН 1.2.676—97 «Гигиенические требования к производству и безо­пасности средств гигиены полости рта» и нормативными доку­ментами на продукцию, в которых установлены обязательные тре­бования к микробиологической чистоте продукции и производ­ства. Правилами сертификации установлена определенная после­довательность проведения испытаний. Сначала — химические и микробиологические, затем — токсикологические и клинические. Испытания косметических товаров по микробиологическим по­казателям аналогичны испытаниям пищевых продуктов (опреде­ление количества микроорганизмов — бактерий, плесневых гри­бов, дрожжей на 1 г вещества).

Микробиологический контроль необходим не только потому, что микроорганизмы, попадающие в косметические препараты, могут вызвать их повреждение, но и потому, что присутствие в косметике патогенных бактерий может быть причиной возникно­вения кожных заболеваний.

Этот контроль распространяется не только на установление под­верженности того или иного продукта микробной порче, но он включает также наблюдение за соблюдением микробной чистоты исходного сырья в ходе процесса производства и готового про­дукта. Сюда входят, прежде всего, определение общего числа мик­роорганизмов и разделение косметических препаратов по катего­риям и связанным с ними критериям микробной чистоты.

Источником заражения большинства косметических товаров мо­жет явиться зараженное сырье и неблагоприятные условия произ­водства. В связи с этим производство косметических товаров дол­жно проходить в стерильных условиях, исключающих попадание извне микроорганизмов. Создание абсолютно стерильных условий стоит очень дорого, поэтому в косметической промышленности стремятся создать оптимальные условия производства, для чего:

все сырье проверяют на содержание микроорганизмов;

емкости, используемые для изготовления составов, стерилизу­ют, например, еженедельно путем длительного прогревания при температуре +(100... 120) °С или путем химической стерилизации (например, раствором формальдегида или другого антисептика);

используемую воду стерилизуют перед употреблением, напри­мер, с помощью ультрафиолетового облучения или дистилляцией;

при изготовлении составов соблюдают максимальную чистоту (спецодежду меняют ежедневно, используется автоматическая и герметичная расфасовка и т.д.);

в рецептуре используют достаточно эффективные, разрешен­ные к применению консерванты.

Особенно важно соблюдение стерильности для косметики в ам­пулах, средств для детей и декоративной косметики для глаз.

Порошки (тальк, крахмал и др.), как правило, содержат спо­ры различных микроорганизмов. Большинство восков и эмульга­торов, растительных и животных экстрактов, протеинов, мине­ральных солей, входящих в состав косметических изделий, также являются питательной средой для многих микроорганизмов. Био­логически активные добавки, применяемые в косметике, способ­ны стимулировать рост бактерий и микроскопических грибов.

Плохо очищенная вода может также служить источником мик­робного заражения. Найдено, что даже деионизированная вода представляет собой источник заражения, если применяемые ион-нообменные смолы регулярно не проверяют на стерильность. Воп­росу поддержания чистоты производственного оборудования и тех­нического процесса уделяется большое внимание.

В производстве косметических товаров нежелательно применять оборудование, которое сложно демонтировать. Не рекомендуется оставлять в машинах или трубопроводах моющие растворы, кото­рые могут служить питательной средой для развития микроорга­низмов. Обязательным является применение антисептических средств. Банки и флаконы, предназначенные для упаковки косме­тических изделий, должны быть хорошо промыты раствором ан­тисептика. Корковые пробки могут быть источником грибков, а слоистые пробки на клеевой основе — хорошая среда для разви­тия бактерий.

Загрязнение микроорганизмами может произойти и на стадии применения косметических средств, например, когда многократ­но открывают упаковку. Это касается, в первую очередь, средств, расфасованных в баночки с широким горлом, так как большая поверхность средства взаимодействует с окружающей средой и руками человека. Наилучшей упаковкой являются тубы или фла­коны с небольшим отверстием и дозирующим устройством. Если же средством уже начали пользоваться, то желательно скорее его использовать, поэтому лучше покупать косметические сред­ства в мелких расфасовках, а средства в крупной расфасовке це­лесообразно использовать не в личных целях, а для профессио­нального применения. Нельзя также хранить косметические сред­ства на солнце.

Развитие микроорганизмов в косметических изделиях сопро­вождается разрушением компонентов, входящих в их состав, и накоплением в эмульсиях как продуктов разложения, так и со­единений, синтезированных микроорганизмами в процессе жиз­недеятельности. Эти вновь образовавшиеся вещества могут оказы­вать неблагоприятное воздействие на кожу. Любая косметическая эмульсия, содержащая клетки микроорганизмов или обеспечива­ющая их рост, не должна использоваться, так как, наряду с изме­нением свойств эмульсии (появление запаха, изменение вязкости и цвета, вспучивание или даже расслоение эмульсии), она может стать причиной кожных или, что особенно опасно, глазных забо­леваний.

Установлено, что бактерии, выделенные из испорченных кос­метических эмульсий, хорошо росли на средах, в которых жидкий парафин, олеиновая или стеариновая кислота, олеиновый или сте­ариновый спирт, гфопиленгликоль являлись источником углерода и энергии. Напротив, такие соединения, как твердый парафин, гексадециловый спирт и полиэтиленгликоль с молекулярной мас­сой 4Q0, не обеспечивали роста бактерий. Наиболее интенсивный рост и способность использовать разнообразные соединения обна­ружены у бактерий рода Pseudomonas. Однако этих данных недоста­точно, чтобы четко представлять, какие соединения косметичес­ких эмульсий могут обеспечивать рост микроорганизмов.

В связи с этим были проведены исследования по определению способности микроорганизмов расти на средах с соединениями, входящими в состав косметических эмульсий.

В качестве тест-бактерий были использованы: Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Enterobacter aeruginosa, Achromobacter delmarval, Staphylococcus aureus. Выбор названных микроорганиз­мов в качестве тестов был обусловлен тем, что Ps. aeruginosa, E. coli, St. aureus, Candida рекомендованы в качестве обязательных тест-культур при определении биостойкости косметических эмульсий. Эти микроорганизмы часто выделяют из пораженных эмульсий, их относят к условно-патогенными и поэтому особенно опасным. Остальные микроорганизмы были выделены из испорченных кремов.

На основании полученных данных можно считать, что почти все соединения, входящие в состав косметических эмульсий, мо­гут служить субстратом для роста тест-организмов.

К числу наиболее стойких соединений жировой фазы относит­ся ланолин, который обеспечивал рост только Ps. aeruginosa. Из эмульгаторов наименьшей стойкостью к воздействию микроорга­низмов обладали стеарин, стеарат-ДЭГ и лаурат-ДЭГ, поскольку все тест-организмы, за исключением St. aureus, хорошо росли на средах с этими соединениями. Наиболее стойким эмульгатором оказался триэтаноламин, который не поддерживал роста тест-орга­низмов, что хорошо согласуется с данными о невозможности ис­пользования бактериями третичных аминов.

Полученные результаты позволяют считать, что далеко не все микроорганизмы, обладающие способностью к использованию определенных соединений, входящих в состав косметических эмульсий, могут в них развиваться и вызывать их повреждения.

Благодаря тому, что в состав эмульсий входят ПАВ, поверхно­стное натяжение в эмульсиях низкое. Грамотрицательные бакте­рии устойчивы к низкому поверхностному натяжению, тогда как грамположительные более чувствительны и не развиваются, если поверхностное натяжение среды ниже 50 дин/см². Возможно, что решающим фактором, приводящим к гибели St. aureus, является именно низкий уровень поверхностного натяжения.

Отсутствие роста С. lipolytica в модельных эмульсиях объясняет­ся недостаточным количеством кислорода.

Большинство компонентов косметических эмульсий — это слож­ные эфиры высокомолекулярных спиртов и жирных кислот. Воз­действие микроорганизмов на соединения такого рода начинается с их гидролиза. В дальнейшем соединения, образовавшиеся при гид­ролизе, используются микроорганизмами в процессе их метабо­лизма. Образующиеся жирные кислоты, наряду с тем, что являют­ся субстратом для развития микроорганизмов, могут и стимулиро­вать их рост.

Так, например, Ps. aeruginosa использует олеиновую кислоту в процессе жизнедеятельности, а для дрожжей из рода Candida, бак­терий из рода Pseudomonas олеиновая кислота является важным ростовым фактором. Наряду с кислотами, микроорганизмы ис­пользуют и спиртовую группу эфира. Так, глицерин обеспечивает рост всех использованных тест-организмов.

Механизм разрушения косметических эмульсий во многом за­висит от состава эмульгаторов. Считают, что в устойчивой эмуль­сии жировая фаза защищена от воздействия микроорганизмов адсорбированными молекулами эмульгатора.

Поскольку бактерии в эмульсиях развиваются в воде, соедине­ния водной фазы, например, глицерин или избыток эмульгатора, не вошедшего в состав адсорбционных слоев жировой фазы, прежде всего используются микроорганизмами.

Устойчивость эмульсий к поражению микроорганизмами за­висит от состава водной фазы: в состав косметических эмуль­сий, как правило, включаются глицерин, концентрация кото­рого колеблется от 1 до 8 %, и этанол в концентрации от 1 до 3 %. Было изучено влияние этих соединений на устойчивость эмуль­сий к воздействию микроорганизмов на примере Pseudomonas aeruginosa.

Полученные данные показали, что при введении глицерина в состав эмульсии численность клеток Pseudomonas aeruginosa возра­стала в 2 раза и более. Наоборот, введение этилового спирта сни­жало численность бактерий.

Все это позволяет считать, что главным фактором, определя­ющим стойкость эмульсий к поражению микроорганизмами, яв­ляется биостойкость эмульгаторов.

Изменяя состав водной фазы, можно уменьшить степень по­вреждения эмульсий микроорганизмами. Наиболее сильно воздей­ствуют на эмульсии, вызывая их повреждения, бактерии из рода Pseudomonas, Enterobacter, Achromobacter. Поэтому защита эмульсий должна быть направлена на создание условий, исключающих рост в них представителей этих бактерий, и прежде всего Pseudomonas aeruginosa.