防腐剂在化妆品中的使用现状及分析

王莎莎(重庆市永川食品药品检验所，重庆 402136)

0 引言

防腐剂是以抑制微生物在化妆品中的生长为目的而在化妆品中加入的物质[1]。化妆品在生产和使用过程中，不可能达到完全无菌状态，特别是使用过程中，所有化妆品都带有一定量的微生物。加入化妆品防腐剂不是为了杀灭细菌，而是为了抑制化妆品中所含细菌、真菌等微生物的生长，从而保护化妆品在保质期内免受细菌、霉菌、酵母菌的污染，保持化妆品的性质稳定，使其开盖后不易变质，延长保存时间。化妆品可用的防腐剂类别较多，从来源主要分为传统化妆品防腐剂和天然化妆品防腐剂。传统化妆品防腐剂多为化学合成的防腐剂，具有一定的毒性，是现在防腐剂应用的主流；而天然防腐剂具有一定的防腐功能，并具有低毒的特点，但其产量较低，提取工艺复杂，获取较难。下文将针对这两类防腐剂作详细介绍。

1 传统化妆品防腐剂

现在市面上所用的大多为传统防腐剂，其优点是产量大和使用方便，但是当其累计使用量大时，比如长时间使用，会产生较大的不良反应。有研究表明，防腐剂是导致化妆品过敏性和接触性皮炎的第二大原因[2-3]，过敏反应严重的可能引起毛孔堵塞或黏膜慢性中毒，甚至会导致皮肤黑斑加速形成[4-5]。防腐剂甚至可能导致癌变[6]。在传统化妆品防腐剂中，本文主要介绍苯甲酸及基衍生物类、醇类、甲醛释放体类等几类。

1.1 苯甲酸及其衍生物防腐剂

1.1.1 对羟基苯甲酸酯类

白色结晶性粉末，它的抑菌作用是通过破坏微生物的细胞膜，使细胞内的蛋白质变性从而抑制菌落生长[7]，并可抑制微生物细胞的呼吸酶系与电子传递酶系的活性，是国内外使用最多、低刺激和低毒性的化妆品防腐剂，同时可用作有机合成、食品、医药的杀菌防腐剂，也用作为饮料防腐剂。由于它具有酚羟基结构，所以抗细菌性能比苯甲酸、山梨酸都强。缺点是使用时因水溶性较差，常用醇类先溶解后再使用，同时价格也较高[8]。对羟基苯甲酸酯类防腐剂经复合后，复合酯类的抑菌能力明显高于同等用量下各个单酯的使用[9]，因此通常的做法是将对羟基苯甲酸酯类复配或和其他防腐剂复配使用，以增强防腐效果。中国化妆品卫生规范中规定对羟基苯甲酸酯类防腐剂在化妆品中单一酯的最高限量为0.4%，混合酯为0.8%。

1.1.2 苯甲酸

苯甲酸以游离酸、酯或其衍生物的形式广泛存在于自然界中，pH值对苯甲酸盐的杀菌作用和抑菌作用影响很大，在微酸性介质中，仅0.1%浓度的苯甲酸可抑制细菌生长，在碱性介质中其效果明显降低。苯甲酸及其盐类主要作用微生物为酵母菌及霉菌，使用浓度为0.1%～0.2%。苯甲酸及其盐类除用于化妆品防腐外，也是食品类的常用防腐剂。

1.2 醇类防腐剂

醇类防腐剂包括含有甲醇、乙醇等的含羟基的有机物，本文主要介绍苯氧乙醇和苯甲醇。

1.2.1 苯氧乙醇

苯氧乙醇为有机合成物，毒性较低、无过敏刺激性，安全性较高。苯氧乙醇对绿脓杆菌有特效的抑菌性，对革兰氏阳性菌及革兰氏阴性菌均有抑制作用，与对羟基苯甲酸酯类防腐剂相同，首先破坏细胞膜，最终通过抑制氧化磷酸化偶联来发挥作用。苯氧乙醇作为防腐剂，一般不会释放甲醛，相对于释放甲醛的化合物，其是一个更好的替代品。研究表明，苯氧乙醇经吸收后可氧化为二苯氧乙酸，从而减少对机体损伤。在无细胞百白破联合疫苗中，苯氧乙醇代替硫柳汞作为防腐剂使用[10]，表明苯氧乙醇作为防腐剂按规定使用是安全的。

1.2.2 苯甲醇

无色透明液体，可与乙醇、乙醚、氯仿等混溶，是一种较活泼的芳香族醇，对霉菌和部分细菌抑制较好。苯甲醇充当防腐剂功能时，毒性较强，各国对其的使用量都有不同程度的严格控制，《化妆品安全技术规范》(2015版)规定，其作为化妆品中的防腐剂的最大使用浓度为1.0%。

1.3 甲醛释放体防腐剂

甲醛作为防腐剂，其效果极好，但其致敏致癌率极高，安全性能很低，因此被禁止应用。在低的浓度和用量范围内，甲醛被认为是安全有效的。在欧盟，甲醛允许在化妆品中使用，含量不得超过0.2%。甲醛释放体类防腐剂，顾名思义，此类防腐剂可释放出甲醛，从而达到抑菌防腐的效果，相对于甲醛来说，其功能性和安全性能更高[11]。甲醛释放体类防腐剂包括乙内酰脲类、咪唑烷基脲类防腐剂等，主要通过非常缓慢的释放出极少量的游离甲醛，发挥甲醛在杀灭微生物方面的作用，使化妆品免受微生物破坏。在含该类防腐剂的化妆品中，甲醛释放体和所释放的甲醛间存在动态平衡，释放出的甲醛多以水合甲醛的形式存在，在较高浓度下，游离甲醛对人体危害较大，因动态平衡的存在，甲醛释放体的安全性成为人们关注的焦点，使用时需慎重。

2 天然化妆品防腐剂

天然化妆品防腐剂是指具有抑菌防腐效果的活性成分，多提取于植物组织中，在化妆品中能起到防腐抑菌效果，因其低毒，能减少甚至消除传统防腐剂的副作用及不良反应，符合人们对“绿色环保”的新需求。天然防腐剂，来源不同分为植物源防腐剂、动物源防腐剂和微生物源防腐剂等。

2.1 植物源防腐剂

植物源的天然成分可以有效避免通常发生在化妆品中的脂质氧化现象，因其为植物活性成分，离开植物体后，其不具有较强的稳定性[12]。大部分植物源防腐剂主要集中在菊科、唇形科、木兰科、马兜铃科、木犀科、百合科等植物中。植物源防腐剂以植物精油、大蒜素和茶多酚为代表。植物精油除可用来制备香精香氛外，其特殊的组成和生物活性，在配方中可形成抑菌环境达到消炎、杀菌、防腐保鲜的作用。木犀科丁香属的丁香精油可抑制多种革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌、霉菌和酵母菌[13]。

2.2 动物源防腐剂

动物源防腐剂来源于动物中，是由动物分泌或体内本身存在的具有抑菌作用的物质，主要以壳聚糖和鱼精蛋白为代表。

壳聚糖是从蟹虾、昆虫等提取的甲壳素经脱乙酰后的高分子有机物，在虾、蟹等节肢动物、软体动物中大量存在。为黄色或白色粉末，溶于稀酸呈黏稠状，在稀酸中壳聚糖的β-1,4-糖苷键会慢慢水解，生成相对低分子质量的壳聚糖。溶于酸性溶液形成带正电的阳离子基团。具有生物降解性、生物相容性、无毒性、抑菌、抗癌、降脂等多种生理功能。

目前发现壳聚糖抑制微生物繁殖的可能机制有：(1)改变病原菌细胞膜的流动性和通透性；(2)干扰DNA的复制与转录。分子较短的壳聚糖可以进入到病原菌的细胞核中，与带负电荷的DNA相互作用，影响真菌DNA的复制和RNA的转录，从而抑制其生长；(3)阻断病原菌代谢。当壳聚糖的浓度达到100 μg/mL时，即可表现出抗真菌性，且抗真菌性壳聚糖颗粒的大小成反比。壳聚糖的聚合度对其抗真菌性有较大的影响，聚合度降低，则壳聚糖所能抑制的真菌种类减少，但抑制的程度加强。壳聚糖对大肠杆菌、荧光假单胞菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌等有良好的抑制作用。

鱼精蛋白是一种分子量小而精氨酸含量高的强碱性蛋白[14]，富含精氨酸，呈碱性，能溶于水和稀酸，不易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，稳定性好，加热不凝固，主要在鱼类成熟精子细胞核中作为和DNA结合的核精蛋白而存在。最初认为鱼精蛋白只对革兰氏阳性菌的繁殖有显著的抑制作用，但不作用于革兰氏阴性菌、霉菌和酵母菌等。后来研究发现，鱼精蛋白具有广谱的抑菌活性，对革兰氏阳性菌、霉菌和酵母均有明显的抑制作用，在中性条件下，对革兰氏阳性菌和阴性菌的最低抑制质量浓度分别为500 mg/L、1 000 mg/L，且对细菌的最低抑制浓度随pH值的升高而降低[15]。鱼精蛋白可与山梨酸混合使用，混合使用后使抗菌效果的pH范围扩大，同时两者的抗菌性产生协同作用，强于单独使用的抗菌效果[16]，EDTA可增强鱼精蛋白对细菌和真菌的抑菌效果[15]。

2.3 微生物防腐剂

微生物源防腐剂，具有低剂量、高效率、适用pH范围宽、不会使微生物产生抗性、安全性高等优点。李馨恩等[17]以嗜热链球菌发酵产物和曲霉发酵产物为研究对象，研究表明单一微生物的发酵产物的抑菌效果并不明显，但是将两者复合使用时，对细菌和霉菌具有较强的抑制效果。主要包括乳酸链球菌素(Nisin)、纳他霉素、溶菌酶、聚赖氨酸、曲酸等。

3 结语

传统防腐剂应用时间长，技术成熟，质量稳定，产量大，种类繁多，但其为化学成分，安全性不高，易引起过敏和不良反应，国家对其用量有严格的限制。天然防腐剂的出现弥补了传统防腐剂最大的缺点，安全性不够高，但天然防腐剂因其生物活性，稳定性较差，由于原料难得及提取工艺复杂，其应用受到了极大的限制。虽然天然防腐剂的开发还存在很多问题，但其来源绿色无污染、温和、安全性高，天然防腐剂必将成为将来防腐剂的发展趋势，因此积极寻找原料丰富、提取工艺简单、抑菌效果更好的天然、卫生、安全的防腐剂是天然防腐剂需要进一步解决的问题。同时，将防腐剂复合使用也是未来的发展趋势，复合型防腐剂在拓展抑菌谱的同时，可以减少每种防腐剂的用量，从而减少不良反应的发生。如何找到各组分间最合适的配比，在抑制性和不良反应中达到平衡将是未来应该关注的重点。