일반적으로 화장품에는 제품의 보존성을 향상시키는 것을 목적으로, 파라옥시안식향산에스텔(paraben, 파라벤), 이미다졸리 디닐우레아, 페녹시에탄올, 클로로페네신 등의 화학 방부제가 배합되어 있다. 화학 방부제는 제형의 안정성 및 방부 유효성이 우수하지만, 독성, 피부자극, 알러지를 유발하는 등의 단점이 있어 배합량을 줄이거나 배제하고도 제품의 안정성 및 유효성이 높은 보존 기술이 요구된다. 종래부터 글리세린, 1,3-부틸렌글리콜(BG), 프로필렌글리콜(PG), 디프로필렌글리콜(DPG) 등의 폴리올류들은 보습성분 및 용매로 범용되고 있으며, 고농도로 사용할 경우 항균력이 있지만, 사용성을 떨어뜨리고, 피부 자극을 유발하는 등 제품의 성능을 저하시키는 문제점이 있었다. 본 연구의 목적은 폴리올류의 조성별 항균, 방부력 영향을 평가하고, 스킨케어 유화제형에서 방부제 함량을 감소시킬 수 있는 폴리올 조성을 도출하여 방부제의 사용량을 감소시키고, 사용성 및 안정성도 개선하는 것이다. 범용적으로 사용되는 폴리올류의 항균 증가력을 측정한 결과 글리세린의 항균 증가력은 미미한 반면 BG, PG의 영향력은 유의(p < 0.05) 하였다. S. aureus를 대상으로 화학 방부제의 항균력 증가를 측정하고 상관성을 회귀분석한 결과 폴리올 1 %를 증량할 때 PG는 $2.1{\sim}8.4 %$, BG는 $1.8{\sim}8.4 %$ 방부제의 항균력을 증가시킬 것으로 추정되었다. 로션, 크림 등 유화제품에서 폴리올에 의한 방부력 증가율을 측정한 결과 글리세린의 경우 5 %까지 함량을 증가시켜도 방부력이 증진되지 않았으며, BG 및 PG는 $5.5{\sim}9.9 %$ 증가할 때 40 % 이상까지 방부력을 증가시켰다. 이상의 폴리올의 항균, 방부 영향력 측정으로 유화 제품에서 폴리올 배합을 조정하여 방부제 사용량을 40 %까지 감소시키고 사용성과 안전성 그리고 제품의 안정성을 개선할 수 있음을 확인하였고, paraben-free, 저방부, 무방부 시스템 도입시 베이스 처방의 기준으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
일반적으로 화장품에는 제품의 보존성을 향상시키는 것을 목적으로, 파라옥시안식향산에스텔(paraben, 파라벤), 이미다졸리 디닐우레아, 페녹시에탄올, 클로로페네신 등의 화학 방부제가 배합되어 있다. 화학 방부제는 제형의 안정성 및 방부 유효성이 우수하지만, 독성, 피부자극, 알러지를 유발하는 등의 단점이 있어 배합량을 줄이거나 배제하고도 제품의 안정성 및 유효성이 높은 보존 기술이 요구된다. 종래부터 글리세린, 1,3-부틸렌글리콜(BG), 프로필렌글리콜(PG), 디프로필렌글리콜(DPG) 등의 폴리올류들은 보습성분 및 용매로 범용되고 있으며, 고농도로 사용할 경우 항균력이 있지만, 사용성을 떨어뜨리고, 피부 자극을 유발하는 등 제품의 성능을 저하시키는 문제점이 있었다. 본 연구의 목적은 폴리올류의 조성별 항균, 방부력 영향을 평가하고, 스킨케어 유화제형에서 방부제 함량을 감소시킬 수 있는 폴리올 조성을 도출하여 방부제의 사용량을 감소시키고, 사용성 및 안정성도 개선하는 것이다. 범용적으로 사용되는 폴리올류의 항균 증가력을 측정한 결과 글리세린의 항균 증가력은 미미한 반면 BG, PG의 영향력은 유의(p < 0.05) 하였다. S. aureus를 대상으로 화학 방부제의 항균력 증가를 측정하고 상관성을 회귀분석한 결과 폴리올 1 %를 증량할 때 PG는 $2.1{\sim}8.4 %$, BG는 $1.8{\sim}8.4 %$ 방부제의 항균력을 증가시킬 것으로 추정되었다. 로션, 크림 등 유화제품에서 폴리올에 의한 방부력 증가율을 측정한 결과 글리세린의 경우 5 %까지 함량을 증가시켜도 방부력이 증진되지 않았으며, BG 및 PG는 $5.5{\sim}9.9 %$ 증가할 때 40 % 이상까지 방부력을 증가시켰다. 이상의 폴리올의 항균, 방부 영향력 측정으로 유화 제품에서 폴리올 배합을 조정하여 방부제 사용량을 40 %까지 감소시키고 사용성과 안전성 그리고 제품의 안정성을 개선할 수 있음을 확인하였고, paraben-free, 저방부, 무방부 시스템 도입시 베이스 처방의 기준으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
It is inevitable to use germicidal agents like parabens, imidazolidinyl urea, phenoxyethanol and chlorphenesin to preserve the cosmetics. Although effective in reducing microblological contamination, chemical preservatives are irritative, allergenic and even toxic to human skin. So it is needed to d...
It is inevitable to use germicidal agents like parabens, imidazolidinyl urea, phenoxyethanol and chlorphenesin to preserve the cosmetics. Although effective in reducing microblological contamination, chemical preservatives are irritative, allergenic and even toxic to human skin. So it is needed to decrease or eliminate usage of preservatives in cosmetic products Glycerin, butylene glycol (BG), prorylene glycol (PG), and dipropylene glycol (DPG) are widely used in cosmetics as skin conditioning agent or solvents. At high concentrations, they have antimicrobial activities, but deteriorate product quality like sensory feeling or safety. The purpose of study is to evaluate the effects of polyols on antimicrobial and preservative efficacy and confirm whether using adjusted polyols can decrease the contents of preservatives without deterioration of the quality of cosmetics. Effects of common polyols on antimicrobial activities of general preservatives were measured. BG and PG significantly (p < 0.05) increased activities of preservatives, but glycerin influenced little. It was inferred from the regression analysis of the results with S. aureus that adding 1% of PG increased activities of preservatives up to $2.1{\sim}8.4 %$ and BG improved activities of preservatives up to $1.8{\sim}8.4 %$. The challenge test results for oil in water lotions and creams showed that BG and PG improved the efficacy of preservative systems up to 40 % at a range of $5.5{\sim}9.9 %$, but glycerin had little effect on it. The measured rates of improvement were analogous to the inferences from regression analysis. It can be concluded that is possible to reduce total chemical preservatives up to 40 %, consequently improve the safety and sensory quality of cosmetics with the precision control of polyols. Added to that, using this paradigm, low preservative contents, praraben-free system, and even preservative-free systems can be expected in the near future.
It is inevitable to use germicidal agents like parabens, imidazolidinyl urea, phenoxyethanol and chlorphenesin to preserve the cosmetics. Although effective in reducing microblological contamination, chemical preservatives are irritative, allergenic and even toxic to human skin. So it is needed to decrease or eliminate usage of preservatives in cosmetic products Glycerin, butylene glycol (BG), prorylene glycol (PG), and dipropylene glycol (DPG) are widely used in cosmetics as skin conditioning agent or solvents. At high concentrations, they have antimicrobial activities, but deteriorate product quality like sensory feeling or safety. The purpose of study is to evaluate the effects of polyols on antimicrobial and preservative efficacy and confirm whether using adjusted polyols can decrease the contents of preservatives without deterioration of the quality of cosmetics. Effects of common polyols on antimicrobial activities of general preservatives were measured. BG and PG significantly (p < 0.05) increased activities of preservatives, but glycerin influenced little. It was inferred from the regression analysis of the results with S. aureus that adding 1% of PG increased activities of preservatives up to $2.1{\sim}8.4 %$ and BG improved activities of preservatives up to $1.8{\sim}8.4 %$. The challenge test results for oil in water lotions and creams showed that BG and PG improved the efficacy of preservative systems up to 40 % at a range of $5.5{\sim}9.9 %$, but glycerin had little effect on it. The measured rates of improvement were analogous to the inferences from regression analysis. It can be concluded that is possible to reduce total chemical preservatives up to 40 %, consequently improve the safety and sensory quality of cosmetics with the precision control of polyols. Added to that, using this paradigm, low preservative contents, praraben-free system, and even preservative-free systems can be expected in the near future.
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대상 데이터
Glycerin, 1, 3-butylene glycol, propylene glycol and dipropylene glycol were purchased from Sigma-Aldrich (Korea).
데이터처리
Regression analyses were performed and coefficients of each polyol for regression equations were calculated by Minitab program (Table 4).
성능/효과
1) Regarding to the result of antimicrobial activity assay of polyols, it is needed to use at least of glycerin 40 %, BG 14 %, PG 16 %, and DPG 18 % of the concentration for sole preservative.
2) The respective antimicrobial activity of MP, PE and CPN was significantly enhanced by BG and PG (p < 0.05), while the enhancement of antimicrobial ac-tivity by glycerin was negligible. BG was superior to PG in antimicrobial activity.
3) It was expected that the preservative efficacy was enhanced to MP 2.1 %, CPN 8.4 %, and PE 6.0 % by addition of PG 1 % and to MP 1.8 %, CPN 8.4 %, and PE 4.6 % by addition of 1 % BG, respectively, at the concentration of polyol below 10 %.
4) More than 40 % enhancement of preservative efficacy was observed in BG and PG. PG was most effective, followed by BG while no enhancement of preservative efficacy was shown in glycerin to the concentrations to 6.
5) Most experimentally measured enhancement rate of preservative efficacy was similar to the expected value using regression equation, considering intervals of test sample concentration and reliability of test. And there were some exceptional results affected by change of partition coefficient caused by polyol increase.
Enough preservative activity was expected at the concentration above 40 %, 14 %, 16 % and 18 % of Gly, BG, PG and DPG, respectively (Table 1).
It was expected that the antimicrobial activity of MP, CPN and PE would be enhanced to 2.1 %, 8.4 % and 6.0 % by addition of 1 % PG and to 1.8 %, 8.4 %, 4.6 % by addition of 1 % BG, respectively.
참고문헌 (6)
I. Olitzky, Antimicrobial properties of a propylene glycol based topical therapeutic agent, J. Pharm. Sci., 54(5), 787 (1965)
T. Kinnunen and M. Koskela, Antibacterial and antifungal properties of propylene glycol, hexylene glycol and 1,3-butylene glycol in vitro, Acta. Derm. Venereo., 71(2), 148 (1991)
Z. Gruntova and S. Thurzova, Effect of glycerin and propylene glycol on microbial contamination of some o/w ointment bases, Cesk. Farm., 20(8), 299 (1971)
P. A. Thomas, K. S. Bhat, and K. M. Kotian, Antibacterial properties of dilute formocresol and eugenol and propylene glycol, Oral. Med. Oral. Patho., 49(2), 166 (1980)
R. M. Darwish and S. F. Bloomfield, Effect of ethanol propylene glycol and glycerol on the interaction of methyl and propyl ${\rho}-hydroxybenzoate$ with Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa, Int. J. of Pham., 147, 51 (1997)
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