在安全有效的原则下，化妆品防腐体系如何创新？丨成分特辑49

（注：海克斯科技出自游戏《英雄联盟》，设定为魔法与科技的全新融合物）

正如食品添加剂被过度“妖魔化”，非正向的科普正在通过影响消费者的判断，引导整个市场消费升级的发展方向。这类现象在化妆品行业也很常见，比如化妆品中“谈腐色变”的防腐剂。

近年来，消费者都在追求天然、健康、无添加的产品趋势。受到媒体负面报道的影响，防腐剂通常和“化学物质”“致敏”等负面词汇联系起来。因此，有的品牌开始主打“无添加防腐剂”的概念来吸引消费者，也有的品牌则开始寻求性能更优的“新型防腐体系”。

    “无防腐”盛行，传统防腐剂面临安全质疑

《化妆品安全技术规范（2015年版）》中规定我国化妆品准用51种防腐剂，主要分为5大类：甲醛及其释放体、对羟基苯甲酸某酯、异噻唑啉酮类、醇、酸。常见的比如苯氧乙醇、尼泊金酯类、甲醛释放体防腐剂、CMIT/MIT（卡松）以及IPBC等。

化妆品准用防腐剂也称为“传统防腐剂”，经常被认为是化妆品中的主要过敏原之一。据调查，约有6%的消费者对化妆品中的防腐剂和香料敏感。此外，防腐剂还兼具生物毒性的特点，对皮肤具有刺激性，并可能会扰乱人体内分泌系统。

因此，国内外品牌都在宣称“无添加防腐剂”。比如，以“无添加”出名的Fancl芳珂，主要利用于1，2-戊二醇+小包装或密封来实现防腐。还有HABA、NOMAMA等日本品牌，均声称不使用苯甲酸酯等防腐剂及其他容易刺激肌肤的化学添加剂及香料。

雅漾也曾基于品牌的专利包装技术D.E.F.I无菌舱，于2009年推出了无防腐的舒缓特护系列产品。据了解，该系列产品在包装上能够做到完全密封，其使用的成分数量在7种以内，主要由水、油脂类、植物提取物、乳化剂和增稠剂组成，成分表中不含防腐剂和类防腐剂成分。

实际上，防腐剂是应对个人护理产品中微生物污染的重要组分。防腐剂自身具有“防止微生物生长”“抑菌”的特性，这决定了化妆品能够长期保存，对于保障产品安全具有重要意义。

在药监局对化妆品的抽查过程中，“菌落总数超标”一直是化妆品企业频频踩雷的“重灾区”。2020年，国家药监局共通报了207批次不合格化妆品，其中有192批次的产品的不合格项目集中在“标签标识”和“化妆品微生物指标”两大类上。

2021年，国家药监局发布的《化妆品安全评估技术导则》中明确指出：“对处于研发阶段的化妆品，可参考国际通用的标准或方法对其防腐体系的有效性进行评价”。这表明，化妆品防腐体系效能评价是产品上市之前的必经之路。

值得一提的是，目前国内外化妆品防腐体系都是依照微生物挑战试验来进行效能评估。不过，该试验只规定了测试菌株的选用范畴，各个国家之间并没有统一且明确的防腐效能评估标准。

那么，化妆品是如何做到“无添加防腐剂”的呢？事实上，市面上多数宣称无添加的产品，主要采用了两种方式：一种是添加化妆品准用防腐剂之外的抑菌成分，做到不含传统意义的防腐剂；另一种是在配方剂型（比如纯油配方、固体配方等）和包装形式（比如真空包装、次抛形式等）上满足无需添加防腐剂的产品标准。

虽然开发有效且安全的防腐体系还存在很多没有解决的困难，但国家一直在加强监管上的约束。前段时间，曾有媒体报道，部分化妆品因未见/未添加防腐剂导致备案被驳回，符合监管要求的防腐体系创新方式也引起了行业的热议。

在防腐剂的安全性层面上，化妆品准用防腐剂均具有各自的使用浓度以及使用限制的规定，而且，它们大多数都应用历史悠久，已经拥有明确的数据和先进的安全风险评估，比如常用的防腐剂苯氧乙醇、尼泊金酯类等。

“市场端对于防腐剂的安全性存在较大误解。在INCI目录中已经表明了成分的安全使用量，比如，丁二醇主要在化妆品中发挥溶剂和保湿剂的作用，高含量的醇具有抑制微生物繁殖的效果，如果配方中含有15%丁二醇看做溶剂是安全的，而将其看作防腐、抑菌类成分来看是不安全的话，显然也是不对的。”广州艾卓生物科技股份有限公司总经理张军说道。

    防腐体系的创新方向有哪些？

作为理想的防腐体系，首先应当充分具备消灭多种微生物的能力，即具有广谱活性，对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、酵母菌和霉菌都能起效。从这个角度来看，单一的防腐剂要做到全面的安全和抗菌效果，几乎是不可能的。

知乎答主“妆说”曾列出防腐剂建立的5大原则：分别为良好的配伍性、良好的安全性、良好的水溶性、稳定性和广谱抗菌活性。

为了寻找更多具有防腐效能的成分，化妆品行业也在推进防腐体系的创新，由非传统抑菌成分组成的“新型防腐体系”正在崛起。

张军表示：“严格来说，新型防腐体系主要由一类具有抑菌作用的成分组成，比如醇类、抗氧化剂类，所以并不能将其称为防腐剂，它们与《技术规范》规定的表内防腐剂也存在本质区别。”

1）抑菌成分与传统防腐剂的合理配伍

据了解，目前应用较广的新型防腐体系中，通常包含多元醇（如戊二醇、己二醇、辛甘醇等）、有机酸（辛酰羟肟酸等）、酮（对羟基苯乙酮等）等成分。它们大多数都是多功能的辅助类成分，除了具有抑菌增效作用之外，还有保湿、抗氧化、螯合、调理、溶解等功能。

与传统的防腐剂相比，这些抑菌成分由于防腐效果相对较弱、安全性数据和配伍相容性数据的不足，在配方中通常难以独自扛起防腐体系的“大旗”。因此，需要配合各配方的全组分进行分析。

由于不同的防腐剂和抑菌成分都具有各自的优势和不足之处，通过复配可以取长补短。比如，将抑菌成分与传统防腐剂复配，或者抑菌成分之间的科学配伍，不仅能够从不同的作用机理出发，扩大抗菌谱，协同增效，避免耐药菌的形成；而且能够降低单一组分的使用剂量，更有助于保障安全。

“目前，通过协同复配的组分能够更好地提供对配方体系的产品保护功能。将一些具有微生物抑制能力的成分，通过合理的剂量配方组合搭配，可以为产品体系提供更可靠温和的产品保护能力，相比于传统的防腐体系，这种新的成分组合在温和性和安全性上的改良更为先进，很好地解决了传统防腐体系在实际应用上的弊端。”德之馨化妆品原料部中国区总监劳树权说道。

二元醇+对羟基苯乙酮就是一种常见的防腐替代体系，已经被应用在不少国内品牌推出的明星单品中。比如，薇诺娜舒缓保湿特护精华液中使用的是1,2-戊二醇，搭配了对羟基苯乙酮，协调发挥抑菌效果；百植萃“小绿瓶”精华液中则使用了1,2-戊二醇+1,2-己二醇+对羟基苯乙酮的形式。

2）植物提取物可作为防腐剂的天然替代品？

除了成分配伍之外，防腐体系的创新方向也从化合物逐渐向植物提取物的方向靠拢。自然界许多植物提取出的精油部分（比如薄荷、紫苏、丁香、阿魏、胡椒等)会包含天然防腐抑菌物质，因此，不是原料公司将这类植物提取物称为“植物防腐剂”。

对于植物提取物的防腐作用，行业内大多数人仍然持有观望态度。总体来说，大部分植物提取物的防腐效果不佳，而且有特殊气味，不易分散在水中，配伍困难。

此外，由于植物来源过于复杂，很多植物提取物成分不明、机制不明，而且安全性数据不全。2020年，由韩国C&B公司研发出的植物防腐剂Euro-Napce（秦椒果提取物、白头翁提取物、须松萝提取物）被曝出含有有害物质“氰化银”，“植物防腐剂”的安全问题也引起了高度重视。

劳树权直言道：“目前仍旧没有看到任何完全成熟的所谓植物防腐方案体系为广大市场接受。植物防腐体系主要面临着温和性、水溶性、气味、颜色、稳定、安全可靠性等各方面的挑战，仍旧很不成熟。”

对此，张军认为：“‘植物防腐剂是一种’市场趋势，但目前‘植物防腐剂’存在较高的技术门槛。首先，植物防腐成本较高，尤其是对洗护类产品而言；其次，植物成分在气味和颜色等性能方面存在一定缺陷，对于配方设计的要求也会更高。”

不过，他对植物抑菌成分的应用前景表示肯定：“既然很多植物有抑菌、抗炎的效果，其中一定有成分能够起到抑菌效果，对每一种植物中的成分进一步分析，就可以开发出满足配方需求的植物抑菌剂。”

艾卓生物就曾经推出NAGOVEC和NAGOVAC为代表的“V系列”植物提取抑菌剂，这两种成分主要由几种具有抑菌效果的植物提取物组成。

以NAGOVEC为例，其中包括厚朴树皮提取物、丁香花蕾提取物、茵陈蒿提取物、肉桂树皮提取物、苦参提取物和大豆提取物。经过验证，该原料对洋葱伯克霍尔德氏菌、恶臭假单胞菌、金黄色葡萄球菌、黑曲霉、白色假丝酵母、大肠埃希氏杆菌、铜绿假单胞菌等菌株都具有显著的抑菌作用。

3）食品防腐剂能否带来新启发？

此外，开发食品防腐剂也对于化妆品防腐体系的创新具有一定启发。已经有不少食品防腐剂在个人护理产品中得到了广泛应用，比如苯甲酸盐。相关数据显示，目前含有苯甲酸盐的个人护理产品数量每年增长率为 7%。

另一种食品防腐剂氯化十六烷基吡啶 (CPC) 也扩大了在个人护理领域的应用。该抑菌成分主要用于漱口水、牙膏、口腔喷雾剂等产品中，对于除曲霉属真菌之外的大多数微生物都有效，但目前还没有正式列入欧洲批准的化妆品防腐剂清单附件。

据外媒报道，化妆品原料供应商科莱恩还曾经计划，将食品防腐剂作为对羟基苯甲酸酯防腐剂的替代方案。他们研究的食品防腐剂主要包括苯甲酸、苯甲醇、以及山梨酸钾，其中，山梨酸钾广泛用于抑制奶酪、酸奶和苹果酒等食品中的霉菌和酵母菌。

    科学研究是防腐体系创新的主要驱动力

在市场风向和监管法规的引导下，防腐体系的搭建需要满足更多的要求和限制，此外，防腐体系在科学研究层面也存在诸多难题。

从作用机理的角度出发，防腐剂主要使微生物膜系统的渗透性发生改变，将其中的蛋白质改变性状或抑制酶的活力，降低微生物的代谢，使其代谢产物不能运出，进而达到干扰其生长繁殖的目的[1]。

这种抑制微生物的作用，也使得防腐剂与个人护理产品中的“皮肤微生态”概念违背。皮肤微生态的平衡对于维持健康的皮肤状态来说至关重要。然而，化妆品中的防腐剂可能改变皮肤的微生态环境，影响皮肤pH值、油脂分泌和代谢能力。

关于这个话题，虽然有不少文献都曾做过相关的实验，但目前尚且没有明确的结论，不同的防腐体系对于皮肤微生态的作用也有很大区别。

有研究表明，双咪唑烷基脲与IPBC的混合物、尼泊金甲酯等在化妆品中，会对皮肤常驻菌群产生一定的抑杀和扰动[2-3]。不过，低浓度的苯氧乙醇、尼泊金甲酯和尼泊金丙酯也被证明可以防止化妆品免受细菌污染，同时也不会影响皮肤微生态平衡[4]。

防腐剂对皮肤微生态的具体影响仍然还在探索中。为什么有些防腐剂对细菌的亲和力比对真菌的亲和力更强？杀灭微生物组分的物理化学特性是什么？由于皮肤微生物组过于庞大，这些问题还没有清晰的答案。

此外，防腐体系在配方设计中占据了重要地位，更是直接决定了化妆品的保存周期，因此需要考虑到多方面的因素。

劳树权表示：“设计一个符合要求的产品配方保护体系，需要考虑的问题是很多的，配方的适用人群是否涉及特殊人群（比如婴童，孕妇等），同时也要考虑配方剂型的差异化、以及尽可能多种类低剂量组合，降低单一种类高剂量添加带来的一些负面因素（如温和性、稳定性，以及容易产生微生物耐药菌株等问题）。”

因此，推动防腐剂创新的根源在于科学研究，进一步研究微生物组和防腐剂之间的相互作用，将防腐科学与不同的研究领域相联系，才能开发出更安全、有效的防腐体系。

“未来，防腐剂的两大创新方向应该是植物提取物和发酵抗菌肽，植物提取物包含众多抑菌成分，符合绿色、环保、健康的市场趋向，同时能够展现中国传统植物资源的优势；抗菌肽则对黏膜的刺激性低，更适用于特殊的使用场景。”张军说道。

新型防腐体系的搭建过程，对配方设计提出了很大的考验。尽管在原料成本、安全性数据等方面，新型防腐体系还有很长的路要探索。但是，仍然有很多品牌和原料公司在通过不同的技术手段，实现成分组合物的协同搭配，从而了突破传统的模式，打造出现代的产品保护体系。

随着科学研究的推进，防腐体系的创新方向会更加明朗，防腐剂的选择也将拥有更多可能性。

参考资料：
[1]  程文静, 张佳婵, 杨依林,等. 市售护肤品防腐剂使用情况调查及未来发展趋势探究[J]. 日用化学工业, 2021, 51(7):7.
[2]  陈冠武.杰马BP对皮肤表层常驻菌抑制作用的研究1.环境与健康杂志，2012，29(7):615-616.
[3]  蔡颖.尼泊金甲酯对皮肤常驻菌的抑制作用门现代预防医学，2013，40(9):1726-1727.
[4]  Lalitha, C. and Rao, P.V.V.P. Antimicrobial Efficacy of Preservativesused in Skin Care Products on Skin Micro Biota. International Journalof Science and Research. 2013, 6: 14

信息来源丨妆说、小k配方师、荣格个人护理、中国化妆品

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