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近年来,化妆品中使用频率最高的一类防腐剂——尼泊金酯,因其潜在的安全性受到广大学者和消费者的质疑和担忧。甚至化学防腐剂在化妆品中的使用也将逐渐受到限制。因此,从天然植物中开发安全、温和、高效的防腐体系作为化学防腐剂的替代品,是目前化妆品防腐领域的研究热点。本文首先采用厚朴、毛竹叶、透骨草和肉桂四种抑菌效果较强、价格低廉的植物作为原料,以对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色假丝酵母菌和黑曲霉菌的抑菌圈直径以及提取产率为指标,确定其粗提取工艺,粗提物再经有机溶剂萃取得到抑菌效果较优的部分。将这四种萃取得到的植物提取物用L25(56)正交表进行复配实验,得到抑菌效果强、抑菌谱广的天然防腐体系(Nature Preservative system,NPs)。此体系中厚朴、毛竹叶、透骨草以及肉桂的复配比例为2:5:1:2,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色假丝酵母菌和黑曲霉菌的抑菌圈直径分别为28.58±0.75 mm、28.98±0.63 mm、32.10±0.76 mm、33.02±0.78 mm,MIC与MBC值均为1.56 mg/mL、0.78 mg/mL、0.39 mg/mL、0.78 mg/mL。进一步对NPs的抑菌机理进行考察。通过对四种植物活性成分的初步鉴定,确定其主要成分为酚类、黄酮及其皂苷、木脂素及有机酸等。然后通过金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生长抑制曲线、细胞膜通透性实验、DNA体外损伤实验、细胞周期分析、细菌形貌观察等手段发现:与单一植物提取物相比,NPs可能通过作用于细菌不同的生长周期或者不同的靶部位达到协同作用。最后,利用栅栏效应对NPs的抑菌机理进行解释:首先,透骨草以及厚朴提取物对细胞壁进行初步破坏,厚朴提取物则进一步破坏细胞膜结构,这也为毛竹叶提取物进入胞内,对遗传物质进行抑制和破坏打开了通路。因此,通过对不同靶部位的破坏,NPs表现出显著的协同作用,具有高效、广谱的抑菌活性,这也为抑菌植物提取物复配方案提供理论依据。最后,为了将NPs应用于不同化妆品体系,首先对NPs的稳定性进行了研究,结果显示:NPs适用于pH4~6范围内的化妆品产品;NPs抑菌效果随着紫外线的照射逐渐降低;当温度低于60℃时NPs抑菌效果较好;NPs在40℃下储藏90天,抑菌效果无显著性变化。同时,红细胞溶血实验表明,NPs几乎无刺激性,非常温和。进一步对面膜液、泥浆面膜、O/W保湿面霜以及W/O防晒乳液进行防腐挑战性实验,发现NPs的添加量为0.5%~1.2%时即可提供较好的防腐效力,同时也可将NPs与苯氧乙醇或者辛二醇等化学防腐剂或防腐助剂进行配伍,降低化学防腐剂的用量。因此,NPs可作为天然、温和、安全的化妆品防腐体系,完全或部分替代化妆品中化学防腐剂的使用。