微生物的生存和繁殖是依賴于一些環(huán)境因素的：物理方面的有溫度、環(huán)境PH值、滲透壓、輻射、靜壓；化學方面的有水源、營養(yǎng)物質(zhì)（C、N、P、S源）、氧、有機生長因子?；诖?，可以簡單總結(jié)防腐劑的作用機理有：

1）在一些油膏類等含水量很低的產(chǎn)品中，微生物一般情況下是很難生長的；

2）對于大多數(shù)細菌來說，最適合生長的PH范圍是接近中性（6.5-7.5），強酸及強堿不適合微生物的生長，比如常見的果酸產(chǎn)品，防腐效果通常會平行好過中性產(chǎn)品；

3）提高或降低滲透壓會可導致細胞膜的破裂，也可引起膜的收縮和脫水；

4）另外表面張力也是影響微生物生長的原因之一，在一些表面活性劑用量很高的配方中，微生物也是不容易生長，在這個方面，陽離子表面活性劑表現(xiàn)比較突出，而陰離子及非離子對微生物的生理毒性則很小。

5）在一般情況下，細菌最適宜生產(chǎn)的溫度為30℃-37℃，而霉菌及酵母菌為20℃-25℃，所以可以采用高溫消毒的方法，但個別芽胞菌在適應環(huán)境后，生成保護膜，即使80℃-90℃高溫下短時間內(nèi)也無法將其殺滅。

防腐劑對微生物的作用，只有在足夠的濃度與微生物直接接觸的情況下，才能產(chǎn)生作用。防腐劑最先是與細胞外膜接觸，吸附，穿過細胞膜進行細胞質(zhì)內(nèi)，然后才能在各個部位發(fā)揮藥效，阻礙細胞繁殖或?qū)⑵錃⑺?。實際上，主要是防腐劑對細胞壁和細胞膜產(chǎn)生的效應，另外是對影響細胞新陳代謝的酶的活性或?qū)毎|(zhì)部分遺傳微粒結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。

作用機理：對羥基結(jié)構(gòu)可改變微生物細胞膜的通透性,導致細胞內(nèi)溶物的漏出,同時使細胞膜中離子轉(zhuǎn)移蛋白質(zhì)失活,造成與其相偶聯(lián)的能量梯度的喪失。

特點:

1、廣譜,與咪唑烷基脲、苯氧乙醇有良好的協(xié)同效果。

2、低毒,安全性好。

3、油溶性好,彩妝中應用廣泛。

4、有較好的熱穩(wěn)定性。

5、體內(nèi)微環(huán)境可形成為苯酚類物質(zhì),并且在脂肪組織中有累積致癌的可能性。

6、能夠模擬某種雌激素的能力,增加女性乳腺癌的誘發(fā)機率。

常用的產(chǎn)品有：尼泊金甲酯、尼泊金乙酯、尼泊金丙酯。

作用機理：甲醛可透過細胞膜滲透進胞體內(nèi)部,同時可使蛋白質(zhì)中的氨基、巰基和嘌呤堿基的氮雜環(huán)烷基化,導致蛋白質(zhì)變性,最終導致菌體死亡。 

特點:

1、快速、高效,有氣相抑菌性。

2、與多種抑菌劑有協(xié)同效果。

3、抑制細菌效果較好。

4、熱穩(wěn)定性差,易揮發(fā),有強烈的刺激性味道。

5、普通消費者對甲醛有極強的排斥心理。

常用的產(chǎn)品有：雙(羥甲基)咪唑烷基脲、咪唑烷基脲、DMDMH。

作用機理：

1、改變細胞膜的通透性,導致部分細胞內(nèi)容物的泄露,但并不破壞細胞膜的完整性。

2、和細胞內(nèi)巰基酶反應形成二硫化物,導致含有巰基的酶(如ATP酶和3-磷酸甘油醛脫氫酶)失活,造成菌體代謝紊亂直至死亡。

3、CIT能在形成二硫化物的基礎上繼續(xù)反應形成硫代酰氯,其具有極高的細胞內(nèi)活性,可以同細胞內(nèi)的大分子相互作用,導致細胞失活,另硫代酰氯對核酸有破壞作用。 

特點:

1、CIT活性很高,三重防腐機理使微生物很難形成抗性菌株,極其高效廣譜。缺點是CT極不穩(wěn)定,即使在穩(wěn)定劑存在的情況下,也容易受熱、堿、還原性及氧化性的影響失活,使其不再具有防腐效果。

2、MIT性質(zhì)穩(wěn)定,對熱、堿等條件影響較小,有積累性并有極大的可能引發(fā)皮等問題。

常用的產(chǎn)品有：卡松、MIT等。

防腐機理：高濃度醇類可破壞細胞膜的完整性,使細胞內(nèi)容物外泄,快速作用于微生物;低濃度可改變細胞膜的通透性。除本身抑制細胞活性外,由于羥基的存在可與其它種類抑菌劑形成不穩(wěn)定的醇類復合物,并通過羥基與細胞膜的親和性,透過細胞膜進入胞體內(nèi)部,明顯提高其它抑菌劑的抑菌效果;在破壞了細胞膜的通透性之后,有些醇類還能夠降低酶的活性,抑制DNA的合成,形成二級影響。

特點:

1、大部分醇類安全性高,刺激性低,有些產(chǎn)品有熱感,但對皮膚無損傷。

2、大部分醇類需要高濃度才能抑菌,低濃度下適合作為其它抑菌劑的增效劑。

常用的產(chǎn)品有：乙醇、丙二醇、丁二醇、苯甲醇、苯乙醇、苯氧乙醇、二醇類等。

防腐機理：以其未離解的分子發(fā)生作用的,它們親油性較強,且極易透過細胞膜結(jié)構(gòu),干擾微生物細胞膜旳通透性,阻礙細胞膜對氨基酸的吸收,進入到細胞內(nèi)的有機酸分子,又極易與胞體內(nèi)游離的氨基基團、堿基等反應,改變菌體內(nèi)環(huán)境,抑制微生物細胞內(nèi)的呼吸酶系的活性,最終將其殺死,從而起到防腐作用。

常用的產(chǎn)品有：苯甲酸及其鈉鹽、山梨酸及其鈉鹽、脫氫乙酸等。

抑菌機理：微生物常常帶有負電荷,因此當這類抑菌劑存在時,會吸附微生物,使其聚集成團造成細胞膜堵塞封閉,使菌體呼吸代謝停止。

特點：

1、對使用條件有嚴苛的限制,必須保證體系中無陰離子表活存在,同時排斥多種螯合劑。

2、有較強的抑菌殺菌性能,因此常作為醫(yī)用殺菌劑來使用。

常用的產(chǎn)品有：苯扎氯銨、氯己定、聚六亞甲基胍等。

1）多元醇，如1,2-戊二醇、1,2-己二醇、辛甘醇。

辛甘醇：單獨使用，5%的添加量，才對酵母和革蘭氏陰性菌有效抑制，對霉菌和革蘭氏陽性菌效果不好。因此經(jīng)常需要和有機酸搭配使用。

2）酮類，如對羥基苯乙酮。

單獨使用對羥基苯乙酮，需要添加1%，才對細菌有比較好的抑菌效果，但是抗真菌能力弱。因此需要搭配其他防腐劑共同使用。

3）中長碳鏈的極性兩親物質(zhì)，如乙基己基甘油、山梨坦辛酸酯。

乙基己基甘油是一種甘油基醚，與其他防腐劑復配，增效防腐。乙基己基甘油一般配合苯氧乙醇使用。

4）有機酸，如乙酰丙酸、辛酰羥肟酸等。

乙酰丙酸主要抑制細菌，辛酰羥肟酸抑制細菌和真菌。

每個國家對防腐劑的使用都有其獨特的喜好或規(guī)定，這個對國內(nèi)銷售的化妝品廠家沒有影響，僅供參考。但如果有出口的廠家，則應該尋找相關(guān)機構(gòu)作進一步詳細了解。

1）歐盟出臺的化妝品法規(guī)AnnexVI對異噻唑啉酮所有的使用都限制在15ppm之內(nèi)；美國的CosmeticIngredientsReview（CIR）則規(guī)定其在沖洗產(chǎn)品中的最高用量為15ppm，而在停留產(chǎn)品中的用量最高則為7.5ppm；而在日本則規(guī)定異噻唑啉酮只可使用在沖洗產(chǎn)品中。

2）從立法的角度來將對化妝品防腐劑規(guī)定最嚴格的仍然是日本。

3）德國和斯堪的納維亞(瑞典、挪威、丹麥、冰島的泛稱)不喜歡使用異噻唑啉酮類防腐劑。

4）法國則比較在意苯氧乙醇

5）大多數(shù)歐洲的產(chǎn)品都不使用含甲醛釋放體的防腐劑

6）布羅波爾Bronopol在英國得到普遍的使用，但是在美國卻恰恰相反。