화장품 성분에 꼭 필요한 ‘화장품 보존제’
화장품 성분에 꼭 필요한 ‘화장품 보존제’
  • 윤경선 koia7@jangup.com
  • 승인 2017.04.19 10:12
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보존제의 종류와 안전성 제대로 알아야

최근 가습기 살균제 여파로 인해 화장품, 물티슈 등 피부에 직접 닿는 제품 속 화학성분에 대한 안전성이 갈수록 중요해지고 있다. 특히 화장품 보존제의 경우 화장품 ‘방부제’로 알려지면서 성분에 대한 관심이 높아지고 있다. 본지는 국제화장품규제협력체 분석을 토대로 대한화장품협회에서 발표한 자료를 통해 화장품 보존제에 대해 자세히 알아보고자 한다.

 

화장품 보존제는 화장품이 보관 및 사용되는 동안 미생물의 성장을 억제하거나 감소시켜 제품의 오염을 막아주는 특성을 가진 성분이다. 화장품에서 보존제는 제품의 유통기한 및 소비자가 제품을 사용하는 기간 동안 제품의 미생물 오염을 줄이고 제품이 적절하고 안전한 상태를 유지하도록 하기 위해 사용된다. 보존제가 없다면 손이나 도구를 이용하여 사용하는 화장품은 미생물에 오염되게 쉽다.

 

보존제의 종류와 사용

보존제 성분은 매우 다양하여 억제할 수 있는 미생물과 활성화 되는 화학적 특성 등도 다르다. 어떤 보존제는 세균 억제에는 효과적일 수 있지만, 진균 억제에 있어서는 그렇지 않을 수도 있다. 반대로 어떤 보존제는 진균 억제에만 효과적일 수도 있다. 어떤 보존제 성분은 제형의 화학적 특성 때문에 특정 유형의 제품에만 효과적일 수도 있다. 예컨대 pH가 낮은 제형에서만 효과적인 보존제가 있는 반면 넓은 pH범주에서 효과적인 보존제도 있다. 이러한 이유로 모든 제품 제형의 요구를 충족시키기 위해서는 다양한 보존제 성분이 필요하다.

 

대표적인 화장품 보존제는 파라벤, 페녹시에탄올 등이 있으며 우리나라는 59종 150여개의 보존제를 허가하고 있으며 중국은 51종 140여개, 유럽은 58종 160여개의 성분을 허가하고 있다.

이상적인 보존제의 조건으로는 △사용하기에 안전할 것 △낮은 농도에서 다양한 균에 대한 효과를 나타내는 것 △넓은 온도 및 pH범위에서 안정하고, 장기적으로 효과가 지속될 것 △제품의 물리적 성질에 영향을 미치지 않을 것 △제품 내 다른 원료 및 포장재료와 반응하지 않을 것 △제품의 안정성, 색상, 향, 질감, 점도 등 외관적 특성에 영향을 미치지 않을 것 △미생물이 존재하는 물 파트에서 충분한 농도를 유지할 수 있는 적절한 오일/물 분배계수를 가질 것 △자연계에서 쉽게 분해되고, 분해산물에 독성이 없을 것 △원료 수급이 용이하고, 가격이 저렴할 것 등이 있다.

화장품에 사용되는 보존제 ‘파라벤’은 다양한 미생물에 효과적이나 세균(Bacteria)보다는 곰팡이(Fungi)에 효과적이다. ‘파라벤’은 물에 대한 용해도가 낮고 단백질, 레시틴, 비이온 계면활성제 등에 의해 항균력이 감소한다. 최적 pH 범위는 3.5-6.5이며 세포막을 파괴하고 세포 내 단백질을 변성시킨다.

‘페녹시에탄올’은 세균(Bacteria)에 효과적이며 물에 대한 용해도가 높고, 알코올과 잘 섞이며 약한 방향성 냄새를 가진다. 최적 pH 범위는 3.5-10이며 지질용해로 인한 세포막을 붕괴 및 단백질을 변성시킨다.

보존제는 한 종류만 사용할 경우 미생물에 대한 활성범위가 제한적이어서 효과가 불충분할 수 있으나 혼합하여 사용함으로써 문제를 해결할 수 있다. 파라벤 및 페녹시에탄올 혼합 사용시 곰팡이 및 박테리아 모두에 탁월한 효능을 보이며 넓은 pH 범위(pH 4-8)에서 안정적이며 방부가 어려운 유기농 원료에도 탁월한 효능을 보인다.

 

보존제의 안전성 확인

보존제는 화장품에 사용되기 전에 안전평가 및 품질 검사와 같은 엄격한 평가를 거친다. 정부에서는 위해평가를 바탕으로 사용가능한 보존제 및 사용한도를 정하여 규제하고 있다. 보존제는 품질유지가 가능한 최소한도로 사용하며 효과적 보존과 안전한 사용을 위하여 사용한도를 제한한다.

화장품 사용으로 인한 평가대상 물질의 노출로 위해 영향을 야기할 확률은 안전역(MOS, Margin of Safety)으로 나타내며, 일반적으로 안전역(MOS)을 계산한 값이 100 이상이면 위해 영향이 발생할 확률이 낮다고 판정할 수 있다.

 

식약처 화장품 안전기준 등에 관한 규정은 글루타랄(펜탄-1,5-디알)의 경우 사용한도를 0.1%로 제한하고 있으며 에어로졸(스프레이에 한함) 제품에는 사용이 금지하고 있다. 데하이드로아세틱애씨드(3-아세틸-6-메칠피란-2.4(3H)-디온) 및 그 염류도 데하이드로아세틱애씨드로서 0.6% 미만을 사용해야 한다. 페녹시에탄올은 1% 미만을 사용해야 하고 ρ-하이드로시벤조익애씨드, 그 염류 및 에스텔류(다만, 에스텔류 중 페닐은 제외)는 단일성분일 경우 0.4%(산으로서), 혼합사용의 경우는 0.8%(산으로서) 미만을 사용해야 한다.

 

보존제 팔레트, 보존 시스템

화장품 보존제 팔레트는 화장품에서 미생물의 성장을 억제할 수 있는 사용 가능한 보존제의 범위를 말한다. 모든 제품의 종류가 오염으로부터 적절히 보호되고 소비자 안전 보장을 위해서 사용가능한 다양한 범주의 보존제가 필요하다.

보존제들은 종류에 따라 다른 방식으로 작용한다. 따라서 제품 처방을 만드는 사람들은 어떤 타입의 제품이라도 적절한 보존 시스템을 갖추도록 해야 하기 때문에 여러 종류의 보존제 중 선택할 수 있어야 한다.

보존 시스템은 제품의 품질과 안전을 보장하기 위한 제품의 물리적 특성, 포장, 화장품 제형에 사용된 보존제 성분의 조합을 의미한다. 수분활성도와 pH는 화장품에서 적절한 보존제 성분을 선택하는 기준에 있어 가장 중요한 물리적 특성이다. 매우 높다 낮은 pH는 미생물의 성장을 억제하는 경향이 있지만, 화장품 및 소비자가 원하는 효능에는 적합하지 않은 경우가 많다. pH가 중성 범위인 화장품은 미생물이 생존하거나 번식하기 매우 쉬운 환경이다. 수분활성도는 미생물의 성장에 잠재적인 영향을 준다. 마지막으로 제품의 패키징 형태 또는 사용법은 소비자가 제품을 사용하는 과정에서 미생물 오염에 영향을 준다. 예를 들어 뚜껑을 열어 사용하는 단지 형태의 용기(open jar)에 담긴 얼굴용 크림은 펌프식 용기에 담긴 로션에 비해 오염될 가능성이 높다.

 

화장품 보존제의 작용

소비자가 화장품을 사용하는 기간 동안 세균과 진균규 같은 미생물이 제품에 유입될 수 있는데, 보존제 성분은 이들 미생물의 성장과 번식을 억제 및 조절함으로써 화장품을 보호한다. 이러한 중요한 성분들은 다양한 미생물을 명확하기 선택적으로 타켓팅하도록 설계된다.

보존제는 두 가지 방식으로 작용한다. 첫 번째 방식은 제조 시점에서 화장품에 존재하는 영양세포를 죽이는 방식이다. 이것은 주로 생화학적 회로에 관여하는 세포벽을 파과하거나 세포벽에 끼어드는 화학적 힘에 의해 일어난다.

두 번째 방식은 미생물의 번식 또는 (포자의 경우) 발아를 하지 못하게 하는 환경을 조성함으로써 미생물의 생장을 중단 또는 억제하는 방식이다.

이러한 성분들은 미생물의 성장과 증식을 최소화함으로써 제품의 부패를 막는 중요한 역할을 하고 있다. 또한 제품이 이러한 미생물에 오염될 경우 야기될 수 있는 피부 또는 눈의 감염과 같은 잠재적인 부작용으로부터 소비자를 보호해준다.

 

화장품이 오염되는 경우

화장품은 크게 세 가지 방식으로 미생물에 노출되게 된다. 첫 번째로 어떤 원료에서 바람직하지 않은 미생물이 존재할 수 있다. 두 번째로는 제조과정에서 바람직하지 않은 미생물이 혼입될 수 있다. 세 번째로는 소비자가 제품을 사용하는 과정에서 미생물이 혼입될 수 있다.

이러한 이유로 원료 관리, GMP, 패키징 디자인은 모두 화장품의 보존 시스템에 있어서 중요한 역할을 맡고 있다.

미생물은 주위 환경 및 인체 어디에나 존재하며 제품의 라이프 사이클 동안 어느 때나 제품에 혼입될 수 있다. 적절하게 보존되지 않은 화장품은 미생물의 먹이가 되어 결국에는 변질되고 사용할 수 없는 상태에 이르게 된다.

많은 화장품은 물을 베이스로 하고 있으며, 대개 상온에서 보관되고, 습하고, 어둡고, 따뜻하고, 제품에 물이 쉽게 들어갈 수 있는 환경에서 사용 및 보관된다. 또한 많은 화장품들은 여러 번 반복해서 사용하도록 되어 있기 때문에 소비자가 취급하거나 사용하는 과정에서 미생물이 제품에 직접 혼입될 수 있다. 미생물 오염 가능성은 화장품 타입, 사용목적, 패키징 디자인의 영향을 많이 받는다. 따라서 제품의 안전성을 적절히 보장하기 위해서는 보존제 성분을 평가 및 선택할 때 여러 가지 요소를 고려해야 한다.

마스카라는 미생물로 인한 오염의 가능성은 상대적으로 작지만, 눈과 같이 민감한 부위에 사용되는 제품이다. 삼푸 및 헤어 컨디셔너는 샤워 도중에 용기를 열어 사용하기 때문에 제품 내에 물이 들어가기 쉬우므로 오염 가능성이 높다. 내부에 물이 들어가지 않게 하는 용기 디자인이나 펌프식 용기의 경우에는 오염 가능성을 줄여준다.

 

보존제를 필요로 하는 화장품

수분 함량이 높은 화장품, 즉 크림, 로션, 마스카라, 리퀴드 아이라이너와 같은 제품은 좋은 상태를 유지하고 소비자가 안전하게 사용할 수 있도록 하기 위해 보존제가 필요하다. 스스로 자기보존능력이 있는 제품(예를 들어 제품의 성분 구성상 세균이 자랄 수 없는 경우)일 경우에는 보존제가 필요하지 않다. 단, 소비자가 사용할 때 미생물 성장이 일어나지 않는 경우에 한해서다. 립스틱이나 메이크업 제품의 경우에는 제품 처방에 항진균성 보존제가 함유되어 있지 않다면, 반복해서 사용하다보면 제품 표면에 곰팡이가 증식할 수 있다.

제품이 제대로 보존되지 못할 경우에는 외관 및 냄새가 변화하며, 상 분리가 발생할 수 있다. 제조사는 제품을 시장에 출시하기 전에 보존 시스템의 효과를 검증한다.

 

천연·유기농 화장품의 보존

천연·유기농제품의 경우에도 제품이 적절히 보존되고 있는지, 소비자가 사용하기에 안전한지 보증은 필수다. 제품의 포지셔닝과 관계없이 모든 화장품은 적절히 보존되고 있는지 같은 수준으로 안전성 검사를 거쳐야 한다.


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