化妝品包材消毒方法應用研究

肖喜剛 邢春偉 于建偉 齊 兵 杜可欣 邰啟弘

(煙臺新時代健康產業日化有限公司，山東 煙臺 264000)

1 前言

隨著化妝品行業的快速發展及消費者對化妝品包裝要求的提高，市場上各種材質和工藝的化妝品包裝層出不窮，由于包裝材料的生產過程并無相關機構對其生產過程衛生控制進行監管，包材生產企業的現場衛生環境控制參差不齊，化妝品企業采購的包材在生產和儲存過程中存在被微生物污染的可能。如果在化妝品生產過程使用的包裝材料被微生物污染，則用此灌裝的化妝品很可能存在變質的風險，影響產品質量，給消費者健康造成危害。

而目前工廠常用的消毒方式多以清洗烘干消毒為主，甚至僅僅是檢查包材有無臟污情況，并不進行消毒處理，而清洗烘干過程存在用水量大，干燥時間長，能源浪費大等問題。本次主要研究化妝品包材使用臭氧消毒、75%酒精消毒，干熱消毒三種方式的效果、成本、時間、效率，且重點研究臭氧消毒的應用，為企業尋找一種高效低成本的消毒方式。

2 臭氧、75%酒精、干熱消毒特性簡介

2.1 臭氧

臭氧簡介：臭氧是由3個氧原子組成的氧的同位體，具有獨特的刺激性氣味，高濃度臭氧呈微青色。由于臭氧的第三個氧原子的結合較弱且非常不穩定，常溫下容易分解產生具有強氧化能力的原子氧，因此具有很強的消毒殺菌能力。

臭氧消毒機理：臭氧具有很強的氧化性，因此對細菌、霉菌、病毒具有很強的殺滅性。臭氧首先作用于細胞膜，使膜成分受損而導致新陳代謝障礙，臭氧繼續滲透穿過細胞膜而破壞膜內脂蛋白和脂多糖，改變細胞的通透性，導致細胞溶解、死亡，同時臭氧還能使細胞活動所必要的酶失去活性，而影響其正常的生理功能[1]。

影響臭氧消毒的因素：臭氧對微生物的殺菌效果受到微生物種類、溫度、濕度、時間、無機物及有機物等因素的影響。一般認為，溫度低、濕度大，則殺菌效果好[2]。

2.2 75%酒精

75%酒精消毒原理：酒精之所以能夠消毒是因為酒精能夠吸收細菌蛋白的水分，使其脫水變性凝固，從而達到殺滅細菌的目的。如果使用高濃度酒精，對細菌蛋白脫水過于迅速，使細菌表面蛋白首先變性凝固，形成了一層堅固的包膜，酒精反而不能很好地滲入細菌內部，以致影響其殺菌能力。75%的酒精與細菌的滲透壓相近，可以在細菌表面蛋白未變性前逐漸不斷地向菌體內部滲入，使細菌所有蛋白脫水、變性凝固，最終殺死細菌，酒精濃度低于75%時，由于滲透性降低，也會影響殺菌能力。

2.3 干熱消毒

干熱是使用火焰或干熱空氣進行消毒的方法，通過加熱可以使蛋白質變性或凝固，核酸破壞，酶失去活性，導致微生物死亡[2]。

以上三種消毒方式的特點是消毒完成后，不會在被消毒物品表面殘留其他有害物質，避免了二次清洗過程，可以提高生產效率。因此選擇以上三種消毒方式進行應用驗證。

3 實驗方法

3.1 菌種的增菌及菌懸液的制備

3.1.1 細菌的增菌及菌懸液的制備

將保存的菌種劃線接種在營養瓊脂培養基上進行增菌復蘇，培養18～24小時，挑取一環菌種至10ml生理鹽水中混勻，逐級稀釋，稀釋至10-4，對10-5和10-6的菌懸液進行微生物檢驗，驗證其含菌量[3]。

3.2 霉菌的增菌及菌懸液的制備

將保存的菌種劃線接種在沙氏葡萄糖瓊脂培養基上進行增菌培養，培養5～7天至出現大量黑色孢子，用蘸有生理鹽水的無菌棉棒蘸取黑色孢子制成一定濃度的孢子懸液混勻，逐級稀釋，稀釋至10-3，對10-4和10-5的孢子懸液進行微生物檢驗，驗證其含菌量。

3.2 包材的染菌試驗

分別接種定量定濃度的細菌懸液、孢子懸液至需要消毒驗證的瓶子中，每種驗證方式都需做平行樣。同時做陰性對照(不接菌)。接完菌后將瓶子放至通風陰涼處自然晾干。

3.3 染菌包材消毒

3.3.1 將晾干的瓶子分別進行30ppm臭氧15min、30min、1h、2h、3h；75%酒精3min、5min、8min；烘箱干熱120℃，0.5、1h處理不同消毒時間的消毒驗證，同時做陰性(不接菌不消毒處理)和陽性對照(接菌的瓶子不做消毒處理)。消毒完后進行微生物檢驗，驗證消毒后瓶子中的含菌量。

3.3.2 對已檢驗菌的包材瓶子(自然環境染菌)進行同上的消毒驗證，消毒完后進行微生物檢驗，驗證消毒后瓶子中的含菌量。

4 實驗結果

實驗結果如表1、表2、表3、表4和表5。

表1 化妝品玻璃瓶體(自然環境染菌)(環境濕度40%)

表2 化妝品玻璃瓶體(120℃)

表3 PET瓶中接入菌液晾干(環境濕度40%)

表4 化妝品玻璃瓶體(自然環境染菌)(環境濕度40%)

表5 PET瓶中接入菌液晾干(環境濕度40%)

對臭氧房間加濕房間濕度保持70%以上重新進行實驗，結果如表6。

表6

5 實驗數據分析

臭氧滅菌使用的臭氧房間為密閉臭氧間，房間內臭氧濃度為12分鐘達到30ppm(消毒技術規范中要求臭氧消毒濃度為30ppm)。酒精消毒采用的是75%酒精浸泡。干熱滅菌采用的是干燥箱120℃干熱。

5.1 臭氧消毒

使用入廠菌檢不合格的玻璃瓶和單獨接入菌種的PET瓶進行消毒實驗的結果分析，在房間濕度自然狀態下(40%)，臭氧消毒隨著消毒時間的延長，瓶內細菌數量在不斷減少，但隨著瓶體內細菌數量的不斷減少，臭氧的消毒效果也在下降，在臭氧時間超過2小時后，臭氧效果消毒效果不再明顯。在霉菌和酵母菌方面，臭氧的消毒效果無論時間長短都不明顯，使用實驗室人工染菌的PET瓶體進行消毒實驗，從結果來看，在霉菌和酵母菌數量較少的情況下，臭氧的消毒效果無論時間長短都不明顯。所以在常規環境下，臭氧消毒效果并不理想，雖然瓶體內菌落有下降，但難以達到化妝品生產的要求。

根據臭氧的消毒原理，對臭氧房間通過加濕器加濕，使房間濕度增加到70%后，重新進行驗證，從結果分析消毒效果大幅提升，無論是霉菌還是菌落總數，都有明顯的殺滅效果。重復4輪實驗，都在150min時達到了較好的消毒效果，因此只需要對房間增加加濕設備，即可滿足包材的大規模高效消毒使用。

5.2 75%酒精消毒

共進行3輪酒精消毒實驗，75%酒精浸泡消毒實驗3分鐘、5分鐘、8分鐘，從結果分析，基本5min即可起到的較好的消毒效果，且75%酒精對霉菌的消毒效果要好于細菌。但用酒精消毒之后，需要晾干之后才能投入生產使用。

5.3 干熱滅菌

采用烘箱120度0.5和1小時處理，實驗結果分析，通過1小時的120度干熱滅菌，即可達到滿意的消毒效果，并且干熱滅菌之后只需經過1到2小時的自然降溫，即可投入生產使用，確定是使用干熱滅菌的包材必須耐高溫，相對應用空間有限。

6 消毒方法推廣應用

綜合以上分析，在臭氧、75%酒精、干熱3種滅菌方式中，在正常環境溫濕度下，干熱效果最好、其次為75%酒精，最后是臭氧，但只需要增加臭氧房間濕度后，臭氧消毒效果將大幅改善，并且臭氧可以一次將大量包材放入臭氧間滅菌，效率最高，在包材微生物污染不嚴重的情況下，臭氧消毒是最優選擇，可以兼顧成本和效率，適合在工廠大規模應用；75%酒精雖然可以同時浸泡大量包材，但浸泡后需要在車間潔凈區晾干，晾干需要大約2天時間，需要時間較長。因此它適合內部有臟污的包材，可以在浸泡消毒過程，同時清洗包材內壁，起到清潔和消毒的兩個作用；干熱滅菌雖然效果較好，但能耗較高，且只適合玻璃瓶等耐高溫材料，并且需要能源成本較高，需要配備專用的加熱設備，成本較高，不適合工廠中大規模應用。