Conserveermiddelen in cosmetica

Inhoud
Startpagina
Conserveermiddelen in cosmetica
065–1
Conserveermiddelen in cosmetica
Inleiding
Cosmetica zijn gecompliceerde mengsels, die vaak een groot aantal
ingrediënten bevatten. Gedurende de fabricage en opslag, of tijdens
het gebruik, kunnen deze produkten in kwaliteit achteruit gaan of
zelfs bederven. Het bederf kan verschillende oorzaken hebben: chemische interacties tussen de componenten, fysische invloeden (licht,
temperatuur) en de werking van micro-organismen. De uitwerking
van deze processen kan zichtbaar worden als veranderingen van
kleur, geur en uiterlijk. Crèmes kunnen bijvoorbeeld gaan schiften
en produkten die veel vetten of oliën bevatten kunnen ranzig worden.
Het spreekt vanzelf dat getracht wordt deze achteruitgang van de
produkteigenschappen te voorkomen, of ten minste zo lang mogelijk uit te stellen. Daartoe worden verschillende maatregelen genomen. In feite begint conservering bij de ontwikkeling en fabricage
van het produkt. Chemische interacties, die verlies van de produkteigenschappen bewerkstelligen, moeten, voor zover mogelijk, voorkomen worden door doordachte formulering. Microbiologische besmetting dient vermeden te worden door een hygiënische produktiewijze.
Ook wanneer aan ontwikkeling en fabricage de uiterste zorg is besteed, blijven cosmetica kwetsbaar. Sporen metaalionen uit de verpakking of grondstoffen kunnen chemische reacties in het produkt
katalyseren en de gebruikte vetten kunnen ranzig worden.
Besmetting met micro-organismen is eveneens waarschijnlijk, omdat het kosmetische produkt meestal met behulp van de vingers uit
de verpakking wordt genomen.
Om het produkt tegen deze tijdens het gebruik optredende bedrei-
Chemische feitelijkheden 1-80
Herdruk 1996
Inhoud
Startpagina
065–2
Conserveermiddelen in cosmetica
gingen te beschermen worden chemische verbindingen toegevoegd,
die de genoemde effecten tegengaan.
De chemische afbraak kan worden onderdrukt o.a. door toevoeging
van complexvormers, die de metaalionen binden en op die manier
voor reacties maskeren. Het bekendste voorbeeld is EDTA (etheendiaminetetra-azijnzuur). Vetten worden beschermd door anti-oxydanten, verbindingen die óf de reactie onderdrukken, óf zelf de binnentredende zuurstof binden. Voorbeelden van stoffen die voor dit
doel worden toegepast zijn vitamine E (tocoferol) en BHA (butylhydroxyanisol). Hoewel het toevoegen van deze stoffen ten doel
heeft het produkt tegen verval te beschermen, en zij dus „conserveermiddelen” genoemd kunnen worden, verstaat men onder conserveermiddelen meestal alleen die verbindingen die ten doel hebben
het produkt te beschermen tegen microbiologisch bederf. In het vervolg van deze Chemische Feitelijkheden zullen we ons daarom tot
die categorie conserveermiddelen beperken.
Micro-organismen in cosmetica
Micro-organismen kunnen globaal verdeeld worden in drie soorten:
schimmels, gisten en bacteriën. Alle drie soorten kunnen in principe
in cosmetica voorkomen.
Wanneer er micro-organismen in een kosmetisch produkt groeien,
moet het produkt op enig moment besmet zijn geraakt. Besmetting
kan via de grondstoffen plaatsvinden, maar ook gedurende de fabricage, verpakking of tijdens het gebruik. Vooral in het laatste geval zal er vaak sprake zijn van een besmetting met meerdere soorten
micro-organismen. Na verloop van tijd blijkt dan dat één soort alle
andere gaat overheersen. Er ontstaat als het ware een monocultuur.
Dit wordt verklaard door verschillen in de snelheid van groei en celdeling onder de heersende omstandigheden. De snelst delende organismen gaan de langzamere overheersen. Welk organisme uiteindelijk tot groei komt is afhankelijk van de omstandigheden. Microorganismen hebben voor hun ontwikkeling, behalve reeksen elementen en enkele „groeifactoren”, tenminste een koolstofbron en
een energiebron nodig. De organismen die in cosmetica groeien zijn
in het algemeen heterotroof, dat wil zeggen dat zij hun behoefte aan
koolstof niet uit anorganische elementen kunnen putten, maar dat
Chemische feitelijkheden 1-80
Herdruk 1996
Inhoud
Startpagina
Conserveermiddelen in cosmetica
065–3
zij afhankelijk zijn van organische moleculen. In veel cosmetica zijn
geschikte organische moleculen aanwezig die als voedingsbodem
voor micro-organismen kunnen dienen.
Zo zijn crèmes geëmulgeerde mengsels van vetachtige substanties
met water, waaraan veelal een aantal „werkzame” bestanddelen is
toegevoegd. Dit kunnen bijvoorbeeld eiwitten (collageen), aminozuren en vitamines zijn. Dergelijke verbindingen zijn uitstekend geschikt als voedingsbron voor micro-organismen. Andere in cosmetica gebruikte stoffen, die als substraat kunnen dienen zijn koolhydraten (gommen, slijmen, zetmeel, suikers), alcoholen (glycerol,
mannitol en vetalcoholen), vetten en vetzuren, steroïden (cholesterol
en lanoline) enzovoorts. Belangrijk is ook de aanwezigheid van water. Zonder water kunnen micro-organismen niet groeien, een gegeven waarvan reeds van oudsher gebruik wordt gemaakt bij de
conservering van sommige voedingsmiddelen (stokvis).
Afhankelijk van het watergehalte ontwikkelen zich verschillende
soorten micro-organismen. Schimmels groeien al als relatief weinig
water aanwezig is. Bacteriën eisen een hoog watergehalte, terwijl in
het tussengebied gisten tot ontwikkeling kunnen komen. Tenslotte
is de zuurgraad belangrijk: in zeer alkalisch en in zeer zuur milieu
groeien slechts weinig micro-organismen.
De specifieke combinatie van bovenstaande factoren zoals die in een
bepaald kosmetisch produkt voorkomt, bepaalt welke micro-organismen de beste kans hebben tot ontwikkeling te komen. In de praktijk blijkt, dat bepaalde soorten relatief vaak in cosmetica voorkomen. Het spreekt vanzelf dat bij de keuze van het conserveermiddel
met dat gegeven rekening moet worden gehouden.
Risico’s van micro-organismen in cosmetica
Een goed geformuleerd en geproduceerd kosmetisch produkt is zo
geconserveerd dat er geen micro-organismen in kunnen groeien.
Wanneer kiemen geïntroduceerd worden, bijvoorbeeld tijdens het
gebruik, moet het produkt in elk geval verdere groei onderdrukken,
maar bij voorkeur de geïntroduceerde kiemen doden.
In de praktijk blijkt dat dit niet altijd het geval is. De Rijkskeuringsdienst van Waren treft regelmatig cosmetica aan waarin grote
Chemische feitelijkheden 1-80
Herdruk 1996
Inhoud
Startpagina
065–4
Conserveermiddelen in cosmetica
aantallen micro-organismen voorkomen. Kennelijk vormt goede
conservering toch een probleem. Hoewel het voorkomen van microorganismen in kosmetische produkten altijd bedenkelijk is, hangt de
bedreiging van de gezondheid van de gebruiker door een dergelijk
besmet produkt af van de aard van de besmetting. Daarnaast is het
soort produkt belangrijk. Oogcosmetica vormen bijvoorbeeld een
groter risico dan shampoos, omdat het oog kwetsbaar is en infecties
in het oog moeilijk zijn te bestrijden.
Echte pathogenen (ziekteverwekkende bacteriën) zijn zeldzaam in
cosmetica. Daarentegen komen kiemen die normaal in het milieu
voorkomen, relatief vaak voor. Sommige daarvan kunnen onder bepaalde omstandigheden echter ook pathogeen zijn. Ze worden
daarom opportunistische pathogenen genoemd. Gevaar bestaat
vooral wanneer de afweer van het slachtoffer verminderd is, en het
besmette produkt op brandwonden of anderszins beschadigde huid
wordt toegepast. Ook risico op urineweginfecties kan bestaan, afhankelijk van de plaats van applicatie. Opportunistische pathogenen die regelmatig worden aangetroffen zijn o.a. Pseudomonas aeruginosa en Staphylococcus aureus. De eerste is bekend door de
rioollucht die hij veroorzaakt; de tweede is onder andere de veroorzaker van steenpuisten.
Verder worden regelmatig andere Pseudomonas-soorten gevonden,
evenals Enterobacter-species en Serratia liquefaciens. Veel andere
soorten worden bij uitzondering gevonden. Ook gisten worden vaak
aangetroffen. Het gaat dan vooral om Candida-soorten. Schimmels
die in cosmetica worden gevonden zijn onder andere Aspergillussoorten en Penicillium-soorten.
Welke produkten worden geconserveerd?
Niet elk kosmetisch produkt vereist conservering. De gewone (niet
zure) permanentvloeistoffen zijn bijvoorbeeld te alkalisch voor groei
van micro-organismen. Nagellakken bestaan meestal uit organische
oplosmiddelen met een hars en een kleurstof, en vormen geen geschikt milieu. Eau de toilettes, parfums en aftershaves bevatten genoeg alcohol om andere conserveermiddelen overbodig te maken,
hoewel soms toch een conserveermiddel wordt gebruikt.
Chemische feitelijkheden 1-80
Herdruk 1996
Inhoud
Startpagina
Conserveermiddelen in cosmetica
065–5
De produkten die geconserveerd moeten worden zijn die produkten
die water bevatten. Dit zijn er vele. Shampoos, badschuimen, crèmes, bodylotions, haarwaters en haargel, mondwaters, contactlensvloeistoffen en tandpasta’s bevatten allemaal (soms vrij veel) water,
en de kans op bederf is groot wanneer ze niet geconserveerd worden.
In deze produkten treft men dan ook vrijwel altijd één of meerdere
conserveermiddelen aan.
Wetgeving
De toepassing van conserveermiddelen in kosmetische produkten
wordt in Nederland beperkt door het Stoffenbesluit Cosmetica (Warenwet 79). Daarin is opgenomen een lijst, (Bijlage V), die aangeeft
welke conserveermiddelen gebruikt mogen worden en onder welke
voorwaarden dat gebruik is toegestaan. De lijst verandert voortdurend, maar na de wijziging van 28 oktober 1988 zijn 53 categorieën
verbindingen opgenomen. Bij elke verbinding is het toepassingsgebied en de maximaal toegestane concentratie aangegeven, alsmede
eventueel op het etiket af te drukken waarschuwingen.
In feite is de wetgeving ten aanzien van kosmetische produkten binnen de Europese Gemeenschap geharmoniseerd. In de Warenwet is
de in Europees verband overeengekomen wetgeving over kosmetische produkten in zijn geheel overgenomen uit EEG-Richtlijn 776/
768/EEC. De EEG-Richtlijn geeft alleen nog extra informatie over
welke stoffen tijdelijk dan wel definitief zijn toegelaten.
Uit de Cosmeticarichtlijn blijkt dat van de toegelaten stoffen er 33
definitief zijn toegelaten, en de rest tijdelijk. De laatste categorie
wacht nog op een slotbeoordeling; niet alle voor definitieve toelating
vereiste informatie is beschikbaar of geëvalueerd.
Welke conserveermiddelen in cosmetica
Conserveermiddelen voor cosmetica moeten aan verschillende eisen
voldoen. Enerzijds gelden die de veiligheid, anderzijds die eigenschappen die de praktische toepasbaarheid bepalen.
Voor de consument zijn de veiligheidseisen het belangrijkst. Conserveermiddelen mogen onder de gebruiksomstandigheden niet
toxisch zijn en mogen niet mutageen (i.e. het erfelijk materiaal verChemische feitelijkheden 1-80
Herdruk 1996
Inhoud
Startpagina
065–6
Conserveermiddelen in cosmetica
anderend) of kankerverwekkend zijn. Daarnaast is bij cosmetica
speciaal de „huidvriendelijkheid” van belang. Omdat ze vaak lang
op de huid verblijven mogen ze geen irritatie verwekken, terwijl ook
het aantal allergische reacties dat ze veroorzaken, klein moet zijn.
De toepasbaarheid wordt vooral bepaald door de werkzaamheid, en
het ontbreken van interacties met de overige componenten van het
produkt. Een conserveermiddel mag de kleur, geur en andere produkteigenschappen niet beïnvloeden, moet gemakkelijk te verwerken zijn en is bij voorkeur goedkoop.
In het verleden is een aantal verbindingen geschikt gebleken. Deze
worden soms al decennia gebruikt zonder dat nadelige verschijnselen zijn waargenomen. Tevens worden af en toe nieuwe verbindingen ontwikkeld. Dit laatste is van belang in verband met de soms
optredende resistentie van micro-organismen of doordat door moderne fabricageprocessen de oude conserveermiddelen soms niet
meer voldoen.
De belangrijkste conserveermiddelen zullen we in het kort bespreken.
Organische zuren
Veel organische zuren hebben een antimicrobiële werking. Slechts
enkele daarvan worden in cosmetica als conserveermiddel toegepast. De bekendste zijn benzoëzuur en sorbinezuur. Beide worden
ook in voedingsmiddelen gebruikt. Hun toxiciteit is laag, zoals van
conserveermiddelen voor voeding verwacht mag worden. Helaas
geldt hetzelfde voor hun werking. Een ander nadeel is dat zij slechts
werkzaam zijn in de ongedissociëerde vorm, hetgeen beperkingen
oplegt aan het pH-gebied waarin zij bruikbaar zijn. Dit is in het zure
gebied, tot circa pH 4, zodat ze in lang niet alle cosmetische produkten bruikbaar zijn.
Andere zuren die in cosmetica gebruikt worden zijn onder andere
dehydroazijnzuur, salicylzuur en p-hydroxybenzoëzuur.
Parabenen
Parabenen is de verzamelnaam van een aantal esters van p-hydroxybenzoëzuur. De meest gebruikte esters zijn methyl-, ethyl-,
propyl-, butyl- en benzylparabenen. Deze verbindingen tonen een
goede conserverende werking, gepaard aan een lage toxiciteit en beChemische feitelijkheden 1-80
Herdruk 1996
Inhoud
Startpagina
Conserveermiddelen in cosmetica
065–7
naderen het ideale conserveermiddel dicht. Nadeel is vooral de lage
oplosbaarheid. Hoewel voldoende om werkzame concentraties te
verkrijgen, bemoeilijkt dit een gemakkelijke verwerking. Over de
parabenen is gerapporteerd dat zij vaak aanleiding tot allergische
reacties zouden geven. Deze mededelingen betroffen echter veelal
gebruik in farmaceutische produkten, die vaak worden toegepast op
een beschadigde huid. Bij kosmetische produkten, toegepast op de
intacte huid, lijken de parabenen juist bijzonder veilig. Ondanks het
feit dat ze veruit de meest gebruikte conserveermiddelen zijn, worden ze zelden geïdentificeerd als oorzaak van een cosmetica-bijwerking.
Formaldehyde en Formaldehyde-donoren
Formaldehyde wordt in de kosmetische industrie gebruikt voor het
reinigen van de installaties. Het is een goed conserveermiddel met
een breed spectrum. Nadeel is de stekende geur en de grote reactiviteit, die het vaak lastig met andere componenten, vooral uit het
parfum, laat combineren. Het is echter uitstekend wateroplosbaar,
zodat het uitermate geschikt is voor produkten, die erg veel water
bevatten, zoals shampoos en badschuimen. Daarbij gaat de werking
niet of weinig achteruit door de wasactieve stoffen in die produkten,
wat bijvoorbeeld bij parabenen wel het geval is.
Formaldehyde wordt ook gebruikt om besmetting gedurende de
produktiefase te onderdrukken. Bij de gebruikelijke concentraties
wordt de stof dan meestal „opgebruikt”, dat wil zeggen dat aan het
eind van het produktieproces de concentratie gedaald is. Om het
produkt voor de rest van zijn levensduur te conserveren worden dan
vaak zogenaamde formaldehydedonoren gebruikt. Voorbeelden zijn
Imidazolidinylureum en Dimethyloldimethylhydantoïne. Deze verbindingen slaan formaldehyde chemisch op, en leveren formaldehyde
na als dit uit het produkt verdwijnt. De concentratie vrij formaldehyde blijft op die manier ongeveer constant, zodat de conservering
is gewaarborgd.
Formaldehyde geeft vrij frequent allergische reacties. De donoren
doen dit wat minder vaak dan formaldehyde zelf, maar reacties op
donoren zijn geenszins zeldzaam.
Chemische feitelijkheden 1-80
Herdruk 1996
Inhoud
Startpagina
065–8
Conserveermiddelen in cosmetica
Quaternaire ammoniumverbindingen
Quaternaire ammoniumverbindingen bestaan uit een lang organisch
positief geladen ion (kation) en een tegenion. Het kation bestaat uit
een stikstofatoom, met vier alkyl- of alkyl-fenylgroepen. Belangrijkste verbinding in deze categorie is Cetrimide. Ze zijn werkzaam tegen de meeste bacteriën, al is voor sommige kiemen een hoge concentratie nodig om ze afdoende te doden. Minder effectief zijn deze
stoffen tegen schimmels en gisten. Nadelen zijn dat ze onwerkzaam
worden gemaakt door anionische emulgatoren en detergenten. Dergelijke detergenten worden veel gebruikt in shampoos en badschuimen, zodat quaternaire conserveermiddelen daar niet in gebruikt
kunnen worden. Ander nadeel is dat „quats” de huid nogal irriteren.
Gehalogeneerde fenolen
Fenolen en daarvan afgeleide verbindingen worden al lang als desinfectans en conserveermiddel gebruikt voor verschillende toepassingen. Verf, leer en hout worden met afgeleiden van fenol geconserveerd. Voor kosmetische produkten vallen de meeste fenolen af
wegens hun huidirriterend karakter en toxiciteit. Wel toegestaan
zijn onder andere p-chloor-m-cresol en p-chloor-m-xylenol. Men
vindt ze nog wel in deodoranten en uiercrèmes.
In deze categorie valt ook hexachlorofeen, dat vroeger veel gebruikt
werd. Hexachlorofeen is in onbruik geraakt, nadat door een formuleringsfout in een talkpoeder een aantal babies in Frankrijk is overleden. In plaats van een paar tiende procent bevatte het poeder 10%
Hexachlorofeen. In de nasleep van deze affaire is hexachlorofeen in
kosmetische produkten sinds kort verboden. Bovendien bleek het
moeilijk om in de praktijk voldoende lage dioxinegehaltes in deze
stof te garanderen.
Kwikverbindingen
Het Stoffenbesluit Cosmetica Warenwet staat nog twee soorten
kwikverbindingen toe in contactlensvloeistoffen en oogwassingen,
namelijk thiomersal en fenylmercuriverbindingen. Kwikverbindingen
zijn toxisch, zodat men ze liever mijdt. Het zijn echter effectieve conserveermiddelen, die in lage concentraties gebruikt kunnen worden
en die reeds lang in farmaceutische oogdruppels worden toegepast.
De toepassing van kwikverbindingen in contactlensvloeistoffen is
Chemische feitelijkheden 1-80
Herdruk 1996
Inhoud
Startpagina
Conserveermiddelen in cosmetica
065–9
toegestaan, omdat ze bij de weinige conserveermiddelen horen, die
in staat zijn de van contactlensvloeistoffen geëiste kiemdodendewerking te bewerkstelligen, terwijl ze goed in het oog worden verdragen.
Kathon CG
Gedurende de afgelopen tien jaar is Kathon CG, een betrekkelijk
nieuw conserveermiddel, in toenemende mate in cosmetica toegepast. Kathon CG, ook bekend onder een aantal andere handelsnamen (Euxyl K100) bestaat uit een 1% oplossing van twee verbindingen, methylisothiazolinon en chloormethylisothiazolinon, in water,
waaraan enkele zouten zijn toegevoegd ter stabilisering. Kathon CG
is actief in lage concentratie; de aanbevolen hoeveelheid voor conservering van kosmetische produkten is circa 10 ppm (0,001%) actieve ingrediënten. Het Cosmeticabesluit Warenwet limiteert de toe
te passen hoeveelheid tot 0,003% actieve stof binnenkort te verminderen tot de helft (0,0015%). Kathon CG is onderwerp van discussie, omdat het zich laat aanzien dat het in de gebruikte concentratie
frequent allergische reacties veroorzaakt. Dit gevaar bestaat vooral
bij produkten die langere tijd op de huid blijven, zoals dag- en
nachtcrèmes, body lotions en dergelijke. Er lijkt reden om het gebruik van dit conserveermiddel in dergelijke produkten te beperken.
Conservering van shampoos en badschuimen, die direct weer worden afgespoeld, geeft minder bijwerkingen, zodat er vooralsnog geen
aanleiding is het gebruik in deze produkten af te raden. Overigens
wordt het mengsel van methylisothiazolinon en chloormethylisothiazolinon ook in andere toepassingen gebruikt, bijvoorbeeld ter
conservering van koelwater en proceswater in de industrie.
Literatuur
–
–
–
Stoffenbesluit Cosmetica, Bijlage V.
EEG Richtlijn 76/768/EEC betreffende kosmetische produkten
en de daarop volgende wijzigingen zijn en worden gepubliceerd
in het Publikatieblad van de Europese Gemeenschappen.
M. S. Balsam en E. Sagarin (ed): Cosmetics, Science and technology; John Wiley & Sons, New York, 1974.
Chemische feitelijkheden 1-80
Herdruk 1996
Inhoud
Startpagina
065–10
–
Conserveermiddelen in cosmetica
A. C. de Groot en J. W. Weyland: Kathon CG: een belangrijk
allergeen in cosmetica, Ned. Tijdschr. Geneeskunde 1987, 131,
6, 246.
maart 1989
Dr. J. W. Weijland
Rijkskeuringsdienst van Waren
Enschede
Chemische feitelijkheden 1-80
Herdruk 1996