植物精油(essential oil)是存在于芳香植物體內(nèi)的一類具有揮發(fā)性、可隨水蒸氣蒸餾、與水不能相互混溶的次生代謝物，其組成以萜類化合物為主。精油具有特殊的芳香氣味，主要作為調(diào)香原料使用。此外它還具有多方面的功能，如殺菌、防腐、殺蟲等功效，在食品、醫(yī)藥、日化、生物農(nóng)藥及化工工業(yè)等方面有廣泛應(yīng)用。

近年來，消費者對化妝品的需求越來越向“健康”、“天然”和“無添加”等理念轉(zhuǎn)變，植物精油因其萃取自天然植物，并且在抗菌、消炎、抗氧化等方面具有突出的生物活性，常見于各種皮膚外用制劑以及化妝品的制備。本文選取了 4 種典型的植物精油，對其抑制細菌和真菌的性能進行了研究，并對其在抑制痤瘡和防腐方面的應(yīng)用進行初步探討，旨在為其綜合開發(fā)利用提供依據(jù)。

一、實驗結(jié)果與討論

1 精油抑菌活性

1.1 單方精油抑菌活性

      采用牛津杯法檢測了4 種單方精油的抑菌活性，樣品抑菌圈直徑的測量結(jié)果見表 3。數(shù)據(jù)顯示，4 種單方精油對不同菌種的抑菌效果存在明顯差異，抑菌效果較好的是茶樹精油和彼得松薄子木油，薰衣草精油的抑菌效果略顯溫和，鼠尾草精油的抑菌效果較差。茶樹精油對金黃色葡萄球菌(抑菌圈直徑為 45.06 mm)、大腸桿菌(抑菌圈直徑為 34.72 mm)和痤瘡丙酸桿菌(抑菌圈直徑為 27.90 mm)的抑制效果明顯，彼得松薄子木油對白色假絲酵母菌(抑菌圈直徑為 29.02 mm)和黑曲霉菌(抑菌圈直徑為59.90 mm)的抑制效果明顯。抑菌圈結(jié)果也顯示出單方精油的抗菌譜并不廣，如茶樹精油對白色假絲酵母菌無抑菌圈，彼得松薄子木油對銅綠假單胞菌無抑菌圈，鼠尾草精油對多個菌種都無抑菌圈。

      植物精油中所含的化學(xué)成分決定了植物精油的各種生物活性，植物精油的抑菌活性大小與其化學(xué)成分的組成和含量密切相關(guān)，精油的抗菌活性是其所含各種化學(xué)成分抗菌活性的整體表現(xiàn)  [1,3] 。茶樹精油的主要成分 α - 松油醇和 4 - 松油烯醇，能破壞金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的生物膜，導(dǎo)致細胞通透性增加，抑制其生長;彼得松薄子木油的主要成分為橙花醛和香葉醛，能破壞真菌細胞的超微結(jié)構(gòu)，而且還能損傷其細胞膜體積調(diào)節(jié)功能及變形能力;薰衣草精油中的芳樟醇和乙酸芳樟酯使細胞膜結(jié)構(gòu)破壞，使胞內(nèi)物質(zhì)外漏，進而造成菌體外形出現(xiàn)萎縮;鼠尾草精油的主要成分也為乙酸芳樟酯，所以和薰衣草的抑菌效果有一定相似之處，乙酸芳樟酯能夠使細菌細胞壁和細胞膜有一定程度的溶解、凹陷、變形，使細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)等遭到破壞從而起到殺滅作用。

      以上 4 種單方精油均表現(xiàn)出一定的抗菌活性，但抗菌效果存在一定局限性。本文設(shè)想利用單方精油不同成分間的復(fù)配，研究復(fù)方精油功能上的協(xié)同、互補性，以達到增強其廣譜抗菌性的目的。

1.2 復(fù)方精油的抑菌活性

       5 種復(fù)方精油的抑菌活性如表 4 所示。數(shù)據(jù)顯示，將單方精油復(fù)配后，復(fù)方精油的抑菌譜有所擴大，彼得松薄子木油分別與薰衣草精油和茶樹精油復(fù)配后，對 6 種供試菌種都表現(xiàn)出了一定的抑菌活性。其次，精油復(fù)配后表現(xiàn)出較好的協(xié)同增效作用，復(fù)方精油 C 對金黃色葡萄球菌的抑菌效果顯著提高(抑菌圈直徑為 59.20 mm)，復(fù)方精油B 對大腸桿菌的抑菌效果有所增強(抑菌圈直徑為40.26 mm)，復(fù)方精油 E 對白色假絲酵母菌的抑菌效果有所提升(抑菌圈直徑為 30.21 mm)。

2、 復(fù)方精油對痤瘡致病菌的抑制效果

      痤瘡是一種常見的慢性毛囊、皮脂腺炎癥性皮膚病，其病因除與內(nèi)分泌、免疫功能、皮脂腺分泌過多和毛囊角化過度等因素有關(guān)外，還與痤瘡丙酸桿菌、金黃色葡萄球菌混合感染密切相關(guān)。痤瘡丙酸桿菌是造成青春痘的主要細菌，金黃色葡萄球菌能夠在痤瘡病灶上加重感染發(fā)炎，所以對痤瘡丙酸桿菌和金黃色葡萄球菌有明顯抑制效果的復(fù)方精油對痤瘡會有一定的抑制功效。

      為了使精油能夠更均勻地在培養(yǎng)基中分布，選用無水乙醇作為助溶劑，但考慮到乙醇本身有一定的殺菌作用，故設(shè)置了無水乙醇對照試驗，結(jié)果表明在本試驗設(shè)定的濃度下，乙醇對供試菌種沒有明顯抑制作用，選用乙醇作為助溶劑對供試樣品的最小抑菌濃度的測定均無影響。

      表 4 顯示，復(fù)方精油 B、C、E 對痤瘡丙酸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制效果較好，所以將精油B、C、E 和對照藥品進行對比測試，結(jié)果見表 5。其中，精油 E 的抑菌效果不如精油 B 和 C。精油 B和 C 對金黃色葡萄球菌的抑制效果優(yōu)于對照樣品(>0.02%)，當(dāng)精油 C 的濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.005%，精油 B 的濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.01% 時，就可將試管中的菌落完全殺滅。但精油 B 和 C 對痤瘡丙酸桿菌的抑制效果偏弱，當(dāng)精油 B 的濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.025%，精油 C 濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.05% 時才能達到抑菌效果。雖然復(fù)方精油對痤瘡丙酸桿菌的抑制效果弱于對照樣品，但其對金黃色葡萄球菌抑制效果很好，所以復(fù)方精油對痤瘡致病菌的抑制還是顯而易見的，可以用于抑制痤瘡的產(chǎn)品中。

3 、復(fù)方精油的防腐效果

     霉菌可引起的霉變是化妝品變質(zhì)的主要原因 ，而且霉菌具有極強的繁殖能力，其孢子的休眠期長和抗逆性強，與細菌的芽孢有很大的差別，所以化妝品對真菌的抑制更為關(guān)鍵。由于復(fù)方精油E 對白色假絲酵母菌(抑菌圈直徑為 30.21 mm)和黑曲霉菌(抑菌圈直徑為 40.30 mm)有較好的抑制效果，所以對其防腐性能進行了研究。

3.1 精油 E 的最小抑菌濃度(MIC)測定結(jié)果表 6 列出了精油 E 對細菌和真菌的 MIC 值。

      表 6 數(shù)據(jù)顯示，精油 E 對金黃色葡萄球菌、白色假絲酵母菌和黑曲霉菌的抑制效果較好，但對銅綠假單胞菌的抑制作用并不強，所以相對而言精油E 對真菌的抑制效果稍強，這和抑菌圈的測試結(jié)果吻合。

3.2 精油 E 的防腐挑戰(zhàn)測試結(jié)果

     水分是微生物生存的介質(zhì)，水分的含量及可給性影響著微生物的生長速率，水活度越高，微生物的生長速率越快。在化妝品中，水劑類產(chǎn)品相對于乳、霜類產(chǎn)品的抑菌要求更加嚴(yán)格，通過對水劑產(chǎn)品的防腐性能研究，更容易觀測到防腐體系的抑菌能力。

      精油 E 在水劑中單獨加菌的防腐挑戰(zhàn)測試結(jié)果如表 7 所示，在同等濃度下，精油 E 對混合真菌的抑制效果較強，當(dāng)添加量為質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.20% ~0.30% 時就對真菌有較好的抑制效果，但需要添加到質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.40% ~ 0.50% 才會對細菌有較好的抑制作用。

      精油的成本較高，如果按此比例加入到產(chǎn)品中會大幅度增加配方成本，而且使用量較大可能還會引起配方不穩(wěn)定、刺激性強等一系列問題，所以精油 E 作為防腐劑使用效果并不理想。但如果將精油 E 與其他原料復(fù)配，少量加入產(chǎn)品中作為防腐增效劑使用，不僅能提升體系的防腐效果，特別是對真菌的抑制效果，其愉悅的氣味還會帶給使用者良好的感官體驗。

4、 基于植物精油的復(fù)配防腐方案

      烷基二元醇在個人護理品工業(yè)中已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用，其保濕性和安全性已得到普遍認(rèn)同，部分二元醇還顯示出一定抗微生物的效果。目前，1,2 - 己二醇已被廣泛應(yīng)用于防腐替代劑和增效劑。1,2 - 己二醇對細菌的抑制效果較好，但對真菌的抑制效果有限，同時，1,2 - 己二醇的成本較高，單獨使用會使產(chǎn)品成本大幅度提高。所以 1,2 - 己二醇常與其他具有防腐功效的原料復(fù)配使用。

     雖然精油 E 對細菌的抑制效果并不理想，但若與 1,2 - 己二醇復(fù)配使用，其對霉菌良好的殺滅效果可以彌補 1,2 - 己二醇在霉菌抑制上的薄弱點。表 8 列出了復(fù)配方案對水劑產(chǎn)品的防腐挑戰(zhàn)測試結(jié)果。表 8 中數(shù)據(jù)顯示，在最容易滋生微生物的水劑產(chǎn)品中，使用復(fù)配方案 3#(質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.5% 的1,2 - 己二醇與 0.15% 的精油 E)和 6#(質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0% 的 1,2 - 己二醇與 0.15% 的精油 E)在第 7 d就可將所有真菌完全殺滅，28 d 內(nèi)細菌持續(xù)減少，能夠滿足產(chǎn)品的防腐需求。其中，6# 方案對細菌的殺滅效果優(yōu)于 3#，在第 14 d 就可將所有菌種全部殺滅。由此可見，1,2 - 己二醇加強了精油 E 對細菌的抑制效果，達到了較好的協(xié)同增效作用。

      鑒于 1,2 - 己二醇和精油 E 在水劑中的抑菌效果，測試復(fù)配方案 3# 和 6# 在乳液和膏霜中的防腐功效。隨著配方中水分含量和水活度的降低，菌種的生長速率會有所降低，防腐效果也會有所增強。表 9 列出了復(fù)配方案應(yīng)用于 O/W 乳液和膏霜的防腐挑戰(zhàn)測試結(jié)果。表 9 中數(shù)據(jù)顯示，在乳液和膏霜產(chǎn)品中，使用復(fù)配方案 3# 和 6# 都能較好地滿足產(chǎn)品的防腐需求。尤其是在膏霜產(chǎn)品中，使用復(fù)配方案 6#，防腐效果非常明顯。

      因此，對于護膚品常用的水劑、乳液和膏霜劑型，使用復(fù)配方案 3# 就可滿足防腐需求，使用復(fù)配方案 6# 就可達到更穩(wěn)妥的防腐效果。由于 1,2 -己二醇和植物精油都具有防腐效果但并不屬于防腐劑范疇，所以此防腐體系符合“不使用或盡量少使用防腐劑”的市場潮流。

二、實驗結(jié)論

      本文對 4 種精油和以它們?yōu)榛A(chǔ)調(diào)配的復(fù)方精油的抗菌活性進行了分析，結(jié)果顯示 4 種單方精油對供試菌有一定的抑制作用，其中茶樹精油和彼得松薄子木油的抑菌效果優(yōu)于薰衣草精油和鼠尾草精油。將薰衣草精油和茶樹精油復(fù)配、茶樹精油和彼得松薄子木油復(fù)配對金黃色葡萄球菌 [MIC(薰 + 茶)=0.01%，MIC(茶 + 彼)=0.005%] 有較好的殺滅作用，對痤瘡丙酸桿菌 [MIC(薰 + 茶)=0.025%，MIC(茶 + 彼)=0.05%] 也有一定抑制效果，可用于抑制痤瘡的產(chǎn)品之中。

      將薰衣草精油和彼得松薄子木油復(fù)配對黑曲霉菌(MIC=0.05%)的抑制效果較好，但對細菌的抑制能力差，不能滿足防腐需求。將該復(fù)方精油和1,2 - 己二醇復(fù)配(質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.5% 或 1.0% 的 1,2 -己二醇與 0.15% 的精油 E)使用時體現(xiàn)了較好的協(xié)同增效作用，可作為一種廣譜有效的防腐體系使用于化妝品常用劑型中。雖然天然植物精油對細菌和真菌都有一定的抑制效果，但大部分精油不具備廣譜抗菌性，如要達到良好的抑菌效果，往往需要在植物精油間復(fù)配以及將其與其他抗菌物質(zhì)復(fù)配。本文所作研究為植物精油在化妝品中的開發(fā)應(yīng)用積累了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，但針對具有抑菌功效的植物精油的篩選，對其中抑菌成分的分析和評價，對其抗菌機理的探索，以及對其復(fù)配方法的合理掌握，都還需進一步的深入研究。

文章原作：廣州環(huán)亞化妝品科技有限公司

                  廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院

                  孔秋嬋  張 怡  陳慶生  龔盛昭

文章摘自：香精香料化妝品