化妆品中防腐剂的检测标准与方法探析

　　摘    要：　概述了化妆品中防腐剂的种类和安全风险，介绍了目前相关检测标准和文献方法的现状，所覆盖的《化妆品安全技术规范》（2015年版）中准用防腐剂的情况，并对防腐剂列表之外具有防腐功能的物质在化妆品中使用状况和测定方法进行了分析。综述了液相色谱、液相色谱-电感耦合等离子体质谱等技术在防腐剂检测上的应用情况及其优劣，最后对近年来国内外市场上化妆品中准用防腐剂的使用情况进行了分析。

　　关键词：　化妆品; 防腐剂; 检测; 使用;

　　Abstract：　The categories and safety risks of preservatives in cosmetics were outlined, the current status of detection standards and cutting-edge report methods of preservatives were introduced. The referring methods for permitted preservatives in Cosmetics Safety Technical Specifications(2015 Edition) were included. And the application status and detection method of substances with antiseptic function in cosmetics beyond the list of preservatives in cosmetics were presented. The advantage and disadvantage of HPLC and HPLC-ICP-MS methods were reviewed. Finally, the use of permitted preservatives in cosmetics in domestic and foreign markets was analyzed.

　　Keyword：　cosmetics; preservatives; detection; use;

　　1、 化妆品中防腐剂的概况和安全风险

　　化妆品含有许多营养成分，为微生物的生长、繁殖提供了良好的条件和环境，而在化妆品的生产和使用过程中也不可避免地会有微生物的侵入，如果不加入有效抑制微生物的成分，就可能令其变质，达不到应有的功效，甚至威胁使用者的身体健康。为保证化妆品在生产、使用和保存的过程中安全有效，其中须添加一种或多种防腐剂。《化妆品安全技术规范》（2015年版）中规定，化妆品中添加的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。

　　目前，化妆品中常用的防腐剂大多生产成本低，使用方便简单，但当它们使用量大或者长时间使用时，会对人体产生危害，造成皮肤过敏、皮炎等病变，研究表明，防腐剂是仅次于香料导致化妆品过敏性和接触性皮炎的第二大原因[1,2]。这些症状严重者可能引起毛孔堵塞或黏膜慢性中毒，还会使皮肤加速形成黑斑[3,4]，甚至导致癌变[5]。曾在化妆品中使用最广泛的对羟基苯甲酸酯类防腐剂价格低廉、稳定性强，且在酸性和碱性情况下具有良好抗菌能力，抗真菌效果比较突出。但2003年DARBRE等[6]在乳腺癌组织中检测到5种常见对羟基苯甲酸酯的成分，引起国际化妆品行业对其安全性的怀疑。有报道认为该类防腐剂长期使用可以产生类雌性激素作用，好在经多国实验研究证明其活性大大低于体内雌激素[7]。所以其在严格规定的情况下使用还是安全的。欧盟消费者安全科学委员会经研究表明“化妆品中添加100 mg/kg的对羟基苯甲酸酯类对于消费者是不安全的，目前对于驻留型的化妆品（包括湿纸巾）没有充分证据证明它的安全浓度，但是对于冲洗型的化妆品，15 mg/kg的含量是安全浓度”[8]。因此近年来对羟基苯甲酸酯类防腐剂使用率逐步下降，苯氧乙醇在化妆品新品中使用频度增高[9]。
 

　　苯氧乙醇对细菌有比较好的抑菌效果，但是对真菌的效果较差。研究发现苯氧乙醇经吸收后可氧化为二苯氧乙酸[10]，对机体的损伤较小。韩国的过敏斑贴试验也表明皮肤接触苯氧乙醇没有产生严重的毒性作用，但它容易渗透进入人体皮肤，具有高速率的皮肤吸收功能，存在引起中枢神经系统毒性的可能[11]。

　　鉴于此，各国对防腐剂的使用都有限制，我国《化妆品安全技术规范》对允许添加的防腐剂种类、使用范围和最大允许使用浓度都做了明确规定。

　　2、 化妆品中防腐剂的检测标准和方法

　　由于过量使用防腐剂会产生一定的不良反应，因此各国对化妆品中防腐剂的使用都有检测和监控。中国先后建立了二十多个检测方法标准，比如国家标准GB/T 26517—2011《化妆品中二十四种防腐剂的测定高效液相色谱法》、GB/T 37544—2019《化妆品中邻伞花烃-5-醇等6种酚类抗菌剂的测定高效液相色谱法》，行业标准SN/T 3920—2014《出口化妆品中氢醌、水杨酸、苯酚、苯氧乙醇、对羟基苯甲酸酯类、双氯酚、三氯生的测定液相色谱法》、QB/T 4128—2010《化妆品中氯咪巴唑（甘宝素）的测定高效液相色谱法》，地方标准DB44/T 629—2009《化妆品中甲醛含量的测定乙酰丙酮分光光度法》、DB37/T 3028—2017《化妆品中4种对羟基苯甲酸酯类防腐剂的测定气相色谱法》；《化妆品安全技术规范》（2015年版）中的“甲基氯异噻唑啉酮等12种物质”、“水杨酸等5种物质”，原国家食品药品监督管理总局单独发布的检测方法“化妆品中双羟甲基咪唑烷基脲检测方法”、“化妆品中咪唑烷基脲检测方法”和起草中的国家标准《化妆品中二甲基恶唑烷、7-乙基双环恶唑烷和5-溴-5-硝基-1,3-二恶烷限用防腐剂的测定》等。上述标准涉及高效液相色谱法、气相色谱法、高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法和分光光度法等，包含了51种准用防腐剂中的40种，覆盖率近80%，详见表1。

　　表1 现行检测标准所能检测的防腐剂

　　表1 现行检测标准所能检测的防腐剂

　　处于上述标准空白领域的11种防腐剂，其中“羟甲基甘氨酸钠”和“海克替啶”曾经在国标委立项，但前者因故至今一直没有完成，后者在送审稿阶段被删除了。其它地区建立的测定标准有涉及这11种成分的，例如台湾地区发布的防腐剂检测标准里就包括了DMDM乙内酰脲。

　　近年来也有文献填补了上述防腐剂测定的空白，如潘晨等[12]报道的高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法能检测溴氯芬，施敬文等[13]报道的气相色谱/质谱法能测定烷基（C12～C22）三甲基铵溴化物中的部分。文献方法是标准方法的有效补充，也是很多标准制定的基础。

　　鉴于防腐剂对人体存在一定的安全风险，虽然法规均考虑了在当时的认知条件下，其添加量不超过最高限量时是安全的，但由于近年来整体舆论对于食品、化妆品等各类产品中防腐剂的使用越来越反感，传统的防腐剂也受到越来越多的争议。因此很多化妆品及其原料企业都在研究准用防腐剂表之外具有防腐功能的物质，这类成分的主要代表见表2。

　　表2 防腐剂列表之外具有防腐功能的物质

　　对于上述物质，目前基本没有化妆品中相关的检测标准。虽然这些成分毒理安全性相对较传统防腐剂要高，但随着使用率的增加和安全性研究的深入，它有可能成为新的关注热点，因此相关检测技术的建立对于企业内部质控和监管部门的风险监测都是有必要的，苯乙醇、乙基己基甘油、茴香酸和对羟基苯乙酮等[14,15,16,17,18]也已有化妆品中的检测方法报道。随着对天然来源防腐剂抑菌机理研究的不断深入，国内外已开始从各种植物提取物和微生物发酵产物中提取抑菌物质的研究，开辟了化妆品防腐的新方向，而将天然来源的防腐剂与化学合成的防腐剂复配使用，则有望达到更好的防腐效果，同时又能降低致敏风险。但植物提取物和微生物发酵产物由于组成复杂，即使其含有某些特征性成分，通常也难以测定，这对质量控制带来了一定的困难。

　　防腐剂不是杀菌剂，仅能抑制细菌等微生物的生长，延长变质的时间，杀灭效果通常不明显，需要一定的使用浓度才能发挥其功效，使用量一般在百分比的级别，因此在标准和文献中，运用液相色谱法检测是最普遍的。液相色谱法在方法检出限、特异性、适用的防腐剂范围等方面都能满足检测的需要，而且这种仪器设备价格适中、普及度高。其前处理一般比较简单，通常只需将样品用甲醇、乙腈等有机溶剂超声提取，然后离心过滤除去杂质；当为达到一次分离多种防腐剂的效果时，则通常采用梯度洗脱就可以同时保证分离效果和检验效率。近年来市场对筛选性检测需求上升，要求同时能测定更多种类防腐剂，这就给只以保留时间和待测物质吸收光谱定性、一次检测至少需要半小时的液相色谱法带来了困难。与液相色谱法相比，液相色谱质谱法大大缩短了样品分析时间，并且特异性好，适用于基质复杂样品的分析和几十种物质的筛选性检测，随着今后检测机构和相关企业分析仪器的升级，液相色谱质谱法的应用前景将会更加广阔。表3列出了几种有代表性的液相色谱检测方法。

　　潘晨等[12]建立了高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法同时测定化妆品中5种含溴防腐剂的方法，之所以选用该技术，是研究者认为高效液相色谱-紫外检测器法在低波长附近的干扰大，易出现假阳性结果；高效液相色谱-电子俘获检测器法虽然灵敏度高，但检测器对系统中存在的空气（氧气）敏感，易造成检测器不稳定[19]；气相色谱法对部分含溴化合物（如溴氯芬）的响应不理想，而且2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇的线性范围窄，造成应用性差。该文献结合了HPLC的分离能力及ICP-MS的高灵敏特点，通过引入氩氧混合气作为反应气，可实现流动相中高比例有机相分析，有效拓展了方法的适用范围。此外，含汞的防腐剂也能使用ICP-MS进行检测，如国家标准GB/T 37649—2019《化妆品中硫柳汞和苯基汞的测定高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法》。但不含有这类元素时无法用ICP-MS检测，使其应用范围受到限制。

　　3 、化妆品中准用防腐剂的使用情况

　　化妆品中通常添加一种或多种防腐剂来达到防腐效果，《化妆品安全技术规范》准用的防腐剂达51种，但对单一样品允许使用的防腐剂成分种数并未做相关规定，也没有类似GB 2760—2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》所规定的“同一功能的食品添加剂（相同色泽着色剂、防腐剂、抗氧化剂）在混合使用时，各自用量占其最大使用量的比例之和不应超过1”的要求。因此产品中多种防腐剂混合使用作为防腐体系的情况较为普遍，这样可以减小单种防腐剂的用量，避免超标，又扩大了抗菌广谱性。

　　表3 有代表性的液相色谱检测方法

　　化妆品中防腐剂的使用频率随着相关安全性研究的深入，近年来有所变化。2017年之前，对羟基苯甲酸酯类的使用率普遍最高。例如，蒋亚奇等[20]对269批面膜类产品中防腐剂的测定结果显示，仅使用1种防腐剂的面膜为85批，使用2种及以上防腐剂的面膜为86批，其中有1批次的面膜使用防腐剂达5种。对羟基苯甲酸甲酯是使用频率最高的防腐剂，高达50.2%，其次是苯氧乙醇和甲基异噻唑啉酮，使用频率分别为34.9%和21.9%。

　　孟庆玉等[21]同样检测了面膜中的防腐剂，在298批样本中对羟基苯甲酸甲酯、苯氧乙醇、甲基异噻唑啉酮、对羟基苯甲酸丙酯4种防腐剂的使用频率较高，分别有195、118、85和38批产品使用，使用频率与上述一致。

　　曹孟岑等[22]调查的391份国产化妆品和277份进口化妆品共使用防腐剂17种，对羟基苯甲酸及其盐类和酯类占据化妆品防腐剂使用频率榜首，苯氧乙醇和羟苯丙酯分别位列第二、第三。分析表明，清洁类化妆品中甲醛供体类防腐剂如DMDM乙内酰脲、双（羟甲基）咪唑烷基脲等使用率比其它产品明显要高。进口和国产化妆品使用的防腐剂种类相似，但是部分种类的添加比例存在差异：比如国产化妆品基本未使用苯甲醇和水杨酸，而进口化妆品中使用率达12.64%和11.19%；咪唑烷基脲在国产化妆品中的使用频率是6.65%，但在进口化妆品中仅为1.44%。

　　泰国市场上调查的1 000件化妆品中使用频率最高的同样是对羟基苯甲酸酯[23]，其次是甲基氯异噻唑啉酮和甲基异噻唑啉酮。脸部清洁类和防晒化妆品中对羟基苯甲酸酯类使用率排第一位，甲基异噻唑啉酮和DMDM乙内酰脲为第二、三位；身体清洁类产品中甲基异噻唑啉酮使用频次最高，其次是甲基氯异噻唑啉酮和对羟基苯甲酸酯类；脸部护肤类产品中对羟基苯甲酸酯类使用率排第一位，双咪唑烷基脲和DMDM乙内酰脲为第二、三位；身体护肤类产品中对羟基苯甲酸酯类使用频次最高，其次是甲基异噻唑啉酮和咪唑烷基脲；发用产品中甲基异噻唑啉酮使用率排第一位，甲基氯异噻唑啉酮和DMDM乙内酰脲为第二、三位；彩妆及口腔产品类基本只使用对羟基苯甲酸酯类。

　　从2017年起，安全性更高的苯氧乙醇的使用率上升，成为使用频次最高的准用防腐剂，苯甲酸及其盐类等刺激性相对较小的防腐剂使用量也日渐增多。譬如，高家敏等[24]在90批进口化妆品中检出频次最高的为苯氧乙醇67批，检出率为74.4%。其中添加1种防腐剂的43批，添加2种防腐剂的24批，添加3种防腐剂的8批，添加4种防腐剂的4批，添加6和7种防腐剂的各1批。

　　王萍和李洁[25]对939件进口化妆品进行了调查，结果发现，有237件样品添加的是1种防腐剂，有160件样品添加了3种以上的防腐剂，更有4件产品添加了7种防腐剂。使用频率最高的为苯氧乙醇（388件），使用频率超过10%的防腐剂还有氯苯甘醚、对羟基苯甲酸酯类、山梨酸及其盐类以及苯甲酸及其盐类。从类型上看，膏霜类和洗发液类添加的防腐剂种类较多。有的防腐剂相对集中地出现在几类化妆品中：例如，甲基氯异噻唑啉酮和甲基异噻唑啉酮类主要添加在洗护发产品和浴液中，总共35件添加此类防腐剂的样品中洗护发产品就有18件，浴液产品有14件；氯咪巴唑和吡罗克酮乙醇胺盐等同时有祛屑作用的防腐剂均添加在发用产品中；具有消毒杀菌作用的三氯生仅添加在洗发液中；儿童化妆品添加的均为刺激性相对较小的防腐剂，如苯甲酸和山梨酸等。

　　西班牙市场上1 093件皮肤类药妆产品中471件含有苯氧乙醇[26],452件含有对羟基苯甲酸酯类，151件含有苯甲酸钠。其中249件超市售卖的化妆品中68件添加了苯甲酸钠，58件添加了苯氧乙醇，45件添加了异噻唑啉酮类和甲基异噻唑啉酮，虽然超市销售的含有异噻唑啉酮的化妆品的比例很高，但大多数产品都是淋洗类的，而且它们通常是水性的，皮肤渗透性较低，一般不会致敏。113件化妆品专卖店售卖的草本类产品中12件含有苯甲酸钠，16件含有苯氧乙醇，17件含有山梨酸钾。

　　4、 小结

　　中国化妆品市场是世界第二大市场和最大的新兴市场，2019年销售总额近3 000亿元，年平均增长率约10%，提升化妆品的质量和安全有利于保障消费者的使用安全，对于化妆品企业的发展和进步也有很大的意义。化妆品中防腐剂的作用是保护产品，使之免受微生物污染，延长产品货架寿命，防止消费者因使用受微生物污染的产品而引起可能的感染。从目前的技术手段来看，化妆品中不含防腐成分是难以做到的，与其炒作各种“无添加”、“无防腐剂”的概念，企业更应关心的是能否开发出更安全的防腐剂，消费者更应关心的是防腐剂的用量有否超标，政府部门更应关心的是对市场上产品中的防腐剂能否进行有效的监管。虽然目前国内检测标准涵盖的准用防腐剂已占到《化妆品安全技术规范》的大部分，但仍有包括溴氯芬、DMDM乙内酰脲和羟甲基甘氨酸钠等在内的多种成分检测方法存在空白，还不能完全满足监管需要，不排除不法企业为了达到特定的防腐效果，钻监督抽查检验标准缺失的空子，过量使用防腐剂。因此，今后应继续建立快速有效的分析方法，逐步完善配套的检测体系。此外，对于防腐剂列表之外的具有防腐功能的产品也应未雨绸缪，开展相应测定技术的研究。

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