تاثیر عوامل محیطی بر پایداری ایزوتیازولین ها

توجه: در این مقاله به جای کلمه ایزوتیازولینون از معادل رایج آن در محاوره “ایزوتیازولین” استفاده شده است.

(برای خوانایی بهتر)

نویسنده فراسبز آریاجم
مقدمه

متیل ایزوتیازولین و کلرومتیل ایزوتیازولین دو نگهدارنده رایج هستند. این دو ماده به نسبت 1:3 در محصولات تجاری مختلف از جمله Kathon CG وgamasa-V600 وجود دارند و در دوزهای مختلف به محصولات اضافه می شوند، که اولا محصول را در طول مدت تاریخ مصرفش در برابر میکروارگانیسم های ثانویه حفظ می کنند و ثانیا از سلامت مصرف کننده مراقبت می کنند.

مخلوط ایزوتیازولین ها ؛ کاربرد های فراوانی از جمله در محصولات بهداشتی، صنایع فلز، چسب ، صنایع رنگ و پلیمر دارد.در فرمول محصولات آرایشی بهداشتی ، مواد اولیه بسیاری وجود دارند که می توانند بر اثر گذاری و پایداری ایزوتیازولینون ها موثر باشد .

پایداری نگهدارنده در طول پروسه تولید، انبار و حین استفاده می تواند روی کیفیت میکروبی محصول مورد نظر تاثیر بگذارد.

دما:

برای CMIT/MIT دما یکی از فاکتورهایی است که مستقیم روی پایداری آن اثر دارد و نباید دما بالاتر از 45 درجه سانتی گراد برود. بهترین دمای نگهداری CMIT/MIT درانبارش 25 درجه سانتی گراد است.

طی مطالعه ای که توسط شرکت Dow روی فرمول CMIT/MIT انجام داده، پایداری آن در دماهای مختلف در نمودار زیر نشان داده شده است

 

همانطور که از نمودار بالا معلوم است مقدار CMIT  باقی مانده در محصول در دمای 45 درجه طی دو هفته 20 درصد کاهش پیدا می کند اما در دمای 25 درجه تا 4 هفته نیز ثابت و پایدار می باشد

تاثیر pH:

عامل دیگر پایداری pH است چرا که مخلوط   CMIT/MIT تا pH=8  پایدار می ماند.

آمین ها و تاثیرشان بر پایداری ایزوتیازولین ها:

وجود آمین ها به خصوص آمین های نوع دوم و مشتقات آمین دار می تواند کارایی ایزوتیازولین ها را کم کند که این کم شدن عملکرد می تواند با کاهش pH تعدیل یابد. وقتی pH کمتر از 7 باشد آمین به نمک های اسیدی مربوطه تبدیل می شود و دیگر روی پایداری ایزوتیازولین تاثیر نمی گذارد.

وجود نکلئوفیل ها در محیط ایزوتیازولین ها:

همچنین وجود مواد نوکلوفیل در کنار ایزوتیازولین ها باعث باز شدن حلقه سولفوردارشان می شود در نتیجه این حلقه خاصیت الکتروفیلی خود را از دست می دهد و به تبع آن دیگر خواص آنتی میکروبیال از خود نشان نخواهد داد.

گروه تیول S-H نابود کننده حلقه ایزوتیازولین ها:

یکی دیگر از موانع کارکرد ایزوتیازولین ها که در منابع به آن اشاره شده است، وجود گروه تیول است( که در سیستئین و زینک پریتیون وجود دارد.)

شامپوها با مواد ترمیم کننده و مغذی مو، عموما دارای عامل هیدرولیزکننده کراتین هستند که با داشتن تعداد زیادی گروه تیول با حلقه ایزوتیازولینون واکنش داده و عملکرد ایزوتیازولینون ها را کم میکنند.

گروه های کاهنده که در بعضی سورفکتانت های سولفات دار و سولفونات دار وجود دارند به صورت سولفیت یا بی سولفیت در محیط باقی می مانند که پایداری ایزوتیازولین ها را تحت تاثیر قرار می دهند.

پیچیدگی فرمول محصولات آرایشی و بهداشتی می توانند طیف گسترده ای از واکنش ها بین CMIT/MIT و سایر مواد اولیه را به ما نشان دهد.

مثال هایی از مطالعات انجام شده

مثلا در مطالعه ای که توسط Baranowska وWojciechowska  انجام شد، مقدار ایزوتیازولین باقی مانده پس از افزودن نگهدارنده در دو فرمول متفاوت شامپو توسط HPLC اندازه گیری شد. در فرمول شامپو کرمی مقدار MI باقی مانده 92.8% و CMI باقی مانده 79.5%  اندازه گیری شد.

در فرمول شامپو شفاف مقدار MI باقی مانده 92.8%  و مقدار CMI باقی مانده 84.3%  گزارش شد.

نتایج این گزارش نشان می دهد که مقدار کمی ایزوتیازولین با توجه به نوع فرمول محصولات کازمتیک تغییر می کند.

در مطالعه ای دیگر توسط  Alvarez-Rivera et al.  با متدولوژی ای که برای اندازه گیری مقدار باقی مانده ایزوتیازولین توسطHPLC-tandem mass spectrometry  ابداع شد و در دو فرمول شامپو به شرح ذیل می باشد:

در فرمول شامپو1 مقدار باقی مانده  MI بعد از افزودن نگهدارنده برابر 45.6% و مقدار باقی مانده CMI برابر 92.0%  گزارش شد.

در فرمول شامپو 2 مقدار باقی مانده MI بعد از افزودن نگهدارنده برابر 60.0% و مقدار باقی مانده CMI برابر 86.4% گزارش شد.

نتایج این گزارش نشان می دهد نوع مواد اولیه کازمتیک روی مقدار کمی ایزوتیازولینون در همان ابتدا تاثیر می گذارند.

نتیجه:

برای حداکثر کارایی نگهدارنده در یک محصول نمی توان شرایط محیطی را طوری کنترل کرد که روی عملکرد آن تاثیر نگذارد.

برای کنترل آلودگی و پایداری نگهدارنده ، استفاده از مخلوطی از نگهدارنده ها و کمک نگهدارنده ها؛ که شرایط محیطی و طیف گسترده تری ازمیکروارگانیسم ها را پوشش میدهند پیشنهاد می شود.

مثلا برای جبران ناکارآمدی ایزوتیازولینون ها در برابر دما می توان از برونوپل نیز در کنار آنها استفاده کرد .

برونوپل طیف باکتری ساید گسترده ای دارد و در دماهای بالا و زیر نور مستقیم نیز پایدار است. اما در pH بالای 8 تجزیه می شود و کاربرد ندارد. لینک مطلب..

مخلوطی از نگهدارنده ها می تواند فرمولی سینرژیک نیز بدست دهد که کارایی بالا در غلظت کمتر خواهند داشت.

مطالعات بیشتر همواره در حال انجام است تا با پیدا کردن بهترین نگهدارنده و استفاده از غلظت کم و پایداری بالا از سلامت مصرف کننده محافظت شود تا لود میکروبی محصول بالانرود و خود نگهدارنده برای مصرف کننده آسیب زا و حساسیت دهنده نباشد، اما تا به حال نگهدارنده ایده آلی پیدا نشده که همه شرایط بالا داشته باشد.

لازم است در کنار وجود محیط ” تمیز” تولید، از توجه به تاثیرات مواد اولیه روی پایداری نگهدارنده، شرایط محیطی و فصلی متغیر، قبل از اجرا و مصرف نگهدارنده مورد نظر تست های میکروبی و پایداری لازم را انجام دهیم.

1. برای دانستن اطلاعات بیشتر در مورد برونوپل بخوانید.

2. برای دانستن عوامل موثر بر کارایی برونوپل بخوانید.

 

 

منابع

1.

https://www.researchgate.net/publication/267031378_The_Determination_of_Preservatives_in_Cosmetics_and_Environmental_Waters_by_HPLC

2. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2012.10.063

3. http://dx.doi.org/10.3390/cosmetics7010004

4. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Bronopol

5. kathon-cg-icp-kathon-cg-icp-ii-highly-effective- preservatives-for-use-in-household-and-industrial-products