近年來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，我國(guó)化妝品消費(fèi)迅速崛起。數(shù)據(jù)顯示，2021年1-12月全國(guó)化妝品零售額為4026億元，與去年同期相比增長(zhǎng)14%。中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)，2022年我國(guó)化妝品零售額將達(dá)4416億元。

  新消費(fèi)的滔天巨浪已經(jīng)席卷而來(lái)。伴隨著中國(guó)制造、技術(shù)和服務(wù)的日趨成熟，國(guó)貨美妝的井噴式發(fā)展已成為不可忽視的潮流。為了保證這些化妝品的安全性，應(yīng)該在上市前應(yīng)進(jìn)行必要的檢驗(yàn)，檢驗(yàn)方法包括相關(guān)理化檢驗(yàn)方法、微生物檢驗(yàn)方法、毒理學(xué)試驗(yàn)方法和人體安全試驗(yàn)方法等，而微生物檢驗(yàn)是化妝品質(zhì)量檢測(cè)中的重要環(huán)節(jié)?；瘖y品富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，且pH值介于4～7，具備微生物生長(zhǎng)繁殖的適宜條件。

  微生物的生長(zhǎng)與水分活度密切相關(guān)，每種微生物的生長(zhǎng)都有其所需的低水分活度。水分活度介于0～1.0，數(shù)值越小，產(chǎn)品中的自由水越少，能夠參與到微生物生長(zhǎng)的水就越少，數(shù)值越接近于1.0，說(shuō)明能夠參與到微生物生長(zhǎng)的自由水含量越高。有研究表明：大多數(shù)細(xì)菌在水分活度0.90以上增殖，金黃色葡萄球菌略低為0.86;大多數(shù)的霉菌和酵母在水分活度0.77以上增殖，水分活度在0.61以下，微生物將不能生長(zhǎng)繁殖，見(jiàn)表1。微生物的生長(zhǎng)繁殖發(fā)生在一定的水分活度范圍內(nèi)，低于其所需的水分活度，微生物將不能生長(zhǎng)，不同微生物生長(zhǎng)所需的水分活度不同。因此，利用水分活度控制微生物生長(zhǎng)繁殖可以應(yīng)用到化妝品行業(yè)中。

  水分活度在化妝品微生物污染控制中的應(yīng)用化妝品所包含的成分多樣，因?yàn)楣πУ木壒?，大多?shù)含有各種中草藥提取成分以及添加的動(dòng)物組織提取物及各類(lèi)精華，富含大量的蛋白質(zhì)和維生素等，非常適合微生物的生長(zhǎng)繁殖，而歷年來(lái)，化妝品質(zhì)量不合格原因有很大一部分就在于微生物超標(biāo)。因此，微生物檢測(cè)已經(jīng)成為了化妝品質(zhì)量檢查的重要一環(huán)?！痘瘖y品安全技術(shù)規(guī)范》(2015年版)明確規(guī)定了化妝品中微生物指標(biāo)限值，見(jiàn)表2。

降低微生物污染風(fēng)險(xiǎn)

  通過(guò)測(cè)定和控制化妝品中水分活度的方式來(lái)降低微生物污染的風(fēng)險(xiǎn)具有一定可行性。不同種類(lèi)的微生物都有合適其生長(zhǎng)繁殖的水分活度范圍，可以通過(guò)測(cè)定化妝品各類(lèi)劑型的水分活度來(lái)制定較廣的微生物控制方案。在水分活度低的化妝品制劑中，可以減少生產(chǎn)過(guò)程中的微生物檢驗(yàn)次數(shù)，比如潤(rùn)唇膏的水分活度在0.36左右，在這個(gè)水分活度中，進(jìn)行每批微生物檢查的意義不大，在生產(chǎn)過(guò)程中可以減少對(duì)微生物控制的檢測(cè)次數(shù)。對(duì)于水分含量較高的化妝品制劑，比如化妝水、潤(rùn)膚乳、洗面奶等，可以通過(guò)控制水分活度的方式，降低其中可以參與到微生物生長(zhǎng)的游離水含量，增加化妝品的穩(wěn)定性。

  化妝品中控制水分活度可以從兩個(gè)方面著手：(1)改變劑型。除了將劑型制備成含水量低的粉劑或膏霜，大部分含水量多的制劑還可以通過(guò)乳化劑作為載體，制備成油包水型乳劑。油包水型乳劑，因其外相為油，有效阻隔了水的逃逸，降低水分活度，或者其他能有效控制低水分活度的新型劑型。

  (2)添加抑制水分活度的成分。在化妝品中添加已知的能控制水分活度的成分，比如丙二醇、二丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、甘油、雙甘油、山梨(糖)醇等。主要原理是水分活度抑制劑成分中羥基的氫鍵作用將化妝品中的自由水變成結(jié)合水，從而降低水分活度，將水分活度控制在一定范圍內(nèi)。

減少防腐劑使用

  防腐劑是以抑制微生物在化妝品中的生長(zhǎng)為目的而在化妝品中加入的物質(zhì)，在一定濃度下能抑制細(xì)菌、菌類(lèi)等微生物的生長(zhǎng)?！痘瘖y品安全技術(shù)規(guī)范》(2015年版)中列出的準(zhǔn)用防腐劑有51類(lèi)，化妝品中較常用的幾種防腐劑：甲基氯異噻唑啉酮、甲基異噻唑啉酮混合物、4-羥基苯甲酸及其鹽類(lèi)和酯類(lèi)和三氯生等均為化學(xué)制劑，對(duì)人體皮膚有刺激性，容易引起過(guò)敏。也有數(shù)據(jù)表明防腐劑有可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌對(duì)廣譜類(lèi)藥品產(chǎn)生耐藥性。

  雖然技術(shù)規(guī)范規(guī)定了化妝品使用時(shí)的較大允許限量，但是每日使用的化妝品種類(lèi)較多，防腐劑總暴露量增加，就有可能導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)疊加。水分活度低的化妝品制劑，本身就具有抑制微生物生長(zhǎng)的性能，在添加防腐劑時(shí)也可以考慮少添加或者不添加。因此，通過(guò)控制化妝品中的水分活度來(lái)調(diào)整產(chǎn)品的配方及其工藝，減少防腐劑的用量，對(duì)提高整個(gè)防腐體系的抗微生物能力有很大幫助。

應(yīng)用總結(jié)

  各種微生物生長(zhǎng)都有低水分活度的要求，結(jié)合水分活度可以對(duì)化妝品微生物污染進(jìn)行控制，在減少化妝品中防腐劑應(yīng)用方面有重要意義。但是，化妝品的使用性質(zhì)導(dǎo)致單劑量包裝的產(chǎn)品較少，多劑量制劑在開(kāi)封后到使用結(jié)束的過(guò)程中存在著二次污染的可能。在化妝品的生產(chǎn)過(guò)程中，原料、操作人員、生產(chǎn)環(huán)境、儀器設(shè)備等都不可避免的會(huì)帶入微生物，控制水分活度可一定程度上減少其中的微生物生長(zhǎng)繁殖，但是并不表示就沒(méi)有微生物存在。化妝品開(kāi)封后，在適宜的溫、濕度下，接觸到外來(lái)的微生物以及本來(lái)存在的休眠微生物，很容易就帶來(lái)嚴(yán)重的二次污染。因此，在結(jié)合水分活度控制微生物污染的基礎(chǔ)上，研究化妝品的配方組成、包裝材料等對(duì)化妝品的質(zhì)量安全有很大幫助。

市面上，較常見(jiàn)的是：電子濕度計(jì)法（電容/電阻傳感器法），鏡面冷凝傳感器法水分活度儀。其中，電容/電阻傳感器法測(cè)試速度慢，準(zhǔn)確度、精度明顯低于其他傳感器，另外傳感器需要經(jīng)常校準(zhǔn)，且隨著時(shí)間延長(zhǎng)容易老化。

鏡面冷凝方法，其優(yōu)勢(shì)在于檢測(cè)的速度和精度，可以在5min之內(nèi)測(cè)量完成，且保證精度達(dá)到±0.003 aw 。鏡面冷凝方法是經(jīng)AOAC認(rèn)證的首要的測(cè)量水分活度的方法，并且是可以溯源到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的方法，同時(shí)也是是美國(guó)USP和FDA推薦使用的方法。

AquaLab 4TE鏡面冷凝水分活度儀廣泛應(yīng)用于科研，生產(chǎn)和質(zhì)量控制。該方法是基于基本熱力學(xué)原理測(cè)量相對(duì)濕度的主要方法。儀器可在5分鐘內(nèi)完成準(zhǔn)確性為±0.003 aw的測(cè)量。由于測(cè)量基于溫度測(cè)定，因此無(wú)需校準(zhǔn)，可以用標(biāo)準(zhǔn)鹽溶液檢查儀器的性能。儀器樣品倉(cāng)易操作及清潔。可以實(shí)現(xiàn)水分活度實(shí)時(shí)進(jìn)行在線檢測(cè)，節(jié)約成本提高效率。