PRÜFUNG DER MIKROBIOLOGISCHEN STABILITÄT KOSMETISCHER FORMULIERUNGEN

Bei kosmetischen Produkten stehen entscheidende Anforderungen an Stabilität, Wirksamkeit und Unbedenklichkeit im Vordergrund. Die mikrobiologische Stabilität spielt hier eine wesentliche Rolle, besonders im Hinblick auf die Sicherheit des Verbrauchers. Enthält beispielsweise ein nicht ausreichend konserviertes Produkt genügend Wasser und Nährstoffe für Mikroorganismen, können sich diese entsprechend vermehren. Besonders gut geht dies im warmen und teilweise feuchten Badezimmer, wo die meisten Kosmetika genutzt und aufbewahrt werden. Um die Qualität des Produkts und die Sicherheit für den Konsumenten zu garantieren, sollten Kosmetika weder im ungeöffneten Zustand noch frisch geöffnet, verkeimen.

URSPRUNG MIKROBIOLOGISCHER VERUNREINIGUNG

Der Ursprung mikrobiologischer Verunreinigungen von kosmetischen Produkten ist erfahrungsgemäß auf zwei Quellen zurück zu führen. Zum einen können Kosmetika während des Herstellungs- und Abfüllungsprozesses mikrobiell belastet werden. Für gewöhnlich sind kosmetische Produkte im ungeöffneten Zustand jedoch frei von Mikroorganismen. Die Qualität der Rohstoffe, Betriebshygiene und regelmäßige Mikrobiologiekontrollen sorgen in der Regel dafür, dass Kosmetika keine Vorverkeimung mit sich bringen. Die zweite mögliche Quelle für mikrobiologische Verunreinigung liegt beim Konsumenten selbst. Dieser bringt im Zeitraum zwischen Anbruch einer Verpackung bis zum kompletten Verbrauch des Produkts kontinuierlich mikrobiologische Verunreinigungen ein; beispielsweise durch die eigenen Hände. Vor allem Kosmetika in Tiegeln sind hierfür anfällig. Um dennoch einer Verkeimung des Produkts entgegen zu wirken, werden verschiedenste Konservierungsmittel bei der Herstellung eingesetzt.

KONSERVIERUNGSBELASTUNGSTEST (KBT) FÜR KOSMETISCHE MITTEL

Anlässlich der Sicherheitsbewertung kosmetischer Mittel verlangt die Kosmetikgesetzgebung die Durchführung eines Konservierungsbelastungstests (KBT), um ein ausreichend wirksames Konservierungssystem zu garantieren. Hierfür gibt es verschiedene anerkannte Methoden, die sich bezüglich der eingesetzten Mikroorganismen, der Inokulationsmenge der Proben und der Akzeptanzkriterien unterscheiden können.

Eine der wohl bekanntesten Methoden kommt aus dem Bereich der Pharmazie und ist in der Europäischen Pharmakopöe (Eu. Ph.) 5.1.3. unter „Prüfung auf ausreichende Konservierung“ beschrieben. Diese Methode ist auf die Prüfung mikrobiologischer Stabilität von nicht sterilen Pharmaprodukten ausgelegt, kann aber ebenso gut für kosmetische Mittel herangezogen werden.

Im April 2012, wurde die erste Version der ISO 11930 Norm „Kosmetische Mittel – Mikrobiologie – Bewertung des antimikrobiellen Schutzes eines kosmetischen Produktes“ veröffentlicht, die speziell auf Kosmetika abgestimmt ist. Mittlerweile ist der KBT nach ISO 11930 weit verbreitet und anerkannt als gängiger Test zur Kontrolle der mikrobiologischen Stabilität eines kosmetischen Produktes.

Obgleich beide Methoden anerkannt sind und sich in vielen Testparametern ähneln, so unterscheiden sie sich doch in einigen Punkten. Beide KBT Methoden umfassen die gleichen Testorganismen. Dazu gehören drei Vertreter der Bakterien, davon zwei gram-negative und ein gram-positives, sowie einen Vertreter der Hefen und einen Schimmelpilz.

Die Inokulation der Keime ist nach beiden Methoden identisch für die Bakterien, unterscheidet sich jedoch bei den Hefen und Schimmelpilzen. Der KBT nach Ph. Eu. 5.1.3. sieht die gleiche Inokulationsmenge zwischen 100.000 und 1.000.000 Keimen aller 5 Mikroorganismen pro Gramm Probe vor. Während der KBT nach ISO 11930 eine etwas geringere Inokulation der Hefen und Schimmelpilze zwischen 10.000 und 100.000 Keimen pro Gramm Probe beschreibt.

KBT TESTORGANISMEN
Ph. Eu. 5.1.3. / ISO 11930
TestorganismenStamm

Bakterien
Gram-negativEscherichia coliATCC 8739
Pseudomonas aeruginosaATCC 9027
Gram-positivStaphylococcus aureusATCC 6538
HefenCandida albicansATCC 10231
SchimmelpilzAspergillus brasiliensisATCC 16404
INOKULATION
KEIMKONZENTRATION PRO GRAMM PROBE
Ph. Eu. 5.1.3.ISO 11930
Bakterien105 – 106105 – 106
Hefen105 – 106104 – 105
Schimmelpilze105 – 106104 – 105

Unterschiede der vorgestellten Methoden

Der wesentliche Unterschied zwischen beiden hier vorgestellten Methoden besteht in den Testzeitpunkten und den Akzeptanzkriterien für die Bewertungsstufen. Die Bakterien werden nach Ph. Eu. 5.1.3. an vier Testzeitpunkten getestet, während nach ISO 11930 der früheste der Testzeitpunkte entfällt. Die Hefen und Schimmelpilze werden nach Ph. Eu. 5.1.3. erst zwei Wochen nach Beimpfung getestet während die Hefen nach ISO 11930 bereits an Tag 7 nach der Beimpfung getestet werden.

TESTZEITPUNKTE – Ph. Eu. 5.1.3. vs ISO 11930

Generell gibt es bei einem KBT zwei Bewertungsstufen, A und B. Diese richten sich nach Logstufenreduktion der Keimzahl im Vergleich zum Testbeginn. Erfüllt der Test weder die Kriterien für Stufe A noch für Stufe B, so gilt der Test als durchgefallen. Während nach Ph. Eu. 5.1.3. die Bakterien schon an Tag 2 bewertet werden, geschieht dies nach ISO 11930 erst an Tag 7.  Die Kriterien für die Bewertung sind hier jedoch ab Tag 7 vergleichbar.

Bei einem KBT nach ISO 11930 werden die Hefen bereits ab Tag 7 bewertet. Um eine A Bewertung zu erlangen, müssen sie allerdings im Vergleich insgesamt eine Logstufe weniger reduziert werden.

Die Schimmelpilze werden nach beiden Methoden ab Tag 14 bewertet. Für die Bewertung gilt jedoch das Gleiche wie bei den Hefen. Es reicht eine Logstufenreduktion weniger für eine A Bewertung.

AKZEPTANZKRITERIEN
  
GEFORDERTE LOGARITHMISCHE REDUKTIONSWERTE
Ph. Eu. 5.1.3.
DIN EN ISO 11930a
Bakterien
Hefen
Pilze
Bakterien
Hefen
Pilze
Kriterium
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
T2
≥2
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
T7
≥3
-
-
-
-
-
≥3
-
≥1
-
-
-
T14
-
≥3
≥2
≥1
≥2
≥1
≥3b
≥3
≥1b
≥1
≥0c
≥0c
T28
≥3b
≥3b
≥2b
≥1b
≥2b
≥1b
≥3b
≥3
≥1b
≥1b
≥1
≥0b
a Eine Abweichung von 0,5 log ist in dieser Prüfung zulässig gemäß ISO 11930, Kapitel 5.7
b Kein Anstieg seit der letzten Zählung
c Kein Anstieg seit erster Zählung

Vergleicht man den Kosmetik KBT nach der ISO Norm 11930 mit den Vorgaben des europäischen Arzneibuches, so sieht Letzterer eine etwas strengere Bewertung der Keimreduktion durch einen zusätzlichen Testzeitpunkt der Bakterien vor. Darüber hinaus wird im europäischen Arzneibuch eine höhere Logstufenreduktion bei ebenfalls höherer Inokulationsmenge der Hefen und Schimmelpilze vorgegeben. Für pharmazeutische Produkte mag dies erforderlich sein, für kosmetische Mittel jedoch genügen die in der ISO 11930 beschriebenen Testzeitpunkte, Inokulationsmengen und Kriterien. Darüber hinaus berücksichtigt der KBT der ISO Norm 11930 eine Messunsicherheit hinsichtlich mikrobiologischer Schwankungsbreiten von bis zu 0,5 Logstufen. Der KBT der ISO Norm 11930 hat sich seit der Veröffentlichung im Jahr 2012 als angemessene Alternative zum europäischen Arzneibuch bewährt.

Cosphatec bietet die Durchführung von KBTs sowohl nach ISO 11930 als auch nach Ph. Eu. 5.1.3. an. Die Auswahl des Tests hängt von individuellen Faktoren ab. Je nach Kundenwunsch wird eine Methode ausgewählt und das Konservierungssystem mit unseren Multifunctionals entsprechend angepasst und optimiert.