Antimicrobial activity of Butyl acetate, Ethyl acetate and Isopropyl alcohol on undesirable microorganisms in cosmetic products

• Published in: International journal of cosmetic science Vol. 38; no. 5; pp. 476 - 480
• Main Authors: Lens, C., Malet, G., Cupferman, S.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: England Blackwell Publishing Ltd 01-10-2016; Wiley Subscription Services, Inc
• Subjects: 2-Propanol - pharmacology; Acetates - pharmacology; Alcohol; Anti-Infective Agents - pharmacology; Bacteria - drug effects; Bacteria - growth & development; Beauty salons; butyl acetate; Candida albicans; Cosmetics; E coli; Escherichia coli; ethyl acetate; formulation; Fungi - drug effects; Fungi - growth & development; isopropyl alcohol; Microbial Sensitivity Tests; microbiology; minimum inhibitory concentration; nail polishes; nail varnishes; preservation; Product testing; Pseudomonas aeruginosa; Solvents; Staphylococcus aureus; Trichophyton rubrum; Yeast; preservation; butyl acetate; nail varnishes; ethyl acetate; formulation; microbiology; nail polishes; isopropyl alcohol; minimum inhibitory concentration
• ISSN: 0142-5463; 1468-2494
• DOI: 10.1111/ics.12314

Objective
The microbiological contamination risk of a cosmetic product has to be assessed by the manufacturer, according to the composition, to determine whether microbiological testing is required. Certain ingredients in cosmetic formulations help to create an environment hostile towards microbial growth. In this study, the influence on microbial survival of some solvents used in nail varnishes was evaluated. The purpose of this study was two‐fold. The first was to define the thresholds to be considered for the exemption of products from microbiological testing. The second was to assess the cross‐contamination risk linked to the use on successive consumers of solvent‐based products in beauty salons.
Methods
Strains of Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Candida albicans and Trichophyton rubrum were exposed to various concentrations of ethyl acetate, butyl acetate and isopropyl alcohol in culture medium to estimate their MIC (minimum inhibitory concentration). These strains are relevant to cosmetic products as they are associated with skin and nail infections. Mixtures of the three solvents, which are characteristic of nail varnish compositions, were also tested for their cidal activity.
Results
Ethyl and butyl acetates had a stronger impact than isopropyl alcohol: the MIC of ethyl and butyl acetate is ≤5% for all of the tested strains, whereas that of isopropyl alcohol is ≤10%. Various combinations of the three solvents tested showed a significant effect on both fungal and bacterial strains (greater than 3 log reduction in 15 min for the bacterial test strains and in 30 min for T. rubrum).
Conclusion
Products containing more than 5% ethyl or butyl acetate or more than 10% isopropyl alcohol are hostile towards microbial growth. These products can therefore be considered as microbiologically low risk during both production and use, and so do not require microbiological testing (challenge test and end‐product testing). Moreover, the nine tested mixtures of these three solvents – which are characteristic of nail varnish compositions – all have a high cidal activity on the tested strains within a short time. The risk of cross‐contamination can therefore be considered as controlled when the nail varnishes are applied on successive clients in beauty salons.
Résumé
Objectif
L'évaluation du risque microbiologique dans les produits cosmétiques doit être réalisée par le fabricant, selon la composition d'un produit donné, afin de déterminer si des contrôles microbiologiques sont nécessaires. L'utilisation de certains ingrédients dans des formulations cosmétiques aide à créer un environnement hostile à la croissance microbienne. Dans cette étude, l'influence sur la survie microbienne de certains solvants entrant dans les formulations de vernis à ongle a été évaluée. Premièrement afin de déterminer les seuils à prendre en compte pour l'exemption de tests microbiologiques des produits, mais également pour évaluer le risque de contamination croisée liée à l'application de produits base solvants sur des consommateurs successifs en salons de manucure.
Methodes
Les souches de Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Candida albicans et Trychophyton rubrum, retenues pour leur pertinence pour les produits cosmétiques en raison de leur capacité à provoquer une infection de la peau et des ongles, ont été exposées à diverses concentrations d'acétate d'ethyle, d'acetate de butyle et d'alcool isopropylique afin de déterminer leur CMI (Concentration Minimale Inhibitrice). Des mélanges de ces trois solvants, charactéristiques de la composition des vernis à ongles, ont également été testés pour évaluer leur pouvoir létal vis‐à vis des souches testées.
Resultats
L'acétate d'éthyle et l'acétate de butyle ont présenté une efficacité antimicrobienne supérieure à celle de l'alcool isopropylique : la CMI des acétates d'éthyle et de butyle est ≤5% pour toutes les souches testées et celle de l'alcool isopropylique est ≤10%. Les différentes combinaisons testées des trois solvants ont montré une activité marquée sur les souches fongiques ainsi que sur les souches bactériennes (réduction de plus de 3 log en 15 min pour les souches bactériennes et en 30 min pour T. rubrum).
Conclusion
Les produits contenant plus de 5% d'ethyl ou de butyl acétate ou plus de 10% d'alcool isopropylique sont hostiles à la croissance microbienne. Ces produits peuvent donc être considérés comme à faible risque microbiologique au cours de leur fabrication et de leur utilisation, et ne nécessitent ainsi pas de test microbiologique (challenge‐test ou contrôle du produit fini). De plus, les neuf mélanges testés de ces trois solvents, mélanges caractéristiques de la composition des vernis à ongles, présentent tous une activité microbicide vis‐à‐vis des souches testées et ce dans un temps court. Le risque de contamination croisée peut donc être considéré comme maîtrisé lors de l'application des vernis à ongles sur des consommateurs successifs en salons de manucure.