快速解答:如何選擇防腐系統?
選擇防腐系統時,應依次檢查五個主要環節:微生物風險、法規准用資格、配方相容性、生產與包裝控制,以及成品驗證。
- 界定產品: 確定產品劑型、水活性、預定 pH、目標市場、使用者、包裝及預期使用方式。
- 篩查法規狀態: 確認每種防腐劑在相關市場,均獲准用於預定用途、產品類型及濃度。
- 檢查配方相容性: 評估 pH 依賴性、溶解度、油水相分配、製程溫度,以及與表面活性劑、乳化劑、聚合物、蛋白質及植物成分的相互作用。
- 建立多重控制屏障: 把合適的防腐系統與受控原料、衛生生產、合適包裝,以及其他具科學理據的配方因素結合。
- 驗證實際表現: 使用接近最終版本的配方及具代表性的包裝,進行合適的微生物品質、穩定性、相容性及防腐效能評估。
最佳選擇並不是市場宣傳最吸引的防腐劑,而是在法規允許範圍內,以最低合適用量仍能在完整配方中保持足夠可利用量及防腐效能,並有該成品本身的證據支持的防腐系統。

防腐劑並不是可以直接套用到任何配方而維持相同表現的成分。在低 pH 爽膚水中有效的系統,放入中性乳霜可能失效;在簡單乳化配方中有效的系統,也可能因聚合物、表面活性劑、植物萃取物或包裝改變而降低活性。供應商資料可幫助縮窄選擇,但不能證明最終商業配方已獲得足夠保護。
本指南為護膚品牌及產品開發人員提供實用的選擇框架。本文不提供通用添加比例,因為正確用量取決於具體防腐劑、供應商原料等級、配方、產品類別、目標市場及測試結果。
先評估微生物風險,而不是先選防腐劑名稱
首先評估產品有多容易讓微生物存活或生長,以及微生物可能從哪些途徑進入產品。潛在污染來源包括原料或用水、不良生產條件、防腐不足、包裝保護不足、儲存及消費者使用方式。[1]
含水量固然重要,但評估微生物生長時,水活性更具參考價值。水活性反映有多少水分可供微生物利用,並不等同配方表上的含水百分比。產品即使含水,溶質亦可能降低可供微生物利用的水分;相反,名義上無水的產品仍可能因濕手取用、潮濕環境或使用期間有水進入而受到污染。
當配方同時具備以下多項條件時,風險通常會上升:
- 有大量可利用水分;
- pH 及溫度範圍有利微生物存活;
- 植物成分、蛋白質、黏土或其他原料本身可能有較高微生物負荷,或可為微生物提供較多營養來源;
- 反覆開啟包裝或直接以手指接觸產品;
- 在溫暖潮濕的浴室使用;
- 包裝可能讓水分進入、產生回流,或在封口周圍累積產品殘留;
- 開封後使用時間很長;
- 用於眼周、屏障受損皮膚,或較易受影響的使用者群組。
相反,低水活性、極端 pH、高酒精含量、單次使用包裝或其他控制屏障可以降低風險,但這並不代表可以自動免除風險評估。ISO 29621 提供一套框架,透過有文件記錄的風險評估,辨識微生物低風險成品。[2] ISO 11930 則排除已按該途徑證明屬低風險的產品。[3]
忽略這項評估,常會造成兩種分類錯誤。第一,「水性」並不代表單一風險水平:潔面產品、精華水、乳化產品及水凝膠,會令防腐系統面對截然不同的 pH、表面活性劑、聚合物及包裝條件。第二,「無水」亦不一定等於沒有微生物風險。使用方式及包裝仍屬產品實際使用條件的一部分。
建立防腐劑選擇技術簡報
向供應商索取樣品前,先建立技術簡報,把配方概念轉化成具體技術要求。這可避免團隊只因潮流選定某套系統,之後才要圍繞它重新設計整款產品。
| 需要界定的項目 | 為何會影響選擇 | 需要記錄的證據或決定 |
|---|---|---|
| 目標市場 | 准用物質、最高用量、產品限制及所需文件會因市場而異 | 每個上市市場的最新法規篩查 |
| 產品劑型及水活性 | 乳化產品、表面活性劑系統、低含水膏狀產品及油性產品會形成不同微生物環境 | 配方類型,以及已量度或有科學理據支持的風險因素 |
| 最終 pH 及其隨時間變化 | 部分系統高度依賴 pH;穩定性變化可令 pH 隨時間偏移 | 初始規格、穩定性範圍及防腐系統有效工作範圍 |
| 溶解度及所在相 | 防腐劑即使已加入配方,也可能在微生物生長的部位沒有足夠的實際可用量 | 添加方式、溶解度資料及油水相分配考慮 |
| 製程條件 | 加熱、加料次序、暫存時間及剪切都可能影響成分或配方 | 供應商製程限制及試產製造指引 |
| 配方相互作用 | 表面活性劑、乳化劑、聚合物、蛋白質、黏土或包裝材料,都可能結合或吸附防腐劑,或降低其實際可用量 | 在完整配方中進行相容性篩查 |
| 包裝及使用方式 | 罐裝、泵裝、軟管、滴管、補充裝或濕巾會改變產品與外界接觸的程度及取用方式 | 具代表性的包裝、封口、使用模擬及污染風險理據 |
| 功效宣稱與標準 | 「天然」、有機、敏感皮膚定位、零售商或認證要求,可能在法律要求以外進一步限制可選方案 | 以書面列明宣稱標準及成分政策,而不是依賴非正式禁用清單 |
| 貨架期及開封後使用期 | 在預定儲存及使用期間,保護能力都必須維持足夠 | 穩定性計劃、微生物計劃及觸發變更控制的條件 |
技術簡報應包括實際商業配方版本,而不只是市場描述。「溫和植物乳霜」並不足夠。配方人員需要知道預定 pH、完整配方組成、包裝、製程條件、目標市場、預期貨架期,以及任何認證或零售商限制。
供應商文件則可作為篩選工具。應索取技術資料表、安全資料表、成分或有效含量資料、建議使用條件、目標市場法規聲明、溶解度及製程指引,以及任何支持防腐效能的資料。建議添加範圍只應視為初步篩選範圍,不能當成某款成品必然通過測試的證明。
比較不同防腐方法,不要只按潮流選擇
防腐劑常被簡化成優劣之分,但這種框架並不適合配方開發。不同方法各有不同抗微生物範圍、pH 依賴性、溶解度特性、使用感影響、法規狀態及相互作用風險。防腐策略亦可把抗微生物成分與物理化學控制、保護性包裝及良好生產規範結合。[6]
| 方法 | 實用的篩選問題 | 主要注意事項 |
|---|---|---|
| 傳統廣譜防腐成分或複合系統 | 在這款配方的 pH 及製程條件下,系統能否對細菌、酵母菌及霉菌提供足夠防護? | 供應商提供的廣譜資料,不能保證成品配方中的實際表現 |
| 有機酸及其鹽類 | 最終 pH 能否令足夠比例的有效酸維持在可發揮作用的形式? | 提高 pH 可大幅降低其作用;對酵母菌及霉菌的防護尤其可能需要額外留意 |
| 對羥基苯甲酸酯類(Paraben)系統 | 所選成分是否具足夠溶解度、法規允許,而且與產品及品牌技術簡報相容? | 消費者觀感及地區限制,必須與技術表現分開評估 |
| 以苄醇或脫氫乙酸為基礎的系統 | 這套複合系統是否配合配方 pH、氣味、使用感及目標市場條件? | 即使是常見而符合某類認證要求的複合系統,實際表現仍取決於配方 |
| 多功能或多重屏障系統 | 二醇類、螯合劑、溶劑、pH、水活性及包裝,能否共同形成有充分技術理據的防腐系統? | 「不含防腐劑」的字眼並不能取消安全評估或防腐效能證據的需要 |
不要把抗氧化劑與抗微生物防腐劑混為一談。生育酚及類似抗氧化劑可以減慢油脂氧化,但單靠它們不能證明產品已獲得對細菌、酵母菌及霉菌的保護。氧化穩定性與微生物防腐屬於不同功能。[6]
同樣地,「天然」並不代表本身必然安全、溫和或有效。天然或有機來源並不能保證安全,產品仍可能需要測試。[4] 植物來源抗微生物成分亦可能帶來顏色、氣味、致敏物、批次差異或本身的微生物負荷。應按與其他成分相同的法規、毒理、配方及效能標準評估。
選擇防腐系統時,也要避免「添加量越高越好」這種簡化判斷。提高添加量可能帶來刺激、氣味、使用感、相容性、宣稱或法規問題,卻沒有解決真正的失效原因。如果系統分布不當、已失活、處於 pH 有效範圍以外,或無法應付生產過程中的高微生物負荷,單純加大用量可能並不是正確修正方法。
採用分階段審核的防腐系統選擇流程
每款商業配方可按以下次序進行。團隊可以在不同步驟之間反覆調整,但不能把後一步通過,當成前一步要求已經滿足的證明。
- 界定商業產品。 確定預定劑型、目標市場、使用者群組、使用部位、包裝、宣稱、貨架期及預計開封後使用期。
- 評估微生物風險。 檢視水活性、pH、原料風險、生產環節可能帶來的污染、包裝保護能力、儲存條件,以及消費者使用時可預見的污染。任何低風險判斷都應有文件理據,而不是只依賴「無水」這個名稱。
- 建立法規候選清單。 核對每個候選成分在各目標市場的最新法規狀態、最高濃度、限制、對標示的影響及准許用途。應以法規原文或合資格法規審查為準,不要依賴過時的網誌表格。
- 篩查配方及製程相容性。 比較系統的 pH 有效範圍、溶解度、相態行為、溫度限制、加入時點、有效含量,以及與完整配方之間的已知相互作用。
- 開發並篩選原型。 製作受控實驗室批次,確認 pH 及物理品質,並以合適的開發階段篩選測試淘汰表現不足的方案。應記錄確切配方版本及製程條件。
- 以具代表性的產品及包裝進行放大及試產。 確認試產、填充、封口及包裝功能不會新增污染或相容性風險。
- 執行所需驗證計劃。 按需要評估微生物品質及防腐效能,並進行穩定性及包裝相容性測試。ISO 11930 說明一種防腐效能測試,以及對未被分類為低風險化妝品的整體抗微生物保護評估。[3]
- 在變更控制框架下批准。 確保報告對應已批准的配方、製程及包裝。任何可能影響 pH、水活性、防腐劑實際可用量、製程、包裝或接觸污染源機會的變更,都應重新評估。
防腐挑戰測試是證明成品防腐系統實際表現的步驟,不能取代紮實的配方開發。測試會刻意加入指定微生物,再評估它們隨時間的變化。可參考 ZICAIL 的化妝品防腐挑戰測試指南,了解測試能證明甚麼、何時可採用低風險評估,以及測試失敗後應如何處理。
各類測試應各自評估不同問題。微生物限度測試評估受測樣品當時存在的微生物;穩定性測試評估產品隨時間的物理及化學變化;包裝相容性測試評估配方與包裝之間的關係;防腐挑戰測試則評估產品在指定微生物挑戰下的抗微生物保護能力。ZICAIL 的穩定性、相容性與防腐挑戰測試指南會說明,為甚麼其中一項測試合格不能取代其他測試。
防腐系統為甚麼會失效
如果原型未能通過測試,應先調查失效機制,再改變添加比例。常見原因包括:
- pH 超出有效範圍。 對弱有機酸尤其重要,因為其抗微生物作用取決於未解離形式所佔比例。
- 防腐活性成分位於不合適的相。 微生物主要在水相環境生長,但相分配可能把部分防腐劑帶到油相或其他結構中。
- 防腐劑被結合或失活。 表面活性劑、非離子乳化劑、聚合物、蛋白質、黏土或其他成分,都可能降低防腐劑在配方中可自由發揮作用的濃度。
- 計算時用了複合原料添加量,而不是有效含量。 商用防腐產品可能是混合物;名義添加量與有效防腐成分濃度並不一定相同。
- 製程令系統受損或在錯誤步驟加入。 過度加熱、錯誤加料次序、分散不足、過長暫存時間或 pH 調整不穩定,都可能令原本在實驗室小試可行的方案失效。
- 微生物負荷過高。 防腐系統不能取代符合規格的生產用水、受控原料、清潔消毒、生產環境控制或衛生填充。
- 包裝增加接觸污染源的機會。 反覆用手指取用、在潮濕或有水環境中使用、回流、補充裝使用方式或封口位置的產品殘留,都可能帶來原本風險評估沒有涵蓋的污染挑戰。
- 後續變更沒有重新評估。 新香料、萃取物、表面活性劑、聚合物、包裝或生產地點,即使成分表看起來相近,也可能改變整體防腐環境。
包裝應視為整體控制策略的一部分,但不能當成萬能方案。設計良好的泵裝或單次使用包裝,相比闊口罐可減少產品與外界接觸,但這並不能證明配方本身已獲得足夠保護。包裝保護能力仍須在具代表性的填充、運輸、儲存及實際使用條件下評估。
逐一確認每個目標市場的法規准用資格
法規准用只是進入下一步的必要條件,並不代表技術上一定有效。獲准使用的防腐劑仍可能在某款配方中失效;而技術上有潛力的成分,也可能因目標市場對防腐用途或濃度的規定而不能合法使用。
美國。 除色素添加劑外,FDA 在產品上市前不會預先審批化妝品或大多數化妝品成分。製造商或分銷商仍須依法對產品安全負責。[4] 化妝品不得在可能令產品受污染或變得有害的條件下製造、包裝或儲存。[1] FDA 不會為每款化妝品指定一套通用測試清單,因此安全性理據及微生物計劃應以風險為本,並具充分科學理據。
歐盟。 《化妝品規例》(EC)第 1223/2009 號以附錄 V 列出准許用於化妝品的防腐劑,並附有相關條件及限制。化妝品安全報告在適用情況下必須涵蓋微生物品質及防腐挑戰測試結果。[5] 由於法規附件的整合版本可能更新,應按預定上市日期核對最新法律文本;CosIng 資料庫可作為查找工具,但不能取代法規本身。
多市場上市時,不要假設某套系統在一個司法管轄區可接受,就一定在其他市場同樣可接受。產品技術檔案應保留法規審查、供應商聲明、配方版本、規格、測試報告及批准決定。配方、供應商原料等級、預定用途、標籤宣稱或上市市場名單改變時,應重新審查。
與 ZICAIL 建立防腐策略
ZICAIL 的護膚品自訂配方開發服務,適合需要更具針對性的產品概念、功能、質感、打樣流程及包裝配合方案的品牌。要有效討論防腐策略,應先準備產品劑型、目標市場、完整宣稱或認證要求、預定 pH 與質感、包裝類型、預期貨架期,以及任何禁用成分要求。
應盡早提供這些資料,讓防腐、製程、包裝及測試可在配方批准放大生產前一併考慮。可聯絡 ZICAIL,討論項目方向及上市計劃所需的證據資料。
護膚配方防腐劑常見問題
無水護膚產品需要防腐劑嗎?
不一定,但單靠「無水」這個名稱並不足以決定。應評估水活性、原料、製程、包裝、濕手取用、在浴室潮濕環境使用,以及可預見的水分進入情況。若有科學證據支持產品屬低風險,按 ISO 29621 可採用不同的微生物風險管理方式;相關理據應有文件記錄。[2]
天然防腐劑一定更安全嗎?
不一定。天然來源不能證明安全、溫和、具法規准用資格或有效。[4] 應評估具體原料、雜質、致敏物、濃度、與配方的相互作用、目標市場,以及成品測試結果。
同一套防腐系統可以用於所有配方嗎?
不可以。pH、水活性、表面活性劑、乳化劑、聚合物、油脂、植物成分、包裝或製程的改變,都可能影響抗微生物表現。每款商業配方都需要本身的風險評估及具代表性的測試證據。
微生物限度測試與防腐挑戰測試有甚麼分別?
微生物限度測試量度樣品在測試當刻存在的微生物;防腐挑戰測試則刻意把指定微生物接種到成品中,再量度防腐系統能否在一段時間內控制這些微生物。前者評估當前微生物品質,後者評估產品抵抗指定污染挑戰的能力。
甚麼情況下需要重新測試防腐系統?
任何可能影響微生物保護的變更,都應納入變更控制。防腐劑用量、pH 範圍、水活性、主要原料、表面活性劑或聚合物系統、生產流程、包裝或使用模式改變,都可能令過往結果失去代表性。決定及理據應有文件記錄。
資料來源
[1] U.S. Food and Drug Administration. 化妝品的微生物安全
[2] International Organization for Standardization. ISO 29621:2017 — 化妝品 — 微生物學 — 微生物低風險產品的風險評估及識別指引
[3] International Organization for Standardization. ISO 11930:2019 — 化妝品 — 微生物學 — 化妝品抗微生物保護能力評估
[4] U.S. Food and Drug Administration. 化妝品產品測試
[5] European Union. 《化妝品條例》(EC)第 1223/2009 號
[6] Halla et al. 化妝品防腐:現行策略綜述
