禁(限)用合成麝香的安全性評估與檢測方法研究進展

李延川

(無限極(中國)有限公司，廣州 510665)

麝香屬于動物性香料，擴散性和誘發(fā)性極強，具有特殊的柔和而優(yōu)雅的香氣，同時具有良好的提香作用和極佳的定香能力。作為世界馳名的優(yōu)質(zhì)香料，麝香被廣泛應用于香水、化妝品、洗漱用品、洗滌劑、肥皂和家用清潔劑等領(lǐng)域[1]。天然麝香的稀缺使得其越來越珍貴，因此合成麝香的出現(xiàn)，不僅滿足了人們對麝香的需求，同時也降低了日化產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

合成麝香主要包括硝基麝香、多環(huán)麝香、大環(huán)麝香，以及近幾年新開發(fā)出來的脂環(huán)麝香等。目前，就世界范圍內(nèi)的合成麝香的使用情況來說，硝基麝香和多環(huán)麝香的使用量最大，分別約占合成麝香總使用量的50%和45%；大環(huán)麝香由于合成難度大、原料來源有限并且產(chǎn)量較低，用量約占5%；脂環(huán)麝香這種新型合成麝香的使用量還相對較少[2]。雖然合成麝香有著迷人的香氣，并能給人們帶來感官上的愉悅，但是也有不少研究表明，一些合成麝香在一定程度上危害著人們的健康。合成麝香的持久性和生物積累問題自19世紀以來就備受關(guān)注，合成麝香具有較強的親脂憎水性，在環(huán)境中很難降解，且具有較強的生物富集作用[3]。人體對于合成麝香的主要暴露途徑是皮膚吸收，之后可能會發(fā)生體內(nèi)富集現(xiàn)象。例如人們在使用化妝品、香水和沐浴洗護產(chǎn)品時，皮膚與合成麝香產(chǎn)生直接接觸，其中大部分會通過水洗過程去除，但仍然有一部分會進入體內(nèi)。長期使用某些合成麝香會造成人體肝腎負擔加重進而影響免疫系統(tǒng)，可能造成畸胎甚至腫瘤[4]。目前，國內(nèi)外不少研究者都報道過合成麝香在人體血液、脂肪組織和母乳中的檢出，使得人們對合成麝香的生物蓄積性、潛在毒性有了更深入的研究[5]。

本文對合成麝香中禁(限)用的幾種硝基麝香(傘花麝香、葵子麝香、西藏麝香、二甲苯麝香)以及多環(huán)麝香(萬山麝香)的基本信息、毒性和檢測方法進行了綜述，以避免使用者對合成麝香不了解從而隨意使用的狀況，為實現(xiàn)其安全應用提供了參考。

1 合成麝香基本信息

硝基麝香是最早開發(fā)的合成麝香，它是一系列多烷基取代的硝基苯類化合物，具有與天然麝香完全不同的化學結(jié)構(gòu)，以二甲苯麝香為代表，具有不同的麝香香氣，是目前使用量最大的合成麝香種類。

多環(huán)麝香的研發(fā)開始于20世紀50年代，它有1個固定的苯環(huán)，以及1～2個與苯環(huán)連接的飽和環(huán)。在多環(huán)麝香中，以萬山麝香和吐納麝香最富盛名，深受調(diào)香師的喜愛。與硝基麝香相比，多環(huán)麝香具有更優(yōu)雅的香氣，在光照和堿性條件下更為穩(wěn)定，目前多環(huán)麝香已開始逐步取代硝基麝香，即將成為使用量最大的合成麝香化合物。

大環(huán)麝香是指C13～C19的環(huán)酮、環(huán)內(nèi)酯以及雜環(huán)類化合物，其香氣與天然麝香的香氣最相似。但大環(huán)麝香的合成難度大，原料來源也有限，在合成麝香中占的比例較低。大環(huán)麝香可用在高級化妝品、香水中，亦可用在調(diào)制葡萄酒、漿果的食用香精中。與多環(huán)和硝基麝香相比，大環(huán)麝香具有更優(yōu)雅的香氣，在光照和堿性條件下更穩(wěn)定，在香精香料行業(yè)中具有極高的應用價值。但因其制造工藝復雜成本高，目前在香料香精行業(yè)中還只占有較少的份額，主要包括麝香酮、昆侖麝香、麝香-M等[2]。

2 禁(限)用合成麝香的毒性和限制

禁(限)用合成麝香可通過皮膚滲入、呼吸道吸入等方式進入人體，從而引起皮膚過敏、慢性中毒及誘導癌癥的發(fā)生[1]。自2000年以來，一些硝基麝香陸續(xù)被生物學家們確認在生殖方面具有一定的遺傳毒性[6]。一些硝基麝香被證實能誘導和抑制一些酶的活性，Mersch-Sundermann等[7]通過模擬體外和體內(nèi)實驗研究發(fā)現(xiàn)，一些硝基麝香對老鼠肝臟細胞產(chǎn)生酶毒性的作用,在體外抑制實驗中發(fā)現(xiàn)其能夠抑制老鼠骨骼、肌肉中AMP脫氨酶的活性。而一些多環(huán)麝香具有光敏性，太陽光子的吸收可以誘導皮膚光敏劑中光激發(fā)態(tài)的形成，進而產(chǎn)生活性氧(ROSs)和其他應激的有毒光產(chǎn)物，并且ROSs主要攻擊的是氨基酸，對人體健康有很大危害[8]。也有專家發(fā)現(xiàn)多數(shù)多環(huán)麝香具有內(nèi)分泌干擾性，大劑量注射多環(huán)麝香會導致肝臟、腎臟等器官的損傷，并且抑制肌體的正常生長[9]。

常見的禁(限)用合成麝香包括多環(huán)麝香中的萬山麝香，以及硝基麝香中的傘花麝香、葵子麝香、西藏麝香、二甲苯麝香。圖1所示為萬山麝香、傘花麝香、葵子麝香、西藏麝香和二甲苯麝香這5種禁(限)用合成麝香的化學結(jié)構(gòu)式。傘花麝香、葵子麝香以及西藏麝香全部具有光敏性，人體接觸一定劑量后會出現(xiàn)色素沉著或引起紅斑等皮膚炎癥，二甲苯麝香則會增加腫瘤發(fā)病幾率。萬山麝香具有神經(jīng)毒性，通過皮膚滲透對人體造成危害，可以富集于環(huán)境并造成污染。以上5種合成麝香均被澳大利亞國家工業(yè)化學品通告評估署(NICNAS)[10]以及美國藥品食品法案及21CFR(美國FDA-21CFR)[11]禁用。

圖1 禁(限)用合成麝香的化學結(jié)構(gòu)式

2.1 萬山麝香

萬山麝香是一種可溶解在乙醇、苯丙醇、苯甲酸芐酯等的物質(zhì)，呈白色粉末狀。萬山麝香屬于多環(huán)麝香類的一種，在20世紀50年代作為人工合成的香水成分用于化妝品。由于萬山麝香被發(fā)現(xiàn)有神經(jīng)毒性，并且又有相關(guān)報道，萬山麝香可通過皮膚滲透，進而有致癌的風險，因此在1980年萬山麝香已經(jīng)停止使用[2],兩家大規(guī)模生產(chǎn)萬山麝香的公司Rietschel和Fowler也停止了生產(chǎn)。在對萬山麝香進行以大鼠為實驗對象的急性毒性實驗中，用量253 mg/kg的一組大鼠表現(xiàn)出過度活躍；用量337 mg/kg的一組大鼠則表現(xiàn)出活動減少，呼吸運動緩慢和平衡受損；用量450～600 mg/kg的一組大鼠則明顯表現(xiàn)出活動減少、震顫以及強直性抽搐等癥狀。急性毒性癥狀表明萬山麝香對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有影響，在大鼠尸檢檢驗中發(fā)現(xiàn)其胃腸道中形成了綠色物質(zhì)，包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)在內(nèi)的大多數(shù)組織都呈藍綠色或灰綠色[12-13]。

萬山麝香的富集對環(huán)境也有很大的危害。2009年，在廣東城區(qū)某下游河段中檢測出了揮發(fā)性的污染物質(zhì)，其中就有萬山麝香；2017年，沉積在廣州某河道的污染物中檢測出多種農(nóng)殘以及萬山麝香[14]。萬山麝香的富集不僅在一定程度上威脅到了水生生物，并且可以通過食物鏈危害整個水生生態(tài)系統(tǒng)，甚至危害人體健康[15-17]。萬山麝香由于富集作用，對環(huán)境和生態(tài)都有一定的影響。

現(xiàn)如今，一些國家和地區(qū)禁止了萬山麝香的使用, 加拿大化妝品成分常用表[16]、美國FDA-21CFR[11]、歐盟化妝品法規(guī)[18]、中國《化妝品安全技術(shù)規(guī)范》[19]以及國際日用香精香料協(xié)會[20]均要求禁止使用萬山麝香。

2.2 傘花麝香

傘花麝香是一種可溶于乙醇、鄰苯二甲酸二乙酯等溶劑，呈棕黃色至深褐色的卵圓狀物質(zhì)[21]。傘花麝香屬于硝基麝香類，具有成本低、油溶性好、對陽光不敏感等優(yōu)點[22]。它一般是淡黃色或白象牙色的晶體或結(jié)晶粉末，幾乎不溶于水。

傘花麝香系由瑞士奇華頓香料公司首創(chuàng)并最早實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。合成傘花麝香的基本原料是對異丙基甲苯(俗稱對傘花烴)以及叔丁醇，其中對異丙基甲苯可由以松節(jié)油為原料合成樟腦或生產(chǎn)松油醇的副產(chǎn)下腳料，即雙戊烯為主的單環(huán)萜二烯來制取[21]。傘花麝香的光毒性、光致變應原性或動物的接觸敏感性均為陰性，但傘花麝香有可能會引起皮膚上的色素沉著。曾有一起色素沉著的病例是由于患者所使用的腮紅中含有傘花麝香，以至于引發(fā)面部接觸性皮炎，從而導致色素沉著[23]。

鑒于傘花麝香的生物毒性，一些國家和地區(qū)提出將其禁用，如澳大利亞國家工業(yè)化學品通告評估署[10]、歐盟化妝品法規(guī)[18]、中國《化妝品安全技術(shù)規(guī)范》[19]和國際日用香精香料協(xié)會[20]等。

2.3 葵子麝香

葵子麝香呈淺黃色片狀晶體態(tài)，是一種可溶于鄰苯二甲酸二乙酯和苯甲酸芐酯中的合成麝香[24]?？喻晗闶且环N允許使用的食品添加劑，主要用于模仿黑莓的味道和某些香味濃郁的糖果。歐洲理事會在1974年將葵子麝香列入可用于食品中而對人體健康無害的人造食用香料表中，其最高用量為1 mg/kg[18]。然而隨著權(quán)威機構(gòu)逐漸意識到硝基麝香類物質(zhì)的生物毒性后，葵子麝香在食品和日用消費品中的添加也逐步被禁止。

臨床研究表明葵子麝香具有良好的真皮吸收和透氣性，即使在很低的濃度下，它也會引起敏感病人的光敏反應，使皮膚上有明顯的紅斑[20]。由于葵子麝香引起的光過敏和持續(xù)的光敏感，國際香料協(xié)會在1985年建議不要使用該物質(zhì)，尤其是在化妝品中。在葵子麝香皮膚致敏性測試實驗中，34例患者均患有面部斑塊、下頜骨皮炎、急性接觸性皮炎、慢性光化性皮炎，7例患者經(jīng)補片和補片檢測均為純光接觸性皮膚炎，8例患者對葵子麝香出現(xiàn)接觸性過敏，輻照后癥狀加重[26]。此外，葵子麝香通過口服和皮膚暴露具有神經(jīng)毒性和生殖毒性，且具有輕微的急性經(jīng)口毒性，沒有急性經(jīng)皮毒性[27-29]。2017年10月27日，世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)公布的致癌物清單初步整理參考，葵子麝香在第3類致癌物(對人體致癌性尚未歸類的物質(zhì)或混合物)清單中。

目前，葵子麝香已經(jīng)被許多國家和地區(qū)作為禁用物質(zhì)列入了不可使用的名單之中。在澳大利亞國家工業(yè)化學品通告評估署[10]、加拿大化妝品成分常用表[16]、美國FDA-21CFR[11]、歐盟化妝品法規(guī)[18]、中國《化妝品安全技術(shù)法規(guī)》[19]和國際日用香料香精協(xié)會[20]中全部規(guī)定為禁止使用。

2.4 西藏麝香

西藏麝香呈淡黃色晶體狀，在一定比例下可溶于苯甲酸芐酯、鄰苯二甲酸二甲酯等。它是一種常用的硝基麝香，是制造高級香水、香精的重要原料。由于西藏麝香同樣有光敏性，已經(jīng)被許多國家和地區(qū)列入了禁用物質(zhì)名單。1998年，西藏麝香被歐盟所禁用。目前，西藏麝香已被我國禁止使用。西藏麝香有明顯的生物毒性作用，在澳大利亞國家工業(yè)化學品通告評估署[10]、加拿大化妝品成分常用表[16]、美國FDA-21CFR[11]和國際日用香料香精協(xié)會[20]中全部規(guī)定為禁止使用。

2.5 二甲苯麝香

二甲苯麝香呈現(xiàn)白色至微黃色結(jié)晶性粉末或針狀晶體，是一種廣泛應用的合成硝基麝香，常添加到洗滌劑和肥皂中，幾乎溶于所有香氛原料[30]。2011年發(fā)表的一項中國家用產(chǎn)品研究發(fā)現(xiàn)，在158種被測試的家用產(chǎn)品中，1/5的產(chǎn)品中檢測到二甲苯麝香[31]。由于其親脂性和高使用率，在各種基質(zhì)(如空氣、水、污泥、沉淀物和生物有機體)的環(huán)境中檢測到普遍存在[30]；二甲苯麝香在人體脂肪組織、母乳和血液中均被發(fā)現(xiàn)。在過去的幾十年里，一些國家和地區(qū)對其的管制使用使得環(huán)境水平有所下降，然而，由于其較高的生物積累，二甲苯麝香的水平仍然處于mg/kg的脂質(zhì)基礎(chǔ)范圍，其對人類健康的潛在威脅性得到了越來越多的關(guān)注。

Zhang等[30]報道了二甲苯麝香可能引起人肝細胞系的惡性轉(zhuǎn)化，由于二甲苯麝香具有明顯的高生物積累潛力，上世紀80年代在日本已被禁止使用；二甲苯麝香能誘導小鼠肝細胞色素P450酶，顯著增加肝臟重量，導致肝細胞肥大，使CYP2B10蛋白增加25倍左右，超出控制水平[30-31]。此外，在飲食中長期服用二甲苯麝香后，男性的肝細胞腺瘤和癌以及女性的肝細胞腺瘤的發(fā)病率都有所增加[32]。

二甲苯麝香被歐洲化學品管理署列為首批公布(2008)的15個對環(huán)境、人體毒性較大且高風險的高關(guān)注化學物質(zhì)之一，并于2011 年列入首批指令限期禁用物質(zhì)名單。二甲苯麝香作為第Ⅲ類致癌物，其正逐漸被某些組織和國家由限用轉(zhuǎn)變?yōu)榻?。二甲苯麝香被澳大利亞國家工業(yè)化學品通告評估署[10]、美國FDA-21CFR[11]規(guī)定禁止使用，歐盟化妝品法規(guī)[18]、中國《化妝品安全技術(shù)規(guī)范》(2015)[19]和國際香料香精協(xié)會[20]列為限制使用。

3 禁(限)用合成麝香檢測方法

目前檢測禁(限)用合成麝香的方法有氣相色譜(GC)、氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)以及高效液相色譜(HPLC)。

氣相色譜法是利用諸多組份在流動相和固定相兩相之間的分配系數(shù)不同，將多種有機化物分離開的一種常用的檢測方法。氣相色譜法在有待測化合物標準品的條件下，可對化合物準確定性。在使用氣相色譜儀檢測樣品中的麝香時，前處理的方法選擇和儀器條件的設定是準確定量的關(guān)鍵。氣相常用的檢測器包括電子捕獲檢測器(ECD)、氫火焰離子檢測器(FID)、氮磷檢測器(NPD)等，Polo等[33]選用ECD，結(jié)合頂空固相微萃取分析了實際環(huán)境水樣中的二甲苯麝香、酮麝香、傘花麝香和三甲苯麝香，該方法的檢出限為0.25～3.6 ng/L。

如僅通過GC的保留時間進行化合物定性，可能會造成定性不準確，因此，GC分析正逐漸被GC-MS取代，目前在麝香的檢測中，運用最多、最廣泛的也是GC-MS。GC將化合物分離，而MS則是準確鑒定化合物的有效手段。由兩者結(jié)合構(gòu)成的GC-MS技術(shù)，分離復雜的混合物樣品，使其中的化合物逐個進入MS的離子源，在電子轟擊或化學離子化下，使每個樣品中的所有化合物都離子化。用GC-MS可對樣品中的未知化合物進行準確定性和定量。

用GC或GC-MS檢測樣品的麝香時，對于不同的樣品基質(zhì)要選擇不同的提取方法，包括溶劑萃取法、固相萃取法、固相微萃取法等。胡正君等[34]在測定污泥、底泥及土壤樣品中的佳樂麝香、酮麝香、特拉斯麝香、莎莉麝香、二甲苯麝香以及酮麝香時，將樣品提取液過無水Na2SO4柱，濃縮收集液并轉(zhuǎn)換溶劑為0.5 mL正己烷，過硅膠/氧化鋁復合層析柱，洗脫后用正己烷定容待測。吳春英等[35]在檢測環(huán)境水樣中的二甲苯麝香、傘花麝香、葵子麝香、西藏麝香、佳樂麝香等11種合成麝香時，采用固相萃取法對樣品進行預處理。首先對SPE小柱用甲基叔丁基醚、甲醇、純水各活化3次，過柱后對吸附在柱子上的待測物物進行洗脫，再濃縮并用正己烷定容至0.1 mL。李菊等[36]對于乳類化妝品這樣復雜的基質(zhì)，則選擇先用溶劑萃取，再對復雜的基質(zhì)進行凈化，對目的化合物進行富集。

選擇了合適的提取方法后，同樣要考慮提取試劑以及萃取柱的選擇。吳春英等[35]在選用固相萃取法對環(huán)境中的水進行麝香含量檢測時，選用Oasis HLB萃取柱，乙酸乙酯為洗脫液，得到較好的結(jié)果。當選擇溶劑萃取時，就要考慮試劑與基質(zhì)、化合物之間以什么比例進行萃取效率最高。檢測飲料時，在正己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷等多種試劑中，正己烷更適合作為提取合成麝香的溶劑[36]。

當樣品提取、凈化、濃縮后得到了可以供上機檢測的上清液時，需要根據(jù)化合物性質(zhì)對儀器條件進行選擇和調(diào)整。根據(jù)同一樣品中待檢測的化合物組分的數(shù)量選擇不同的升溫程序，目的是使所有組份都能分離。李菊等[37]測定乳類化妝品中檢測葵子麝香、佳樂麝香、二甲苯麝香、麝香酮等合成麝香時，稱取1.0 g樣品用二氯甲烷超聲萃取，濃縮后用中性氧化鋁柱進行凈化，濃縮液上柱后用二氯甲烷與乙酸乙酯的混合試劑洗脫，洗脫液濃縮后用乙酸乙酯復溶、待測。當樣品中化合物數(shù)量增多時，需要根據(jù)化合物出峰時間以及沸點適當降低升溫速率以及升高溫度，以保證所有組份的峰都能分離開來。表1為上述部分文獻中利用GC-MS檢測不同基質(zhì)中的合成麝香的檢測條件[33-37]。

表1 利用GC及GC-MS檢測5種不同基質(zhì)中合成麝香的檢測條件

4 結(jié) 語

麝香具有特有的香氣，在化妝品中有著重要的地位，但目前很多合成麝香對人體和環(huán)境都有一定毒性，對人類的生活都有著或輕或重的影響。因此，各個地區(qū)和國家對合成麝香的使用有一定的限制。對于已被國際日化香料香精組織和我國所禁用的物質(zhì)，要嚴格遵照其禁用規(guī)定不予使用。對于日化產(chǎn)品中限用麝香類物質(zhì)，要嚴格按照規(guī)定的產(chǎn)品類別和限量進行使用，并對產(chǎn)品進行分析檢測。