化妆品包材消毒方法应用研究

肖喜刚 邢春伟 于建伟 齐 兵 杜可欣 邰启弘

(烟台新时代健康产业日化有限公司，山东 烟台 264000)

1 前言

随着化妆品行业的快速发展及消费者对化妆品包装要求的提高，市场上各种材质和工艺的化妆品包装层出不穷，由于包装材料的生产过程并无相关机构对其生产过程卫生控制进行监管，包材生产企业的现场卫生环境控制参差不齐，化妆品企业采购的包材在生产和储存过程中存在被微生物污染的可能。如果在化妆品生产过程使用的包装材料被微生物污染，则用此灌装的化妆品很可能存在变质的风险，影响产品质量，给消费者健康造成危害。

而目前工厂常用的消毒方式多以清洗烘干消毒为主，甚至仅仅是检查包材有无脏污情况，并不进行消毒处理，而清洗烘干过程存在用水量大，干燥时间长，能源浪费大等问题。本次主要研究化妆品包材使用臭氧消毒、75%酒精消毒，干热消毒三种方式的效果、成本、时间、效率，且重点研究臭氧消毒的应用，为企业寻找一种高效低成本的消毒方式。

2 臭氧、75%酒精、干热消毒特性简介

2.1 臭氧

臭氧简介：臭氧是由3个氧原子组成的氧的同位体，具有独特的刺激性气味，高浓度臭氧呈微青色。由于臭氧的第三个氧原子的结合较弱且非常不稳定，常温下容易分解产生具有强氧化能力的原子氧，因此具有很强的消毒杀菌能力。

臭氧消毒机理：臭氧具有很强的氧化性，因此对细菌、霉菌、病毒具有很强的杀灭性。臭氧首先作用于细胞膜，使膜成分受损而导致新陈代谢障碍，臭氧继续渗透穿过细胞膜而破坏膜内脂蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，导致细胞溶解、死亡，同时臭氧还能使细胞活动所必要的酶失去活性，而影响其正常的生理功能[1]。

影响臭氧消毒的因素：臭氧对微生物的杀菌效果受到微生物种类、温度、湿度、时间、无机物及有机物等因素的影响。一般认为，温度低、湿度大，则杀菌效果好[2]。

2.2 75%酒精

75%酒精消毒原理：酒精之所以能够消毒是因为酒精能够吸收细菌蛋白的水分，使其脱水变性凝固，从而达到杀灭细菌的目的。如果使用高浓度酒精，对细菌蛋白脱水过于迅速，使细菌表面蛋白首先变性凝固，形成了一层坚固的包膜，酒精反而不能很好地渗入细菌内部，以致影响其杀菌能力。75%的酒精与细菌的渗透压相近，可以在细菌表面蛋白未变性前逐渐不断地向菌体内部渗入，使细菌所有蛋白脱水、变性凝固，最终杀死细菌，酒精浓度低于75%时，由于渗透性降低，也会影响杀菌能力。

2.3 干热消毒

干热是使用火焰或干热空气进行消毒的方法，通过加热可以使蛋白质变性或凝固，核酸破坏，酶失去活性，导致微生物死亡[2]。

以上三种消毒方式的特点是消毒完成后，不会在被消毒物品表面残留其他有害物质，避免了二次清洗过程，可以提高生产效率。因此选择以上三种消毒方式进行应用验证。

3 实验方法

3.1 菌种的增菌及菌悬液的制备

3.1.1 细菌的增菌及菌悬液的制备

将保存的菌种划线接种在营养琼脂培养基上进行增菌复苏，培养18～24小时，挑取一环菌种至10ml生理盐水中混匀，逐级稀释，稀释至10-4，对10-5和10-6的菌悬液进行微生物检验，验证其含菌量[3]。

3.2 霉菌的增菌及菌悬液的制备

将保存的菌种划线接种在沙氏葡萄糖琼脂培养基上进行增菌培养，培养5～7天至出现大量黑色孢子，用蘸有生理盐水的无菌棉棒蘸取黑色孢子制成一定浓度的孢子悬液混匀，逐级稀释，稀释至10-3，对10-4和10-5的孢子悬液进行微生物检验，验证其含菌量。

3.2 包材的染菌试验

分别接种定量定浓度的细菌悬液、孢子悬液至需要消毒验证的瓶子中，每种验证方式都需做平行样。同时做阴性对照(不接菌)。接完菌后将瓶子放至通风阴凉处自然晾干。

3.3 染菌包材消毒

3.3.1 将晾干的瓶子分别进行30ppm臭氧15min、30min、1h、2h、3h；75%酒精3min、5min、8min；烘箱干热120℃，0.5、1h处理不同消毒时间的消毒验证，同时做阴性(不接菌不消毒处理)和阳性对照(接菌的瓶子不做消毒处理)。消毒完后进行微生物检验，验证消毒后瓶子中的含菌量。

3.3.2 对已检验菌的包材瓶子(自然环境染菌)进行同上的消毒验证，消毒完后进行微生物检验，验证消毒后瓶子中的含菌量。

4 实验结果

实验结果如表1、表2、表3、表4和表5。

表1 化妆品玻璃瓶体(自然环境染菌)(环境湿度40%)

表2 化妆品玻璃瓶体(120℃)

表3 PET瓶中接入菌液晾干(环境湿度40%)

表4 化妆品玻璃瓶体(自然环境染菌)(环境湿度40%)

表5 PET瓶中接入菌液晾干(环境湿度40%)

对臭氧房间加湿房间湿度保持70%以上重新进行实验，结果如表6。

表6

5 实验数据分析

臭氧灭菌使用的臭氧房间为密闭臭氧间，房间内臭氧浓度为12分钟达到30ppm(消毒技术规范中要求臭氧消毒浓度为30ppm)。酒精消毒采用的是75%酒精浸泡。干热灭菌采用的是干燥箱120℃干热。

5.1 臭氧消毒

使用入厂菌检不合格的玻璃瓶和单独接入菌种的PET瓶进行消毒实验的结果分析，在房间湿度自然状态下(40%)，臭氧消毒随着消毒时间的延长，瓶内细菌数量在不断减少，但随着瓶体内细菌数量的不断减少，臭氧的消毒效果也在下降，在臭氧时间超过2小时后，臭氧效果消毒效果不再明显。在霉菌和酵母菌方面，臭氧的消毒效果无论时间长短都不明显，使用实验室人工染菌的PET瓶体进行消毒实验，从结果来看，在霉菌和酵母菌数量较少的情况下，臭氧的消毒效果无论时间长短都不明显。所以在常规环境下，臭氧消毒效果并不理想，虽然瓶体内菌落有下降，但难以达到化妆品生产的要求。

根据臭氧的消毒原理，对臭氧房间通过加湿器加湿，使房间湿度增加到70%后，重新进行验证，从结果分析消毒效果大幅提升，无论是霉菌还是菌落总数，都有明显的杀灭效果。重复4轮实验，都在150min时达到了较好的消毒效果，因此只需要对房间增加加湿设备，即可满足包材的大规模高效消毒使用。

5.2 75%酒精消毒

共进行3轮酒精消毒实验，75%酒精浸泡消毒实验3分钟、5分钟、8分钟，从结果分析，基本5min即可起到的较好的消毒效果，且75%酒精对霉菌的消毒效果要好于细菌。但用酒精消毒之后，需要晾干之后才能投入生产使用。

5.3 干热灭菌

采用烘箱120度0.5和1小时处理，实验结果分析，通过1小时的120度干热灭菌，即可达到满意的消毒效果，并且干热灭菌之后只需经过1到2小时的自然降温，即可投入生产使用，确定是使用干热灭菌的包材必须耐高温，相对应用空间有限。

6 消毒方法推广应用

综合以上分析，在臭氧、75%酒精、干热3种灭菌方式中，在正常环境温湿度下，干热效果最好、其次为75%酒精，最后是臭氧，但只需要增加臭氧房间湿度后，臭氧消毒效果将大幅改善，并且臭氧可以一次将大量包材放入臭氧间灭菌，效率最高，在包材微生物污染不严重的情况下，臭氧消毒是最优选择，可以兼顾成本和效率，适合在工厂大规模应用；75%酒精虽然可以同时浸泡大量包材，但浸泡后需要在车间洁净区晾干，晾干需要大约2天时间，需要时间较长。因此它适合内部有脏污的包材，可以在浸泡消毒过程，同时清洗包材内壁，起到清洁和消毒的两个作用；干热灭菌虽然效果较好，但能耗较高，且只适合玻璃瓶等耐高温材料，并且需要能源成本较高，需要配备专用的加热设备，成本较高，不适合工厂中大规模应用。