甲醛及甲醛缓释体防腐剂

 

甲醛

       作为一种古老的消毒剂,甲醛具有上百年的使用历史,主要通过作用于细菌蛋白质分子上的氨基、巯基、羟基和羧基,生成次甲基衍生物,从而破坏细菌蛋白质(酶),导致微生物的死亡。因其效果良好、价格便宜、使用方便等特点一直以来广泛应用于医学、日化、农业及其它工业领域。

       纯品甲醛在常温下为无色气体,易溶于水、醇和醚,广泛存在于自然界及生物细胞的新陈代谢过程中,在人体血液、常见的动植物体内都能检测出甲醛的存在,能够被太阳光或者微生物在数小时之内分解,不会在人体或自然界长期累积。

       市售商品一般为37%水溶液(福尔马林)和96%左右白色固体(多聚甲醛)。挥发出的甲醛气体具有较强的刺激性气味,对人的眼睛、鼻粘膜及呼吸道有刺激作用。甲醛对人体的毒害与甲醛的物态、接触浓度及持续时间紧密相关。高浓度甲醛除了刺激性外,还能引起皮肤过敏反应;欧盟《物质和混合物分类、标签和包装法规》(Regulation (EC) No 1272/2008)把甲醛归类为“Carc. 2(疑似人类致癌物)”;国际癌症研究机构(IARC)则把甲醛确定为“Group 1(人类致癌物)”;“甲醛(气体)”也被作为致癌物列入美国《加州65法案》(California Proposition 65)的化学品名单。世卫组织(WHO)及我国的相关室内空气质量标准为0.1mg/m(约0.082ppm,V/V)。工作场所最高容许浓度为0.5mg/m(约0.41ppm,V/V)。

 

甲醛缓释体

       而甲醛缓释体防腐剂则是一类分子中可以释放出甲醛的物质,主要是通过在化妆品体系中非常缓慢的持续释放出极少量的游离甲醛,从而发挥抑杀微生物的作用。该类品种的使用,使化妆品成品中不再需要加入相对较大量的甲醛本身,来满足产品在消费和储存过程中的防腐需求,减轻成品中由甲醛所带来的毒性及过量暴露风险。这类品种主要有双(羟甲基)咪唑烷基脲、咪唑烷基脲、DMDM乙内酰脲、羟甲基甘氨酸钠、季铵盐- 15、甲醛苄醇半缩醛等。

 

限用条件及可能危害

       在化妆品领域,无论甲醛还是甲醛缓释体防腐剂,其实都是世界大多数国家的法规允许使用的标准防腐剂。对甲醛及多聚甲醛,欧盟、中国等都规定在化妆品中的最大允许使用浓度为0.2%,用于口腔卫生产品则为0.1%,禁用于喷雾产品。同时还规定所有含甲醛或含可释放甲醛物质的化妆品,当成品中甲醛浓度超过0.05%(以游离甲醛计)时,必须在产品标签上标印“含甲醛”。

       作为限用物质,欧盟和中国都规定甲醛在指甲硬化剂中的最大允许使用浓度为5%,超过0.05%时需标注“含甲醛”。

       而美国CIR(化妆品成分评审)是把甲醛和亚甲二醇归类为“Unsafe(不安全)”的原料,但在化妆品中以一定的限制条件及浓度使用是安全的。

       由于甲醛的危害作用及市场负面影响,目前把甲醛及多聚甲醛直接作为化妆品防腐剂使用已经很少见到了,但不少甲醛缓释体防腐剂仍是市面上很常见的品种。甲醛的危害主要是逸散在空气中的甲醛气体造成的。正常情况下,化妆品中使用的甲醛是在一个很低的剂量范围,且处于水溶液的状态中,甲醛分子通过氢键与水分子结合几乎全部转化成了稳定的水化物亚甲二醇,亚甲二醇还可进一步形成寡聚及多聚亚甲二醇。可见在正常使用条件下,甲醛分子是被紧紧“拉住”于配方中的,不会以游离气态的形式污染空气。但在加热的情况下,配方中的游离甲醛和亚甲二醇都可形成气体甲醛逸散到空气中产生危害。因此,现今的观点是,游离甲醛和亚甲二醇分子尽管有不同的形式,但在某些条件(如加热)的激发下,其毒害是等同的,二者在使用时都视为甲醛等效物,没有必要进行具体区分。

       接触化妆品时,皮肤是直接暴露的主要途径,由于添加量水平很低,经皮肤接触的甲醛通常在接触部位就被迅速代谢掉,很难进入到体内。甲醛溶液对皮肤的刺激性和致敏作用,根据WHO(世卫组织)等机构的数据,1%的甲醛水溶液大概能使5%的人群引起皮肤刺激反应;皮肤临床斑贴试验发现,约2%的受试者会对1%甲醛水溶液产生过敏反应。另有资料则显示,在正常的腋下皮肤表面反复涂抹浓度不超过0.003%(30ppm)的甲醛溶液时,绝大部分的敏感个体可以耐受;当化妆品中含有甲醛的量为0.000185~0.0925%(1.85~925ppm)时,基本上是不具有刺激性和致敏性的。因此日常通过化妆品的直接接触,即使对敏感的个体也不太可能引起全身性的毒性,对机体的影响仅局限于接触部位的局部改变。在不同的接触者中,儿童、孕妇和老人比较敏感,危害更大。

 

安全性评价

       针对甲醛的使用争议及可能产生的健康危害,近年来欧、美等国的安全性评价机构也进行了相关评价。

       美国CIR(化妆品成分评审)专家组在其2013年正式发表的对甲醛和亚甲二醇的安全性评价报告中,得出的结论为:当确保其在配方中保持在最低有效浓度时,甲醛和亚甲二醇在化妆品中作为防腐剂使用是安全的。在任何情况下,该规定限量以福尔马林计不得超过0.2%(w/w),以游离甲醛计不得超过0.074%(w/w),以亚甲二醇计不得超过0.118%(w/w)。同时指出,按照目前的使用惯例及浓度,甲醛和亚甲二醇在指甲硬化剂中的使用也是安全的,但在直发产品中的使用则是不安全的。

       欧盟SCCS(消费产品科学委员会)于2012年6月对亚甲二醇发表了安全性评价意见,结论为:亚甲二醇是一种甲醛等效物;以0.2%甲醛等效物的浓度在直发产品中使用亚甲二醇或甲醛是不安全的。这是因为使用直发产品时,加热及干燥吹风会使逸出的气体甲醛的量超过WHO规定的室内空气质量标准(0.1mg/m3,约0.08ppm)。

       2014年11月,欧盟SCCS还对在指甲硬化剂中使用甲醛的安全性发表了意见,结论为:以约2.2%游离甲醛计的最大浓度在指甲硬化剂中使用甲醛是安全的,应关注其潜在的过敏性,为降低暴露风险,建议使用时通风、用油脂保护表皮、尽量使用低浓度、严重破损指甲不用。

本文编辑(北京桑普生物化学技术有限公司,技术总监,冯士清)