甲醛緩釋體類防腐劑在化妝品中的應用[蒼松書屋]

1、甲醛緩釋體防腐劑在化妝品中的應用領先特品化學（上海）有限公司 (ISP)，全球研發(fā)中心，中國上海deps4隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，化妝品越來越多的融入到千家萬戶，而且人們對化妝品品質(zhì)和安全性的要求也越來越高。化妝品中一般都含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，特別是近年來越來越多的活性功效成分的加入使得化妝品越來越容易受到微生物污染，從而破壞化妝品的感官和品質(zhì)，危害消費者的健康。因此，在化妝品中加入適量安全有效的防腐劑從而控制微生物的生長是保護產(chǎn)品品質(zhì)的主要手段。好的防腐劑不僅需要防止和抑制細菌和真菌等微生物的生長，而且必須對人體沒有毒性和刺激性，同時和配方里的其他化學成分不會發(fā)生反應，在不同的pH

2、值和溫度下仍然保持穩(wěn)定性，并且在化妝品的存儲和使用期間提供其所需要的防腐功效。隨著崇尚自然的消費理念逐步得到人們的認可，天然防腐劑的研究和開發(fā)也成了防腐劑利用的研究熱點。但是相對于傳統(tǒng)化學合成的防腐劑，如對羥基苯甲酸酯，異噻唑啉酮，和甲醛緩釋體類防腐劑等，目前大多數(shù)具有抑菌作用的天然提取物在相當長的一段時間內(nèi)還沒法完全替代它們。一方面由于天然抑菌物質(zhì)的作用效果與化學合成防腐劑相比存在一定差距，而且作為防腐劑，真正天然的植物提取物批次與批次之間的一致性也很難保證; 另一方面，在離體條件下，天然防腐劑對部分化妝品中的腐敗微生物有抑菌效果, 但有時它們的功效取決于其加入化妝品的配方成分。例如汽巴的T

3、inosan SDC是一種天然的銀絡合防腐劑，但在高陽離子體系卻有限制。甲醛緩釋體類防腐劑作為最早被廣泛使用的防腐劑之一，已經(jīng)有幾十年的使用歷史，其防腐效果已經(jīng)獲得了廣泛的認同。其中咪唑烷基脲（Germall 115）自從1973年首次作為防腐劑應用到化妝品中以來，至今已經(jīng)成為僅次于尼伯金酯類防腐劑的全球第二大防腐劑品種。本文主要討論甲醛緩釋體作為化妝品防腐劑的成分，檢測方法，以及其面臨的環(huán)保和法規(guī)壓力。甲醛緩釋體類防腐劑甲醛是一種無色有刺激性氣味的氣體，它廣泛存在于自然界中，大氣中甲烷氣體的光氧化反應就能夠產(chǎn)生甲醛。同時甲醛還廣泛存在于生物細胞的新陳代謝過程中，在人體血液、常見的動植物體內(nèi)都

4、能檢測出甲醛的存在（表1）。甲醛能夠被太陽光或者微生物在短短數(shù)小時之內(nèi)分解，因此不會在人體或自然界積累。作為人類最早使用的防腐劑品種，甲醛具有高效廣譜的殺菌效果，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領域有著廣泛的應用。項目甲醛濃度（ppm）人體血液3梨、蘋果、番茄、蘿卜3.7 - 60卷心菜、胡蘿卜、大蔥3 - 26.3魚8.8 - 20肉類5.7 - 20表1. 不同生物體所含甲醛濃度在低的濃度和用量范圍內(nèi)，甲醛被認為是安全有效的。例如，在歐盟，甲醛允許在化妝品中使用，含量不得超過0.2%，也可以在口腔用品中使用，含量不得超過0.1%。甲醛緩釋體類防腐劑主要是通過在化妝品體系中非常緩慢的釋放出極少量的游離甲醛，從

5、而發(fā)揮甲醛在殺滅微生物方面的非常高效的作用使化妝品免受微生物破壞?，F(xiàn)在市場上最常見的甲醛緩釋體類防腐劑主要有美國國際特品公司 (ISP)的Germall 115（咪唑烷基脲），Germall II（重氮咪唑烷基脲）以及DMDMH(1,3- 二羥甲基- 5,5- 二甲基乙內(nèi)酰脲)，結構式如圖1所示。除此之外較常見的甲醛緩釋體類防腐劑還有羥甲基甘氨酸鈉（Suttocide A，ISP）、2- 溴- 2- 硝基- 1,3- 丙二醇（又稱布羅波爾），氯化3-氯烯丙基六亞甲基四胺（季銨鹽- 15）等。(a) 咪唑烷基脲(b) 重氮咪唑烷基脲(c) 1,3- 二羥甲基- 5,5- 二甲基乙內(nèi)酰脲(DMDM

6、H)圖1. 常見甲醛緩釋體類防腐劑的結構式HCHO (g) + H2O游離甲醛(0.04%)HOCH2OH亞甲二醇(99.96%)HCHO-Donor 甲醛釋放體J在含有甲醛緩釋體類防腐劑的化妝品產(chǎn)品配方中，存在著甲醛緩釋體和所釋放出的甲醛之間的平衡。而所釋放的甲醛大部分都以水合甲醛（亞甲二醇）的形式存在，該成分完全不同于多數(shù)測試和評價中所用的游離甲醛。甲醛緩釋體在化妝品體系中的化學平衡式如下圖2所示。圖2. 甲醛緩釋體在化妝品體系中的化學平衡甲醛緩釋體類防腐劑面臨的環(huán)保和法規(guī)壓力在較高濃度下，游離甲醛是一種公認的對人體和環(huán)境有害的化學物，是導致生物變異的原因之一。隨著人們對于環(huán)保概念的不斷加

7、強和對安全健康的不斷關注，越來越多的人開始擔心甲醛緩釋體類防腐劑的安全問題。這種關注也隨著媒體和輿論的不斷宣傳而不斷加強，減少甚至完全替代甲醛緩釋體類防腐劑成為輿論的熱點，市場上也出現(xiàn)了很多不含甲醛緩釋體宣稱的化妝品產(chǎn)品。但是，輿論和公眾媒體將甲醛緩釋體等價為甲醛，這種觀點很大程度上導致了對于甲醛緩釋體類防腐劑的擔憂和抗議。由于甲醛緩釋體是一種不能完全等同于甲醛的防腐劑，美國化妝品防腐劑委員會（CPC）正在試圖把用于化妝品的甲醛INCI名改為亞甲二醇（methylene glycol）。這樣就能減輕美國加州的化妝品安全法（Safe Cosmetic Act）所造成的一些壓力，該項法令Calif

8、ornias Prop. 65只提到了甲醛氣體而并沒有規(guī)定亞甲二醇的使用。而化妝品用的甲醛并非甲醛氣體，因此CPC向個人護理品委員會申請更改該名字。自上世紀70年代開始在化妝品體系里使用以來，甲醛緩釋體類防腐劑的安全性經(jīng)過了幾十年的考驗，被充分證明是十分安全有效的。為了進一步確保甲醛緩釋體類防腐劑的使用安全，世界各國都對其用量做出了明確的限定（表2）。種類不同國家和地區(qū)最高使用限量歐盟美國中國日本咪唑烷基脲（Germall 115）0.6%0.6%0.6%0.3%限洗去型重氮咪唑烷基脲（Germall II）0.5%0.5%0.5%未批準DMDMH0.6%0.6%0.6%0.3%限洗去型表2

9、主要甲醛緩釋體類防腐劑的使用限量化妝品中游離甲醛的檢測方法由于甲醛緩釋體類防腐劑所釋放的甲醛在化妝品中與水合甲醛（亞甲二醇）存在著化學平衡，因此如何準確和客觀的檢測化妝品中的游離甲醛的含量是十分重要的。甲醛的檢測方法主要分為平衡破壞型（分光光度法、高效液相色譜法、化學滴定法等）和非平衡破壞型（C-13核磁共振（NMR）法）兩類。平衡破壞型主要是指該方法通過加入特定試劑，并經(jīng)過稀釋等過程，使得原來體系中的平衡（圖2）發(fā)生改變。該方法主要用來檢測化妝品體系里面總的可釋放甲醛的含量，對于衡量化妝品體系的長效防腐效果有著重要的意義。非平衡破壞型方法（C-13核磁共振法）則是在不改變體系的組成和狀態(tài)（溫

10、度，pH）的情況下，測得體系即刻所含游離甲醛的含量，是一種更能真實反映出化妝品實際使用中所含的游離甲醛含量的方法，所得的結果能夠更好的說明甲醛緩釋體類防腐劑在化妝品中的安全性。（I）平衡破壞型游離甲醛檢測方法分光光度法主要是利用游離甲醛與某種特定的化學物反應生成具有特征紫外吸收的物質(zhì)，通過紫外分光光度計來測量出甲醛的含量。其中最主要的代表方法是乙酰丙酮顯色法，該方法具有穩(wěn)定快速的特點，應用極為廣泛。通過上面所示的化學平衡可以得知，由于使用分光光度法時，體系中甲醛和甲醛緩釋體之間的平衡被打破，所以所測得甲醛含量應為被測體系所能釋放的總的甲醛量，而并不代deps4防腐劑含量總的可釋放甲醛含量（pp

11、m, 分光光度法）水合甲醛（亞甲二醇）含量(ppm, NMR測量值)游離甲醛含量（ppm, 計算所得)Germall 115（0.6%）5381250.050Germall II（0.3%）5972470.099表3. 甲醛緩釋體類防腐劑在非離子型保濕乳液體系中釋放甲醛的含量表體系中實際存在的游離甲醛的含量。高效液相色譜法主要是利用甲醛與2，4二硝基苯肼（DNPH）反應生成腙，衍生化產(chǎn)物醛腙用有機溶劑萃取富集后，在一定溫度下蒸發(fā)、濃縮，再以甲醇或乙腈溶解或稀釋，最后進行色譜測定。由于該方法在測試過程中同樣會打破甲醛緩釋體和甲醛之間的化學平衡，所以同樣是一種測定體系所能釋放的總的甲醛含量的方法。

12、（II）非平衡破壞型游離甲醛檢測方法C-13核磁共振波譜法是現(xiàn)在所有測定游離甲醛含量的方法中唯一可以不對被測體系造成破壞的方法，因此該方法能夠真實的反映出體系里面的甲醛含量。ISP公司利用該方法測量了在實際的化妝品體系中所含水合甲醛的量，并根據(jù)化學平衡計算了實際游離甲醛的量，實驗結果如表3所示。測試結果顯示，在實際的化妝品體系中，添加了符合法規(guī)要求的一定量的甲醛緩釋體類防腐劑，其體系中所含的游離甲醛的量是非常低的（均低于0.2ppm），遠低于歐洲允許游離甲醛在化妝品產(chǎn)品中存在的最高濃度0.8ppm。綜上所述，甲醛緩釋體類防腐劑在化妝品中已有幾十年的安全應用，已經(jīng)證明其出色的對化妝品的保護效果。通過分析甲醛緩釋體類防腐劑在化妝品配方中所存在的化學平