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Una crema che un mese fa aveva esattamente il profumo che doveva avere, oggi profuma in modo leggermente diverso. Il suo colore è cambiato, la texture è più fluida e sul bordo del vasetto è apparsa una macchia che ieri non c’era.
È microbiologia? Forse. Ma non è detto.
La separazione dell’acqua dalla fase oleosa può essere conseguenza di una instabilità fisica dell’emulsione, l’oscuramento può essere legato all’ossidazione o a una reazione chimica di uno dei componenti e la variazione dell’odore, ad esempio, all’ossidazione degli oli o della profumazione. Un velo o una macchia visibile ricordano di più una contaminazione microbica, ma senza un esame microbiologico non è possibile determinare in modo affidabile l’origine del problema.
E vale anche il contrario: un prodotto cosmetico può apparire, odorare e comportarsi del tutto normalmente e tuttavia non essere più conforme dal punto di vista microbiologico.
Proprio per questo, in fase di formulazione non basta occuparsi solo della composizione, del profumo, della texture e della stabilità fisica. La sicurezza microbiologica è una parte equivalente di una formula ben progettata.
Questo articolo prosegue il nostro tema sui conservanti in cosmetica e lo porta un passo avanti. Non affronteremo soltanto con cosa conservare il prodotto, ma soprattutto perché i cosmetici si deteriorano, di cosa hanno bisogno i microrganismi per crescere e perché la sicurezza e la durata di un prodotto non sono mai determinate da una sola sostanza conservante.
Contenuti
Batteri, lieviti e muffe hanno bisogno di un ambiente idoneo per crescere e una delle condizioni fondamentali è una quantità sufficiente di acqua disponibile.
Per questo il rischio microbiologico di un’emulsione, di un gel o di un tonico è sostanzialmente diverso da quello di un olio puro o di un balsamo anidro.
Se la formula contiene una fase acquosa – ad esempio acqua, idrolato, succo di aloe, estratto vegetale acquoso o un’altra materia prima acquosa – dobbiamo occuparci della sua stabilità microbiologica.
Ciò non significa però che basti guardare la percentuale di acqua nella formula. Per i microrganismi non è determinante solo quanta acqua contiene il prodotto, ma quanta di essa è effettivamente disponibile.
E questo ci porta a uno dei concetti più importanti della stabilità microbiologica dei cosmetici.
L’attività dell’acqua – aw (water activity) descrive la quantità di acqua disponibile in un sistema per i processi chimici e biologici, compresa la crescita microbica. Non è la stessa cosa della percentuale di acqua in formula.
Due prodotti possono contenere quantità simili di acqua ma avere una attività dell’acqua diversa e quindi un rischio microbiologico diverso.
L’attività dell’acqua si esprime con un valore da 0 a 1. L’acqua pura ha un aw molto vicino a 1. Più il valore è basso, meno acqua è a disposizione dei microrganismi.
Formalmente, l’aw è definita come il rapporto tra la pressione di vapore dell’acqua sopra il prodotto e la pressione di vapore dell’acqua sopra acqua pura alla stessa temperatura. Per il formulatore, tuttavia, è più importante l’interpretazione pratica: l’acqua può essere presente nella formula, ma non tutta è ugualmente disponibile per i microrganismi.
Alcune sostanze disciolte legano l’acqua e ne riducono la disponibilità. Tra queste vi sono, ad esempio:
Per questo un sistema concentrato di glicerina o molto salato può avere un aw notevolmente più basso rispetto a un’emulsione classica contenente una proporzione simile di acqua.
Conosciamo molto bene questo principio dall’industria alimentare: una marmellata può contenere una quantità significativa di acqua, ma l’elevata concentrazione di zucchero ne riduce la disponibilità. Allo stesso modo agisce il sale nei prodotti fortemente salati.
In cosmetica, tuttavia, bisogna essere prudenti. Qualche percento di glicerina in una crema idratante non la rende un prodotto microbiologicamente stabile senza conservanti. Le concentrazioni usuali di umettanti di norma non riducono l’aw al punto da poter considerare un’emulsione acquosa classica come a basso rischio.
La diminuzione dell’attività dell’acqua è quindi una delle possibili barriere di protezione, non un sostituto universale del sistema conservante.
Neppure i microrganismi hanno tutti le stesse esigenze. In generale, molti batteri hanno bisogno di una attività dell’acqua più alta, mentre alcuni lieviti e muffe possono crescere anche a valori di aw più bassi.
Pertanto, ridurre l’attività dell’acqua può limitare progressivamente la crescita dei singoli gruppi di microrganismi, ma non esiste una soglia universale semplice al di sotto della quale ogni prodotto cosmetico possa essere automaticamente considerato sicuro.
Se una bassa attività dell’acqua deve far parte dell’argomentazione microbiologica professionale del prodotto, è necessario misurare l’aw sul prodotto finito e non solo stimarla a partire dalla formula. Ciò può essere particolarmente interessante per prodotti quali:
Nella conservazione dei cosmetici a volte si ragiona in modo troppo semplice: nel prodotto c’è acqua → aggiungiamo un conservante → fatto.
Una protezione microbiologica progettata in modo professionale è più complessa. Si utilizza un principio che possiamo definire approccio a barriere multiple – hurdle technology.
Invece di basare la protezione del prodotto esclusivamente su un’unica sostanza conservante, creiamo più ostacoli contemporaneamente per i microrganismi. Tali barriere possono essere:
Le singole barriere si rafforzano a vicenda. L’obiettivo non è quindi usare «il conservante più forte possibile» o la quantità più elevata. È molto più sensato progettare il prodotto in modo che il sistema conservante operi nelle condizioni più favorevoli possibili."
Accanto ai conservanti classici, nelle formulazioni moderne troviamo spesso i cosiddetti preservative boosters – boosters conservanti.
Sono sostanze la cui funzione cosmetica principale dichiarata non deve essere necessariamente la conservazione, ma che possono sostenere la protezione antimicrobica della formulazione e aumentare l’efficacia dell’intero sistema conservante.
Possono agire tramite meccanismi diversi. Alcuni di essi:
Nelle formulazioni cosmetiche possiamo incontrare in questo ruolo, ad esempio, sostanze come:
La loro forza risiede soprattutto nella combinazione con altre barriere. Ad esempio, l’Ethylhexylglycerin è spesso utilizzato insieme al Phenoxyethanol. Da solo non può essere considerato semplicemente un sostituto di un sistema conservante classico ad ampio spettro, ma in combinazione può migliorarne l’efficacia complessiva.
Allo stesso modo, Glyceryl Caprylate o Caprylyl Glycol possono contribuire alla protezione antimicrobica, ma il loro effetto reale dipende da concentrazione, pH, tipo di emulsione e da altri componenti della formula.
Questo è un punto importante: la presenza di un booster non significa automaticamente che possiamo ridurre la dose di conservante classico. Se vogliamo ottimizzare il sistema o ridurre la concentrazione di una sua parte, dobbiamo verificare la funzionalità della combinazione risultante sul prodotto finito.
Un altro gruppo che, in tema di conservazione, rimane spesso sullo sfondo è quello degli agenti chelanti. I chelanti legano ioni metallici – ad esempio ferro, rame, calcio o magnesio – che entrano nel prodotto attraverso l’acqua, gli estratti vegetali, le materie prime minerali, le impurità di traccia nelle materie prime o gli impianti di produzione.
Per il formulatore sono interessanti per due motivi. Gli ioni metallici possono catalizzare reazioni di ossidazione – ossidazione più rapida degli oli, cambiamento di colore, degradazione di principi attivi sensibili o formazione di odori indesiderati – per cui il loro legame migliora la stabilità chimica della formulazione. Allo stesso tempo, molti microrganismi necessitano di ioni metallici per il funzionamento degli enzimi e dei processi metabolici; la chelazione li rende loro inaccessibili e, in alcune specie di batteri gramnegativi, influenza inoltre la stabilità della membrana esterna, aumentando la sensibilità ad altri agenti antimicrobici.
Un agente chelante quindi non è un conservante e da solo di solito non risolve la protezione microbiologica del prodotto. È tuttavia un’ulteriore barriera che può rendere il sistema conservante più robusto.
Per formulazioni orientate a un profilo più naturale, si può ricorrere, ad esempio, a Sodium Phytate; un’alternativa delicata è il gluconato di sodio, mentre una soluzione tecnologicamente performante e biodegradabile è Trilon M Max EcoBalanced. Ancora una volta, ciò che conta non è la mera presenza del chelante, ma la sua idoneità alla specifica formulazione, la quantità impiegata e il pH. Trattiamo la sua scelta in un articolo dedicato agli agenti chelanti.
I microrganismi non compaiono nel prodotto da soli. Devono entrarvi. Dal punto di vista pratico distinguiamo soprattutto contaminazione primaria e secondaria.
Le fonti possono essere:
Per le polveri vegetali, gli estratti e alcune materie prime naturali, la carica microbica naturale può essere significativamente più alta rispetto alle materie prime sintetiche altamente purificate. È anche per questo che il conservante non può sostituire le buone pratiche di fabbricazione.
Il compito del sistema conservante non è disinfettare un prodotto mal fabbricato. È proteggere un prodotto correttamente realizzato durante lo stoccaggio e l’uso. Più alta è la carica microbica iniziale, più impegnativo è il compito del sistema conservante.
Il secondo problema nasce durante l’utilizzo del prodotto. Da una crema in un vasetto aperto preleviamo con le dita. Uno scrub corpo è in doccia e lo usiamo con la mano bagnata. Nel packaging possono entrare acqua, gocce dal bagno o impurità della pelle.
Un siero racchiuso in un packaging airless, con il quale l’utente praticamente non entra in contatto con il contenuto, è esposto a un rischio del tutto diverso.
Per questo il packaging non è solo una questione di design o marketing. Fa parte della progettazione microbiologica del prodotto. Dispenser airless, pompe e packaging con un piccolo orifizio di erogazione possono ridurre in modo significativo la contaminazione secondaria. Un vasetto aperto e largo rappresenta un rischio più elevato.
La contaminazione microbica può provocare:
Sulla base di queste manifestazioni, tuttavia, non è possibile dire con certezza se abbiamo a che fare con batteri, lieviti o muffe. Inoltre, gli stessi cambiamenti possono avere anche una causa non microbiologica.
La separazione di un’emulsione può essere un problema fisico. L’oscuramento può essere un’ossidazione. Un odore sgradevole può derivare dalla degradazione di un olio. Pertanto, l’aspetto del prodotto non è un test microbiologico.
E questo è particolarmente importante: l’assenza di cambiamenti visibili non è una prova di purezza microbiologica. Il prodotto può essere microbiologicamente non conforme già prima che il suo aspetto o il suo odore cambino.
Se però su un cosmetico compare muffa visibile, non basta rimuovere la parte interessata. È necessario considerare contaminato l’intero prodotto e non utilizzarlo ulteriormente.
Il pH di un prodotto cosmetico non viene preso in considerazione solo per la pelle o per la stabilità degli attivi. Può influenzare in modo decisivo anche il sistema conservante.
Un esempio tipico sono i sistemi conservanti basati su acidi organici, come l’acido benzoico o l’acido sorbico e i loro sali. La loro efficacia antimicrobica è legata alla percentuale di acido presente in forma non dissociata. Questo rapporto varia in funzione del pH.
Il risultato? La stessa concentrazione di una sostanza conservante può funzionare molto bene a un certo pH e molto meno a un pH più elevato.
Per questo non basta dire: «Ho usato l’1 % di conservante.» Le domande giuste sono:"
Misuriamo il pH sul prodotto finito e, in fase di sviluppo, è utile seguirne l’andamento nel corso degli studi di stabilità. Alcune formulazioni, infatti, possono modificare leggermente il pH nel tempo.
Non esiste una procedura tecnologica universale valida per tutti i sistemi conservanti. La documentazione tecnica del produttore del singolo conservante ha sempre la precedenza.
Nella pratica, tuttavia, si applica una regola molto frequente: molti sistemi conservanti moderni vengono aggiunti verso la fine della produzione, dopo aver raffreddato il prodotto a circa meno di 40–45 °C. Si tratta di un buon principio generale di formulazione, non di una legge universale.
Alcuni conservanti o componenti delle miscele conservanti sono sensibili alle alte temperature o a un riscaldamento prolungato, mentre altri sistemi permettono o richiedono modalità di incorporazione differenti. Pertanto, verifichiamo sempre:
Per i sistemi conservanti sensibili al pH è vantaggioso aggiungerli a una formula pressoché completata, di cui conosciamo il pH finale approssimativo. Il controllo finale del pH, tuttavia, si effettua solo dopo l’incorporazione del conservante e degli altri componenti, poiché anche il sistema conservante stesso può modificare il pH della formula.
Per i conservanti vale una regola molto importante: il dosaggio raccomandato dal fornitore e il limite legislativo non sono la stessa cosa.
Il fornitore di un sistema conservante commerciale può, ad esempio, raccomandare un dosaggio dello 0,5–1,0 %. Si tratta di una raccomandazione per quella specifica miscela. La normativa europea stabilisce però le concentrazioni massime dei singoli conservanti nel prodotto cosmetico finito.
Nell’UE, i conservanti consentiti e le condizioni per il loro uso sono elencati nell’allegato V del Regolamento (CE) n. 1223/2009 sui prodotti cosmetici. Il regolamento stabilisce inoltre che come conservanti possono essere utilizzate solo le sostanze elencate in questo allegato, alle condizioni ivi definite.
Ad esempio:
Per parabeni, donatori di formaldeide e altri conservanti regolamentati sono parimenti stabiliti limiti specifici e condizioni d’uso.
Per il formulatore ciò comporta una conseguenza molto pratica. Non basta sapere: «Questo conservante si dosa all’1 %.» È necessario conoscere anche la sua composizione INCI e il contenuto di sostanze conservanti regolamentate, per sapere quale quantità dei singoli componenti sarà presente nel prodotto finito."
Il massimo legislativo non rappresenta la dose di formulazione raccomandata. È la concentrazione più alta consentita alle condizioni stabilite. E vale anche l’opposto: il fatto di essere al di sotto del limite legislativo massimo non significa necessariamente che il prodotto sia sufficientemente conservato. L’efficacia deve risultare nella formulazione concreta.
Una sostanza conservante nella formula non esiste in isolamento. La sua efficacia può essere influenzata da:
È particolarmente interessante, ad esempio, la distribuzione del conservante tra la fase oleosa e quella acquosa dell’emulsione. I microrganismi hanno bisogno di acqua disponibile per crescere, quindi ci interessa quanta sostanza conservante attiva è effettivamente disponibile nella fase acquosa.
Se una sostanza ha un’alta affinità per la fase oleosa o se si lega in misura significativa alle micelle formate dai tensioattivi, la sua concentrazione totale nel prodotto può essere corretta, ma la sua disponibilità effettiva dove è necessaria può essere inferiore.
È anche per questo che non esiste una semplice equazione del tipo: 1 % di conservante = crema sicura.
Un sistema airless, una pompa, un flacone a collo stretto e un vasetto aperto non rappresentano lo stesso rischio microbiologico. In un sistema airless l’utente praticamente non entra in contatto con il contenuto. Nel vasetto, a ogni utilizzo possono entrare nel prodotto:
L’uso di prodotti in bagno o sotto la doccia può essere particolarmente rischioso. La scelta del packaging può quindi influenzare quanto debba essere robusto l’intero sistema conservante. Dal punto di vista microbiologico, dunque, progettiamo il packaging insieme alla formulazione e non solo dopo averla completata.
Oli, sieri oleosi, balsami anidri o molte body butter presentano in genere un basso rischio microbiologico, poiché non forniscono ai microrganismi acqua disponibile a sufficienza per la crescita. Ciò non significa però: senza acqua = automaticamente senza rischio.
Immaginiamo uno scrub anidro allo zucchero o al sale in un vasetto largo posizionato in doccia. Il produttore lo ha riempito come prodotto anidro, ma il consumatore vi immerge ripetutamente le mani bagnate e introduce piccole quantità di acqua. Dopo vari utilizzi, il microambiente in una parte del prodotto potrebbe non essere più lo stesso di quello al momento della produzione.
Nell’analisi del rischio consideriamo pertanto:
Un prodotto anidro in un flacone con pompa rappresenta una situazione diversa rispetto a uno scrub anidro in un vasetto aperto in doccia.
Questo è uno dei fraintendimenti più frequenti nella produzione casalinga di cosmetici. Il Tocopherol – vitamina E – è un antiossidante, non un conservante antimicrobico. Il suo compito è principalmente rallentare l’ossidazione dei lipidi.
Può quindi contribuire a:
Non garantisce però una protezione sufficiente di un prodotto acquoso contro batteri, lieviti e muffe. La stabilità ossidativa e la stabilità microbiologica sono due cose diverse. Un prodotto può essere ottimamente protetto dall’ossidazione e non conforme microbiologicamente – o viceversa.
Non possiamo saperlo con certezza solo dalla formula. Possiamo scegliere un conservante adeguato, impostare correttamente il pH, usare un chelante, un booster e un packaging airless – ma si tratta ancora di un’ipotesi, finché non verifichiamo la protezione antimicrobica del prodotto finito.
A questo scopo si utilizza il preservation efficacy test, comunemente noto come challenge test. Nel test il prodotto finito viene inoculato in modo controllato con microrganismi definiti e si osserva nel tempo l’andamento del loro numero.
L’obiettivo non è dimostrare che il cosmetico è sterile. Un cosmetico non deve essere sterile. L’obiettivo è verificare se il suo sistema di protezione antimicrobica è in grado di ridurre a sufficienza la carica microbica.
Lo standard di riferimento è ISO 11930:2019 – Cosmetics — Microbiology — Evaluation of the antimicrobial protection of a cosmetic product. La norma comprende il preservation efficacy test e la procedura per valutare la protezione antimicrobica complessiva del prodotto. Prevede inoltre che il challenge test classico non sia destinato ai prodotti a basso rischio microbiologico, il cui rischio sia stato valutato come basso.
Per il 2026 è prevista la terza edizione della ISO 11930, ma al momento si tratta di un progetto e lo standard attualmente pubblicato resta ISO 11930:2019.
È una differenza importante. «Contiene acqua» non significa automaticamente «aggiungi l’1 % di conservante». E «non contiene acqua» non significa automaticamente «non devo occuparmi della microbiologia». Valutiamo sempre il prodotto specifico.
Invece di chiedersi: «Quanti percento di conservante devo aggiungere?», è più utile procedere in modo sistematico."
Ed è proprio in questo modo che la conservazione smette di essere una questione di una sola materia prima.
Se state producendo un’emulsione, un gel, un tonico, un siero o un altro cosmetico con una fase acquosa, non scegliete il conservante solo in base a se è etichettato come “naturale”
Osservate l’intero sistema: pH, composizione del prodotto, attività dell’acqua, tipo di emulsione, attivi utilizzati, dosaggio raccomandato, modalità di incorporazione e packaging.
Nella nostra offerta di conservanti trovate sistemi diversi adatti a differenti tipi di formulazioni. Per ciascuno di essi consigliamo di lavorare con la documentazione tecnica del produttore e di rispettare la concentrazione, la temperatura di incorporazione e l’intervallo di pH raccomandati.
Nella progettazione di un sistema più robusto, vale la pena guardare anche ai boosters conservanti e agli agenti chelanti, che possono supportare un sistema conservante scelto in modo adeguato.
Se non sapete ancora quale conservante sia adatto alla vostra formula, proseguite con il nostro articolo sui conservanti, in cui analizziamo più in dettaglio i vari tipi e il loro impiego.
La sicurezza microbiologica dei cosmetici non nasce nel momento in cui aggiungiamo un conservante alla formula. Inizia con la qualità dell’acqua e delle materie prime, prosegue con l’igiene di produzione e la progettazione stessa della formulazione e si conclude con un packaging adeguato, le modalità d’uso e la verifica del prodotto finito.
Ciascuna barriera agisce in modo leggermente diverso ed è proprio combinandole che possiamo creare un prodotto robusto senza affidarci a una sola sostanza.
Per questo la domanda: «Qual è il conservante migliore?»
