牙膏在生产、输送、贮存的过程中会因周围环境、原料等因素而受到微生物的污染,加上牙膏中的碳水化合物、糖类、醇类等都能为微生物的生长、繁殖提供能量和营养物质,因此,很难满足国家标准对牙膏微生物的控制要求。微生物繁殖至相当数量后,会使牙膏出现固液分离、返稀、变色和产生不愉快气味等质量问题。更甚者,如果牙膏中繁殖病原体微生物,将使消费者面临传染的危险。
虽然牙膏中的发泡剂、香精及其它的一些添加剂可能会对微生物有一定的抑制作用,但这种作用往往是不足够的。所以,我们除了应该对牙膏生产过程中有可能出现微生物污染的环节加强控制外,还有必要在牙膏的配方体系中添加适量的防腐剂,以抑制微生物的滋长。
微生物主要分为:原核微生物、真核微生物和无细胞结构生物三大类,牙膏生产中主要要控制的微生物有细菌、霉菌和酵母菌等。防腐剂不但抑制细菌、霉菌及酵母菌的新陈代谢,而且抑制其生长。抑菌作用和杀菌作用表现在微生物的死亡率方面是不同的。根据所使用防腐剂的种类,在通常使用的浓度下,需要经过几天或者几周时间,最后才能达到杀死所有微生物的状态。实际情况说明,随着防腐剂浓度的增加,微生物的生长速度减慢,而其死亡速率则加快,但还要注意防腐剂的使用浓度,在一定的浓度范围内,大多数微生物被抑制或被杀灭,即能达到有效的防腐作用。虽然在实际上不完全具备这些要求,但上述方程式对研究防腐剂的作用仍是很好的依据。
防腐剂的作用机理有各种看法和假设,1991年Glld对防腐剂作用机理作如下归纳:作用于遗传物质,通过遗传微粒结构,作用于细胞壁和细胞膜系统,作用于酶或功能蛋白。一般说来是多种作用的结果,主要有破坏微生物的细胞膜,干扰微生物的新陈代谢,影响生物过程的电性平衡和抑制酶的活性,而这些作用是相互关联、相互制约的。总的来说,防腐剂的最重要的因素可能是抑制一些酶的反应,或者抑制微生物细胞中的酶的合成。一般是可能抑制细胞中基础代谢的酶系,或者是抑制细胞重要成分的合成,如蛋白质的合成或核酸的合成。
原则上说,防腐剂也能对人体细胞有同样的抑制作用。但决定的因素是防腐剂的使用浓度,在微生物细胞中所需的抑制浓度远比人体细胞中要小。就大多数防腐剂而言,防腐剂在人体器官中很快被分解或从体内排泄出去,因此在一定的使用浓度范围内,不会对人体造成显著的伤害。
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