Ефіри n-оксибензойної кислоти (парабени) як консерванти

Складні ефіри парагідроксибензойної кислоти – парабени (ніпагін, ніпазол) знайшли широке застосування в харчовій, парфюмерній і фармацевтичній промисловості багатьох країн. Вони включені в фармакопеї багатьох держав. Найбільше широко використовують метиловий і пропіловий ефіри [15, 57, 58,].

Ефіри n-гідроксибензойної кислоти були запропоновані як консерванти в якості замінників саліцилової і бензойної кислот, недолік яких полягав в тому, що вони є ефективними тільки в дуже кислому середовищі. Т. Сабалічка припустив, що цю проблему можуть вирішити складні ефіри парагідроксибензойної кислоти і на початку 20-тих років синтезував різні алкіл- і арил-n-гідроксибензоати. В 1923 році він запропонував їх в якості консервантів харчових продуктів і ліків. Проте, не дивлячись на певні технічні переваги і відносну нешкідливість порівняно з відомими на той час консервантами, ефіри n-гідроксибензойної кислоти через свої органолептичні властивості отримали обмежене використання при консервуванні харчових продуктів. Натомість областю застосування парабенів стало їх використання як консервантів фармацевтичних і косметичних препаратів, в яких може бути використана головна перевага цих сполук ─ ефективність у слаболужному і нейтральному середовищі [6, 28, 58].

Парабени ─ білі кристалічні порошки, погано розчинні у воді, добре розчинні в ліпідах і дуже добре – в органічних розчинниках. Їх натрієві похідні розчиняються у воді. Розчинність парабенів в ліпідах зростає із збільшенням величини алкільного радикалу і складає від 2 до 5 %. Внаслідок доброї розчинності в ліпідах і поганої у воді ці речовини в основному виявляються у ліпідній фазі емульсій, у водній фазі їх концентрація невелика [6, 28].

Ефіри n-гідроксибензойної кислоти синтезують етерифікацією n-гідроксибензойної кислоти відповідним спиртом.

Антимікробна дія парабенів посилюється із зростанням довжини алкільного радикалу. Так, порівняно з фенолом, метиловий ефір n-гідроксибензойної кислоти має в 3-4 рази сильнішу антимікробну дію, етиловий ефір – у 5-8 раз, пропілів – у 17-25 раз, бутиловий – у 30-40 раз і бензиловий ефір – в 70-110 раз. Проте, на цей ефект накладається обернена залежність розчинності ефірів у воді від довжини алкільного радикалу. Парабени внаслідок наявності гідроксильної групи можуть взаємодіяти з білками, емульгаторами та іншими компонентами субстрату і тому інактивуватися [28, 54].

Ефіри n-гідроксибензойної кислоти можуть руйнувати клітинні мембрани, денатурувати внутрішньоклітинні білки і вступати в реакції з коферментами. Показано, що антимікробна дія парабенів також базується на вповільненні засвоєння таких важливих поживних речовин, як глюкоза і пролін. Ефіри n-гідроксибензойної кислоти належать до консервантів з переважаючою фунгістатичною дією. Бактеріостатична дія ефірів завдяки фенольним групам є сильнішою за дію бензойної і сорбінової кислот, особливо щодо грампозитивних бактерій. Через дещо відмінну дію окремих ефірів n-гідроксибензойної кислоти їх можуть використовувати в комплексі [58].

Гостра токсичність ефірів n-гідроксибензойної кислоти з низькомолекулярними спиртами є тим нижча, чим довший спиртовий залишок. Для мишей LD₅₀ метилового і пропілового ефірів складає близько 8 г на 1 кг маси тіла, а їх натрієвих похідних ─ 2 і 3,7 г на 1 кг тіла, відповідно. Для кроликів LD₅₀ метилового ефіру складає приблизно 3 г на 1 кг маси тіла. При поєднанні з іншими консервантами гостра токсичність ефірів n-гідроксибензойної кислоти не збільшується. У щурів при субхронічному оральному введенні ізопропілового ефіру n-гідроксибензойної кислоти спостерігалось зменшення маси тіла. Метиловий ефір n-гідроксибензойної кислоти не проявляє канцерогенних властивостей.

Ефіри n-гідроксибензойної кислоти вважаються консервантами із значним сенсибілізуючим потенціалом. Як при оральному, так і при локальному застосуванні парабени можуть викликати побічні реакції, зокрема кропивницю. Додавання парабенів до харчових продуктів спричиняє деяке послаблення смакових відчуттів.

Парабени швидко і повністю всмоктуються із шлунково-кишкового тракту і гідролізуються, тому не передбачається, що вони нагромаджуються в організмі. Виділення продуктів гідролізу відбувається нирками. В крові виявляються тільки незначні кількості n-гідроксибензойної кислоти [6, 28].

Застосування парабенів визначається трьома факторами: незалежністю їх дії від значення рН, незначною розчинністю у воді і органолептичними властивостями. Раніше внаслідок ефективності в області високих рН ефіри n-гідроксибензойної кислоти використовувались для захисту поверхні твердих сирів і копчених ковбас, в цих випадках небажані органолептичні властивості заважали мало або зовсім не заважали. На даний час таке застосування парабенів, а також використання для консервування кондитерських виробів, рибопродуктів і напоїв практично припинено. Проте, в США гептиловий ефір n-гідроксибензойної кислоти у невеликій кількості (8-12 мг на 1 л) застосовується для консервування пива [6, 59].

Парабени рекомендують для консервування очних крапель. Також їх використовують для лікарських препаратів, призначених для внутрішнього застосування, галенових препаратів (сиропу цукрового), настоїв і відварів, концентрованих розчинів, суспензій рентгеноконтрастних, гормональних і протитуберкульозних засобів, антибіотиків, пероральних емульсій; їх також вводять до складу желатинових капсул. Широко використовуються парабени для консервування мазей та їхніх основ [29, 58].