目前世界各国的防腐剂种类很多,牙膏作为口腔卫生用品,对其安全性要求较高,因此对采用的防腐剂的要求是:符合卫生标准,与牙膏的各组分不发生化学反应,防腐效果好,对人体正常功能无影响,此外,还要求使用方便,价格便宜。
下面先讨论一下传统使用得较多的防腐剂,常用的主要有以下几种。
1.酸性防腐剂
包括苯甲酸、山梨酸和丙酸以及它们的盐类等。这类防腐剂的特点就是体系酸性越大,其防腐效果越好。在碱性条件下几乎无效。这类防腐剂在牙膏中最常用的是苯甲酸钠。苯甲酸钠亦称安息香酸钠,分子式C7H5O2Na,相对分子质量114.11,苯甲酸钠为白色颗粒或晶体粉末,无臭或微带安息香气味,味微甜,有收敛性,在空气中稳定,易溶于水,其水溶液的pH值为8。苯甲酸亲油性大,易透过细胞膜进入细胞体内,从而干扰了微生物细胞膜的通透性,抑制细胞膜对氨基酸的吸收。进入细胞体内的苯甲酸分子,电离酸化细胞内的碱性,并能抑制细胞的呼吸酶系的活性,对乙酰辅酶A缩合反应有很强的阻止作用,从而起到防腐作用。苯甲酸对细菌抑制力较强,对酵母、霉菌抑制力较弱。苯甲酸钠的防腐作用机理与苯甲酸相同,但防腐效果小于苯甲酸。这是因为苯甲酸钠只有在游离出苯甲酸的条件下才能发挥防腐作用。苯甲酸钠1.18g的防腐效能相当于1.0g苯甲酸。苯甲酸钠在牙膏中的应用已经比较成熟,一般添加量在0.2%~0.5%。但由于其防腐效能受pH值影响较大,杀菌和抑菌效力随介质的酸度增高而增强。所以,苯甲酸钠一般较多应用在以二氧化硅为磨料的配方体系中,因为这种体系才能存在较低的pH值,而在石粉型的配方中则不适用。
2.酯型防腐剂
包括对羟基苯甲酸酯类(尼泊金酯类)、没食子酸酯、抗坏血酸棕榈酸酯等。这类防腐剂的特点就是在很宽的pH值范围内都有效,毒性也比较低。但其溶解性较低,一般情况下不同的酯要复配使用,一方面提高防腐效果,另一方面提高溶解度。这类防腐剂在牙膏中最常用的是对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、对羟基苯甲酸异丁酯。其中以对羟基苯甲酸丁酯的防腐作用最好。我国主要使用对羟基苯甲酸乙酯和丙酯,日本最多使用的是对羟基苯甲酸丁酯。对羟基苯甲酸丁酯的抗菌能力大于对羟基苯甲酸乙酯和丙酯。对酵母和霉菌有强抑制作用,在中性条件下能充分发挥防腐作用。对羟基苯甲酸酯类在牙膏中也较常用,一般复配使用。笔者进行过试验,用对羟基苯甲酸乙酯和丙酯复配使用,乙酯与丙酯的量大约为2：1,添加总量在0.15%~0.75%,牙膏的质量都可稳定,且添加总量在0.15%时,已可达到较好的控制微生物数量的作用。由于对羟基苯甲酸酯类防腐效能受pH值影响不太大,所以,其可以较广泛地应用在各类型的配方体系中,在石粉型的配方中也适用。