防腐劑在化妝品中的使用現狀及分析

王莎莎(重慶市永川食品藥品檢驗所，重慶 402136)

0 引言

防腐劑是以抑制微生物在化妝品中的生長為目的而在化妝品中加入的物質[1]。化妝品在生產和使用過程中，不可能達到完全無菌狀態，特別是使用過程中，所有化妝品都帶有一定量的微生物。加入化妝品防腐劑不是為了殺滅細菌，而是為了抑制化妝品中所含細菌、真菌等微生物的生長，從而保護化妝品在保質期內免受細菌、霉菌、酵母菌的污染，保持化妝品的性質穩定，使其開蓋后不易變質，延長保存時間。化妝品可用的防腐劑類別較多，從來源主要分為傳統化妝品防腐劑和天然化妝品防腐劑。傳統化妝品防腐劑多為化學合成的防腐劑，具有一定的毒性，是現在防腐劑應用的主流；而天然防腐劑具有一定的防腐功能，并具有低毒的特點，但其產量較低，提取工藝復雜，獲取較難。下文將針對這兩類防腐劑作詳細介紹。

1 傳統化妝品防腐劑

現在市面上所用的大多為傳統防腐劑，其優點是產量大和使用方便，但是當其累計使用量大時，比如長時間使用，會產生較大的不良反應。有研究表明，防腐劑是導致化妝品過敏性和接觸性皮炎的第二大原因[2-3]，過敏反應嚴重的可能引起毛孔堵塞或黏膜慢性中毒，甚至會導致皮膚黑斑加速形成[4-5]。防腐劑甚至可能導致癌變[6]。在傳統化妝品防腐劑中，本文主要介紹苯甲酸及基衍生物類、醇類、甲醛釋放體類等幾類。

1.1 苯甲酸及其衍生物防腐劑

1.1.1 對羥基苯甲酸酯類

白色結晶性粉末，它的抑菌作用是通過破壞微生物的細胞膜，使細胞內的蛋白質變性從而抑制菌落生長[7]，并可抑制微生物細胞的呼吸酶系與電子傳遞酶系的活性，是國內外使用最多、低刺激和低毒性的化妝品防腐劑，同時可用作有機合成、食品、醫藥的殺菌防腐劑，也用作為飲料防腐劑。由于它具有酚羥基結構，所以抗細菌性能比苯甲酸、山梨酸都強。缺點是使用時因水溶性較差，常用醇類先溶解后再使用，同時價格也較高[8]。對羥基苯甲酸酯類防腐劑經復合后，復合酯類的抑菌能力明顯高于同等用量下各個單酯的使用[9]，因此通常的做法是將對羥基苯甲酸酯類復配或和其他防腐劑復配使用，以增強防腐效果。中國化妝品衛生規范中規定對羥基苯甲酸酯類防腐劑在化妝品中單一酯的最高限量為0.4%，混合酯為0.8%。

1.1.2 苯甲酸

苯甲酸以游離酸、酯或其衍生物的形式廣泛存在于自然界中，pH值對苯甲酸鹽的殺菌作用和抑菌作用影響很大，在微酸性介質中，僅0.1%濃度的苯甲酸可抑制細菌生長，在堿性介質中其效果明顯降低。苯甲酸及其鹽類主要作用微生物為酵母菌及霉菌，使用濃度為0.1%～0.2%。苯甲酸及其鹽類除用于化妝品防腐外，也是食品類的常用防腐劑。

1.2 醇類防腐劑

醇類防腐劑包括含有甲醇、乙醇等的含羥基的有機物，本文主要介紹苯氧乙醇和苯甲醇。

1.2.1 苯氧乙醇

苯氧乙醇為有機合成物，毒性較低、無過敏刺激性，安全性較高。苯氧乙醇對綠膿桿菌有特效的抑菌性，對革蘭氏陽性菌及革蘭氏陰性菌均有抑制作用，與對羥基苯甲酸酯類防腐劑相同，首先破壞細胞膜，最終通過抑制氧化磷酸化偶聯來發揮作用。苯氧乙醇作為防腐劑，一般不會釋放甲醛，相對于釋放甲醛的化合物，其是一個更好的替代品。研究表明，苯氧乙醇經吸收后可氧化為二苯氧乙酸，從而減少對機體損傷。在無細胞百白破聯合疫苗中，苯氧乙醇代替硫柳汞作為防腐劑使用[10]，表明苯氧乙醇作為防腐劑按規定使用是安全的。

1.2.2 苯甲醇

無色透明液體，可與乙醇、乙醚、氯仿等混溶，是一種較活潑的芳香族醇，對霉菌和部分細菌抑制較好。苯甲醇充當防腐劑功能時，毒性較強，各國對其的使用量都有不同程度的嚴格控制，《化妝品安全技術規范》(2015版)規定，其作為化妝品中的防腐劑的最大使用濃度為1.0%。

1.3 甲醛釋放體防腐劑

甲醛作為防腐劑，其效果極好，但其致敏致癌率極高，安全性能很低，因此被禁止應用。在低的濃度和用量范圍內，甲醛被認為是安全有效的。在歐盟，甲醛允許在化妝品中使用，含量不得超過0.2%。甲醛釋放體類防腐劑，顧名思義，此類防腐劑可釋放出甲醛，從而達到抑菌防腐的效果，相對于甲醛來說，其功能性和安全性能更高[11]。甲醛釋放體類防腐劑包括乙內酰脲類、咪唑烷基脲類防腐劑等，主要通過非常緩慢的釋放出極少量的游離甲醛，發揮甲醛在殺滅微生物方面的作用，使化妝品免受微生物破壞。在含該類防腐劑的化妝品中，甲醛釋放體和所釋放的甲醛間存在動態平衡，釋放出的甲醛多以水合甲醛的形式存在，在較高濃度下，游離甲醛對人體危害較大，因動態平衡的存在，甲醛釋放體的安全性成為人們關注的焦點，使用時需慎重。

2 天然化妝品防腐劑

天然化妝品防腐劑是指具有抑菌防腐效果的活性成分，多提取于植物組織中，在化妝品中能起到防腐抑菌效果，因其低毒，能減少甚至消除傳統防腐劑的副作用及不良反應，符合人們對“綠色環保”的新需求。天然防腐劑，來源不同分為植物源防腐劑、動物源防腐劑和微生物源防腐劑等。

2.1 植物源防腐劑

植物源的天然成分可以有效避免通常發生在化妝品中的脂質氧化現象，因其為植物活性成分，離開植物體后，其不具有較強的穩定性[12]。大部分植物源防腐劑主要集中在菊科、唇形科、木蘭科、馬兜鈴科、木犀科、百合科等植物中。植物源防腐劑以植物精油、大蒜素和茶多酚為代表。植物精油除可用來制備香精香氛外，其特殊的組成和生物活性，在配方中可形成抑菌環境達到消炎、殺菌、防腐保鮮的作用。木犀科丁香屬的丁香精油可抑制多種革蘭氏陽性細菌和革蘭氏陰性細菌、霉菌和酵母菌[13]。

2.2 動物源防腐劑

動物源防腐劑來源于動物中，是由動物分泌或體內本身存在的具有抑菌作用的物質，主要以殼聚糖和魚精蛋白為代表。

殼聚糖是從蟹蝦、昆蟲等提取的甲殼素經脫乙酰后的高分子有機物，在蝦、蟹等節肢動物、軟體動物中大量存在。為黃色或白色粉末，溶于稀酸呈黏稠狀，在稀酸中殼聚糖的β-1,4-糖苷鍵會慢慢水解，生成相對低分子質量的殼聚糖。溶于酸性溶液形成帶正電的陽離子基團。具有生物降解性、生物相容性、無毒性、抑菌、抗癌、降脂等多種生理功能。

目前發現殼聚糖抑制微生物繁殖的可能機制有：(1)改變病原菌細胞膜的流動性和通透性；(2)干擾DNA的復制與轉錄。分子較短的殼聚糖可以進入到病原菌的細胞核中，與帶負電荷的DNA相互作用，影響真菌DNA的復制和RNA的轉錄，從而抑制其生長；(3)阻斷病原菌代謝。當殼聚糖的濃度達到100 μg/mL時，即可表現出抗真菌性，且抗真菌性殼聚糖顆粒的大小成反比。殼聚糖的聚合度對其抗真菌性有較大的影響，聚合度降低，則殼聚糖所能抑制的真菌種類減少，但抑制的程度加強。殼聚糖對大腸桿菌、熒光假單胞菌、金黃色葡萄球菌、枯草桿菌等有良好的抑制作用。

魚精蛋白是一種分子量小而精氨酸含量高的強堿性蛋白[14]，富含精氨酸，呈堿性，能溶于水和稀酸，不易溶于乙醇、丙酮等有機溶劑，穩定性好，加熱不凝固，主要在魚類成熟精子細胞核中作為和DNA結合的核精蛋白而存在。最初認為魚精蛋白只對革蘭氏陽性菌的繁殖有顯著的抑制作用，但不作用于革蘭氏陰性菌、霉菌和酵母菌等。后來研究發現，魚精蛋白具有廣譜的抑菌活性，對革蘭氏陽性菌、霉菌和酵母均有明顯的抑制作用，在中性條件下，對革蘭氏陽性菌和陰性菌的最低抑制質量濃度分別為500 mg/L、1 000 mg/L，且對細菌的最低抑制濃度隨pH值的升高而降低[15]。魚精蛋白可與山梨酸混合使用，混合使用后使抗菌效果的pH范圍擴大，同時兩者的抗菌性產生協同作用，強于單獨使用的抗菌效果[16]，EDTA可增強魚精蛋白對細菌和真菌的抑菌效果[15]。

2.3 微生物防腐劑

微生物源防腐劑，具有低劑量、高效率、適用pH范圍寬、不會使微生物產生抗性、安全性高等優點。李馨恩等[17]以嗜熱鏈球菌發酵產物和曲霉發酵產物為研究對象，研究表明單一微生物的發酵產物的抑菌效果并不明顯，但是將兩者復合使用時，對細菌和霉菌具有較強的抑制效果。主要包括乳酸鏈球菌素(Nisin)、納他霉素、溶菌酶、聚賴氨酸、曲酸等。

3 結語

傳統防腐劑應用時間長，技術成熟，質量穩定，產量大，種類繁多，但其為化學成分，安全性不高，易引起過敏和不良反應，國家對其用量有嚴格的限制。天然防腐劑的出現彌補了傳統防腐劑最大的缺點，安全性不夠高，但天然防腐劑因其生物活性，穩定性較差，由于原料難得及提取工藝復雜，其應用受到了極大的限制。雖然天然防腐劑的開發還存在很多問題，但其來源綠色無污染、溫和、安全性高，天然防腐劑必將成為將來防腐劑的發展趨勢，因此積極尋找原料豐富、提取工藝簡單、抑菌效果更好的天然、衛生、安全的防腐劑是天然防腐劑需要進一步解決的問題。同時，將防腐劑復合使用也是未來的發展趨勢，復合型防腐劑在拓展抑菌譜的同時，可以減少每種防腐劑的用量，從而減少不良反應的發生。如何找到各組分間最合適的配比，在抑制性和不良反應中達到平衡將是未來應該關注的重點。