禁(限)用合成麝香的安全性评估与检测方法研究进展

李延川

(无限极(中国)有限公司，广州 510665)

麝香属于动物性香料，扩散性和诱发性极强，具有特殊的柔和而优雅的香气，同时具有良好的提香作用和极佳的定香能力。作为世界驰名的优质香料，麝香被广泛应用于香水、化妆品、洗漱用品、洗涤剂、肥皂和家用清洁剂等领域[1]。天然麝香的稀缺使得其越来越珍贵，因此合成麝香的出现，不仅满足了人们对麝香的需求，同时也降低了日化产品的生产成本。

合成麝香主要包括硝基麝香、多环麝香、大环麝香，以及近几年新开发出来的脂环麝香等。目前，就世界范围内的合成麝香的使用情况来说，硝基麝香和多环麝香的使用量最大，分别约占合成麝香总使用量的50%和45%；大环麝香由于合成难度大、原料来源有限并且产量较低，用量约占5%；脂环麝香这种新型合成麝香的使用量还相对较少[2]。虽然合成麝香有着迷人的香气，并能给人们带来感官上的愉悦，但是也有不少研究表明，一些合成麝香在一定程度上危害着人们的健康。合成麝香的持久性和生物积累问题自19世纪以来就备受关注，合成麝香具有较强的亲脂憎水性，在环境中很难降解，且具有较强的生物富集作用[3]。人体对于合成麝香的主要暴露途径是皮肤吸收，之后可能会发生体内富集现象。例如人们在使用化妆品、香水和沐浴洗护产品时，皮肤与合成麝香产生直接接触，其中大部分会通过水洗过程去除，但仍然有一部分会进入体内。长期使用某些合成麝香会造成人体肝肾负担加重进而影响免疫系统，可能造成畸胎甚至肿瘤[4]。目前，国内外不少研究者都报道过合成麝香在人体血液、脂肪组织和母乳中的检出，使得人们对合成麝香的生物蓄积性、潜在毒性有了更深入的研究[5]。

本文对合成麝香中禁(限)用的几种硝基麝香(伞花麝香、葵子麝香、西藏麝香、二甲苯麝香)以及多环麝香(万山麝香)的基本信息、毒性和检测方法进行了综述，以避免使用者对合成麝香不了解从而随意使用的状况，为实现其安全应用提供了参考。

1 合成麝香基本信息

硝基麝香是最早开发的合成麝香，它是一系列多烷基取代的硝基苯类化合物，具有与天然麝香完全不同的化学结构，以二甲苯麝香为代表，具有不同的麝香香气，是目前使用量最大的合成麝香种类。

多环麝香的研发开始于20世纪50年代，它有1个固定的苯环，以及1～2个与苯环连接的饱和环。在多环麝香中，以万山麝香和吐纳麝香最富盛名，深受调香师的喜爱。与硝基麝香相比，多环麝香具有更优雅的香气，在光照和碱性条件下更为稳定，目前多环麝香已开始逐步取代硝基麝香，即将成为使用量最大的合成麝香化合物。

大环麝香是指C13～C19的环酮、环内酯以及杂环类化合物，其香气与天然麝香的香气最相似。但大环麝香的合成难度大，原料来源也有限，在合成麝香中占的比例较低。大环麝香可用在高级化妆品、香水中，亦可用在调制葡萄酒、浆果的食用香精中。与多环和硝基麝香相比，大环麝香具有更优雅的香气，在光照和碱性条件下更稳定，在香精香料行业中具有极高的应用价值。但因其制造工艺复杂成本高，目前在香料香精行业中还只占有较少的份额，主要包括麝香酮、昆仑麝香、麝香-M等[2]。

2 禁(限)用合成麝香的毒性和限制

禁(限)用合成麝香可通过皮肤渗入、呼吸道吸入等方式进入人体，从而引起皮肤过敏、慢性中毒及诱导癌症的发生[1]。自2000年以来，一些硝基麝香陆续被生物学家们确认在生殖方面具有一定的遗传毒性[6]。一些硝基麝香被证实能诱导和抑制一些酶的活性，Mersch-Sundermann等[7]通过模拟体外和体内实验研究发现，一些硝基麝香对老鼠肝脏细胞产生酶毒性的作用,在体外抑制实验中发现其能够抑制老鼠骨骼、肌肉中AMP脱氨酶的活性。而一些多环麝香具有光敏性，太阳光子的吸收可以诱导皮肤光敏剂中光激发态的形成，进而产生活性氧(ROSs)和其他应激的有毒光产物，并且ROSs主要攻击的是氨基酸，对人体健康有很大危害[8]。也有专家发现多数多环麝香具有内分泌干扰性，大剂量注射多环麝香会导致肝脏、肾脏等器官的损伤，并且抑制肌体的正常生长[9]。

常见的禁(限)用合成麝香包括多环麝香中的万山麝香，以及硝基麝香中的伞花麝香、葵子麝香、西藏麝香、二甲苯麝香。图1所示为万山麝香、伞花麝香、葵子麝香、西藏麝香和二甲苯麝香这5种禁(限)用合成麝香的化学结构式。伞花麝香、葵子麝香以及西藏麝香全部具有光敏性，人体接触一定剂量后会出现色素沉着或引起红斑等皮肤炎症，二甲苯麝香则会增加肿瘤发病几率。万山麝香具有神经毒性，通过皮肤渗透对人体造成危害，可以富集于环境并造成污染。以上5种合成麝香均被澳大利亚国家工业化学品通告评估署(NICNAS)[10]以及美国药品食品法案及21CFR(美国FDA-21CFR)[11]禁用。

图1 禁(限)用合成麝香的化学结构式

2.1 万山麝香

万山麝香是一种可溶解在乙醇、苯丙醇、苯甲酸苄酯等的物质，呈白色粉末状。万山麝香属于多环麝香类的一种，在20世纪50年代作为人工合成的香水成分用于化妆品。由于万山麝香被发现有神经毒性，并且又有相关报道，万山麝香可通过皮肤渗透，进而有致癌的风险，因此在1980年万山麝香已经停止使用[2],两家大规模生产万山麝香的公司Rietschel和Fowler也停止了生产。在对万山麝香进行以大鼠为实验对象的急性毒性实验中，用量253 mg/kg的一组大鼠表现出过度活跃；用量337 mg/kg的一组大鼠则表现出活动减少，呼吸运动缓慢和平衡受损；用量450～600 mg/kg的一组大鼠则明显表现出活动减少、震颤以及强直性抽搐等症状。急性毒性症状表明万山麝香对中枢神经系统有影响，在大鼠尸检检验中发现其胃肠道中形成了绿色物质，包括中枢神经系统在内的大多数组织都呈蓝绿色或灰绿色[12-13]。

万山麝香的富集对环境也有很大的危害。2009年，在广东城区某下游河段中检测出了挥发性的污染物质，其中就有万山麝香；2017年，沉积在广州某河道的污染物中检测出多种农残以及万山麝香[14]。万山麝香的富集不仅在一定程度上威胁到了水生生物，并且可以通过食物链危害整个水生生态系统，甚至危害人体健康[15-17]。万山麝香由于富集作用，对环境和生态都有一定的影响。

现如今，一些国家和地区禁止了万山麝香的使用, 加拿大化妆品成分常用表[16]、美国FDA-21CFR[11]、欧盟化妆品法规[18]、中国《化妆品安全技术规范》[19]以及国际日用香精香料协会[20]均要求禁止使用万山麝香。

2.2 伞花麝香

伞花麝香是一种可溶于乙醇、邻苯二甲酸二乙酯等溶剂，呈棕黄色至深褐色的卵圆状物质[21]。伞花麝香属于硝基麝香类，具有成本低、油溶性好、对阳光不敏感等优点[22]。它一般是淡黄色或白象牙色的晶体或结晶粉末，几乎不溶于水。

伞花麝香系由瑞士奇华顿香料公司首创并最早实现工业化生产。合成伞花麝香的基本原料是对异丙基甲苯(俗称对伞花烃)以及叔丁醇，其中对异丙基甲苯可由以松节油为原料合成樟脑或生产松油醇的副产下脚料，即双戊烯为主的单环萜二烯来制取[21]。伞花麝香的光毒性、光致变应原性或动物的接触敏感性均为阴性，但伞花麝香有可能会引起皮肤上的色素沉着。曾有一起色素沉着的病例是由于患者所使用的腮红中含有伞花麝香，以至于引发面部接触性皮炎，从而导致色素沉着[23]。

鉴于伞花麝香的生物毒性，一些国家和地区提出将其禁用，如澳大利亚国家工业化学品通告评估署[10]、欧盟化妆品法规[18]、中国《化妆品安全技术规范》[19]和国际日用香精香料协会[20]等。

2.3 葵子麝香

葵子麝香呈浅黄色片状晶体态，是一种可溶于邻苯二甲酸二乙酯和苯甲酸苄酯中的合成麝香[24]。葵子麝香是一种允许使用的食品添加剂，主要用于模仿黑莓的味道和某些香味浓郁的糖果。欧洲理事会在1974年将葵子麝香列入可用于食品中而对人体健康无害的人造食用香料表中，其最高用量为1 mg/kg[18]。然而随着权威机构逐渐意识到硝基麝香类物质的生物毒性后，葵子麝香在食品和日用消费品中的添加也逐步被禁止。

临床研究表明葵子麝香具有良好的真皮吸收和透气性，即使在很低的浓度下，它也会引起敏感病人的光敏反应，使皮肤上有明显的红斑[20]。由于葵子麝香引起的光过敏和持续的光敏感，国际香料协会在1985年建议不要使用该物质，尤其是在化妆品中。在葵子麝香皮肤致敏性测试实验中，34例患者均患有面部斑块、下颌骨皮炎、急性接触性皮炎、慢性光化性皮炎，7例患者经补片和补片检测均为纯光接触性皮肤炎，8例患者对葵子麝香出现接触性过敏，辐照后症状加重[26]。此外，葵子麝香通过口服和皮肤暴露具有神经毒性和生殖毒性，且具有轻微的急性经口毒性，没有急性经皮毒性[27-29]。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，葵子麝香在第3类致癌物(对人体致癌性尚未归类的物质或混合物)清单中。

目前，葵子麝香已经被许多国家和地区作为禁用物质列入了不可使用的名单之中。在澳大利亚国家工业化学品通告评估署[10]、加拿大化妆品成分常用表[16]、美国FDA-21CFR[11]、欧盟化妆品法规[18]、中国《化妆品安全技术法规》[19]和国际日用香料香精协会[20]中全部规定为禁止使用。

2.4 西藏麝香

西藏麝香呈淡黄色晶体状，在一定比例下可溶于苯甲酸苄酯、邻苯二甲酸二甲酯等。它是一种常用的硝基麝香，是制造高级香水、香精的重要原料。由于西藏麝香同样有光敏性，已经被许多国家和地区列入了禁用物质名单。1998年，西藏麝香被欧盟所禁用。目前，西藏麝香已被我国禁止使用。西藏麝香有明显的生物毒性作用，在澳大利亚国家工业化学品通告评估署[10]、加拿大化妆品成分常用表[16]、美国FDA-21CFR[11]和国际日用香料香精协会[20]中全部规定为禁止使用。

2.5 二甲苯麝香

二甲苯麝香呈现白色至微黄色结晶性粉末或针状晶体，是一种广泛应用的合成硝基麝香，常添加到洗涤剂和肥皂中，几乎溶于所有香氛原料[30]。2011年发表的一项中国家用产品研究发现，在158种被测试的家用产品中，1/5的产品中检测到二甲苯麝香[31]。由于其亲脂性和高使用率，在各种基质(如空气、水、污泥、沉淀物和生物有机体)的环境中检测到普遍存在[30]；二甲苯麝香在人体脂肪组织、母乳和血液中均被发现。在过去的几十年里，一些国家和地区对其的管制使用使得环境水平有所下降，然而，由于其较高的生物积累，二甲苯麝香的水平仍然处于mg/kg的脂质基础范围，其对人类健康的潜在威胁性得到了越来越多的关注。

Zhang等[30]报道了二甲苯麝香可能引起人肝细胞系的恶性转化，由于二甲苯麝香具有明显的高生物积累潜力，上世纪80年代在日本已被禁止使用；二甲苯麝香能诱导小鼠肝细胞色素P450酶，显著增加肝脏重量，导致肝细胞肥大，使CYP2B10蛋白增加25倍左右，超出控制水平[30-31]。此外，在饮食中长期服用二甲苯麝香后，男性的肝细胞腺瘤和癌以及女性的肝细胞腺瘤的发病率都有所增加[32]。

二甲苯麝香被欧洲化学品管理署列为首批公布(2008)的15个对环境、人体毒性较大且高风险的高关注化学物质之一，并于2011 年列入首批指令限期禁用物质名单。二甲苯麝香作为第Ⅲ类致癌物，其正逐渐被某些组织和国家由限用转变为禁用。二甲苯麝香被澳大利亚国家工业化学品通告评估署[10]、美国FDA-21CFR[11]规定禁止使用，欧盟化妆品法规[18]、中国《化妆品安全技术规范》(2015)[19]和国际香料香精协会[20]列为限制使用。

3 禁(限)用合成麝香检测方法

目前检测禁(限)用合成麝香的方法有气相色谱(GC)、气相色谱-质谱(GC-MS)以及高效液相色谱(HPLC)。

气相色谱法是利用诸多组份在流动相和固定相两相之间的分配系数不同，将多种有机化物分离开的一种常用的检测方法。气相色谱法在有待测化合物标准品的条件下，可对化合物准确定性。在使用气相色谱仪检测样品中的麝香时，前处理的方法选择和仪器条件的设定是准确定量的关键。气相常用的检测器包括电子捕获检测器(ECD)、氢火焰离子检测器(FID)、氮磷检测器(NPD)等，Polo等[33]选用ECD，结合顶空固相微萃取分析了实际环境水样中的二甲苯麝香、酮麝香、伞花麝香和三甲苯麝香，该方法的检出限为0.25～3.6 ng/L。

如仅通过GC的保留时间进行化合物定性，可能会造成定性不准确，因此，GC分析正逐渐被GC-MS取代，目前在麝香的检测中，运用最多、最广泛的也是GC-MS。GC将化合物分离，而MS则是准确鉴定化合物的有效手段。由两者结合构成的GC-MS技术，分离复杂的混合物样品，使其中的化合物逐个进入MS的离子源，在电子轰击或化学离子化下，使每个样品中的所有化合物都离子化。用GC-MS可对样品中的未知化合物进行准确定性和定量。

用GC或GC-MS检测样品的麝香时，对于不同的样品基质要选择不同的提取方法，包括溶剂萃取法、固相萃取法、固相微萃取法等。胡正君等[34]在测定污泥、底泥及土壤样品中的佳乐麝香、酮麝香、特拉斯麝香、莎莉麝香、二甲苯麝香以及酮麝香时，将样品提取液过无水Na2SO4柱，浓缩收集液并转换溶剂为0.5 mL正己烷，过硅胶/氧化铝复合层析柱，洗脱后用正己烷定容待测。吴春英等[35]在检测环境水样中的二甲苯麝香、伞花麝香、葵子麝香、西藏麝香、佳乐麝香等11种合成麝香时，采用固相萃取法对样品进行预处理。首先对SPE小柱用甲基叔丁基醚、甲醇、纯水各活化3次，过柱后对吸附在柱子上的待测物物进行洗脱，再浓缩并用正己烷定容至0.1 mL。李菊等[36]对于乳类化妆品这样复杂的基质，则选择先用溶剂萃取，再对复杂的基质进行净化，对目的化合物进行富集。

选择了合适的提取方法后，同样要考虑提取试剂以及萃取柱的选择。吴春英等[35]在选用固相萃取法对环境中的水进行麝香含量检测时，选用Oasis HLB萃取柱，乙酸乙酯为洗脱液，得到较好的结果。当选择溶剂萃取时，就要考虑试剂与基质、化合物之间以什么比例进行萃取效率最高。检测饮料时，在正己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷等多种试剂中，正己烷更适合作为提取合成麝香的溶剂[36]。

当样品提取、净化、浓缩后得到了可以供上机检测的上清液时，需要根据化合物性质对仪器条件进行选择和调整。根据同一样品中待检测的化合物组分的数量选择不同的升温程序，目的是使所有组份都能分离。李菊等[37]测定乳类化妆品中检测葵子麝香、佳乐麝香、二甲苯麝香、麝香酮等合成麝香时，称取1.0 g样品用二氯甲烷超声萃取，浓缩后用中性氧化铝柱进行净化，浓缩液上柱后用二氯甲烷与乙酸乙酯的混合试剂洗脱，洗脱液浓缩后用乙酸乙酯复溶、待测。当样品中化合物数量增多时，需要根据化合物出峰时间以及沸点适当降低升温速率以及升高温度，以保证所有组份的峰都能分离开来。表1为上述部分文献中利用GC-MS检测不同基质中的合成麝香的检测条件[33-37]。

表1 利用GC及GC-MS检测5种不同基质中合成麝香的检测条件

4 结 语

麝香具有特有的香气，在化妆品中有着重要的地位，但目前很多合成麝香对人体和环境都有一定毒性，对人类的生活都有着或轻或重的影响。因此，各个地区和国家对合成麝香的使用有一定的限制。对于已被国际日化香料香精组织和我国所禁用的物质，要严格遵照其禁用规定不予使用。对于日化产品中限用麝香类物质，要严格按照规定的产品类别和限量进行使用，并对产品进行分析检测。