粉紅色的祕密：為何精油遇上防腐劑會變色 / NAHA芳療協會期刊 2021 秋季

與防腐劑相關的精油顏色變化

有時精油會出現難以預料的反應，這也是為何需要在實際包材中、於各種條件下，徹底測試你的芳療配方。一般人熟知光線、空氣、溫度與時間都會影響精油；但你是否知道，防腐劑也可能與精油互相作用，並以相當有趣的方式造成變色？

經驗教訓

多年來，我在不同的防腐系統中都看過這種情況。第一次親眼目睹精油與防腐劑之間的顏色變化，是 2004 年對羥苯甲酸酯（parabens）在化妝品產業中被打成反派之時。當年各種產品紛紛改配方，改用新型防腐系統。我做了詳盡的資料蒐集來尋找替代方案，並在那一年測試、重配了數百款產品。

所有送驗的實驗室樣品，都建構在「基底配方」上，而非含有「複方精油」的最終配方。當時我們生產了一批 50 加侖的薄荷（Mentha × piperita）精油乳液，已通過品保（QC），並分裝成 1 加侖桶。把貨放上架後才發現，它變成了 50 加侖的粉紅色薄荷精油乳液。同一週，我們又為客戶製作了 100 加侖、含有檸檬香茅（Cymbopogon citratus）精油的洗手乳。產品重新檢測後，發現除了顏色不對之外，其餘皆穩定。於是我帶著這個教訓回到繪圖板前重來。

我很快就能判斷光與空氣是影響因子，但並非造成變色的唯一原因。空氣會是助長因素這點很明顯：不論容器是否能防光，產品頂部（空氣接觸處）最先變色。紫外光（UV）亦然：若把產品裝在無 UV 防護的真空按壓瓶中，顏色會快速變粉紅；若是密封且能防 UV 的容器中，也會變粉紅，但速度較慢。將產品變粉紅的共同分母，正是防腐劑的更換；在使用對羥苯甲酸酯的年代，兩款產品都不曾變粉紅。

在金銀花複合防腐系統中的疑難排解

近來我在開發一款含精油的噴霧配方，無論如何調整，只要一見光就會轉粉紅。於是我決定把配方中的精油逐一拆開做測試。此配方的基底採用金銀花複合防腐系統（Honeysuckle Blend；INCI 名稱：忍冬（Lonicera caprifolium）花萃取、金銀花（Lonicera japonica）花萃取、水）。

我懷疑配方中的檸檬香茅（Cymbopogon citratus）與薄荷（Mentha × piperita）是反應的元兇。先前我曾在樣品中降低、甚至完全移除這兩種精油，但樣品仍然會變粉紅。事後證明我的直覺沒有錯——這兩款精油確實會反應；同時我也發現還有其他精油也會反應。我也想知道產品的 pH 是否影響變色，因為許多問題的排解都與 pH 息息相關。產品的 pH 對防腐劑、界面活性劑與乳化系統都至關重要；這些系統通常有適合的 pH 範圍，若過高、過低或超出建議範圍，都可能讓成品出狀況。

該複方中的精油包含：

• 貓薄荷（Nepeta cataria）
• 香茅（Cymbopogon nardus）
• 藍膠尤加利（Eucalyptus globulus）
• 杜松漿果（Juniperus communis）
• 薰衣草（Lavandula angustifolia）
• 檸檬尤加利（Eucalyptus citriodora）
• 檸檬香茅（Cymbopogon citratus）
• 薄荷（Mentha × piperita）
• 茶樹（Melaleuca alternifolia）
• 德州雪松（Juniperus mexicana）

我先做了一批基底，將其中一半用檸檬酸調整 pH，另一半保持原樣。金銀花複合防腐系統傾向使整體配方的 pH 上升，可用檸檬酸往下降。該防腐系統建議使用於 pH 5–8 的產品；我的樣品皆在此範圍。我把其中一半調整到 pH 7，想看看 pH 與變粉紅是否有關。

我把樣品裝在無 UV 鍍膜的透明玻璃瓶中，置於培養箱內的 UV 燈下；該培養箱維持在 37°C，以便同時進行其他樣品的加速穩定性測試。以較高溫度測試產品，有助預測長期穩定性。溫度與 UV 光有助加速產品老化。接著我觀察等待：第 1 天沒有改變；第 2 天只有些微變化；到了第 3 天，樣品開始轉粉紅。本文中的照片顯示的是第 5 天時粉紅程度的變化。

實驗觀察

不論是否調 pH，下列精油樣品皆無顏色變化：貓薄荷（Nepeta cataria）、藍膠尤加利（Eucalyptus Globulus）、杜松漿果（Juniperus communis）、薰衣草（Lavandula angustifolia）、茶樹（Melaleuca alternifolia）與德州雪松（Juniperus mexicana）。

檸檬尤加利（Eucalyptus Citriodora）在「有調 pH」的樣品略轉粉紅，「未調 pH」者未變色。香茅（Cymbopogon nardus）在「有調 pH」的樣品也略轉粉紅，「未調 pH」者未變色。薄荷（Mentha × piperita）在「有調 pH」的樣品明顯轉粉紅，「未調 pH」者未變色。最後，檸檬香茅（Cymbopogon citratus）在「有調 pH」者轉為深粉紅，「未調 pH」者則變為焦紅色。由於這些精油都是配方機能的關鍵，我們改以有機酒精系統作為防腐，沒有再產生反應，且維持貨架穩定性。

我查閱了 Robert Pappas 博士建立的 Essential Oil Database，檢視那些會變粉紅的精油成分，發現其中出現 1,8-桉油醇（單萜）、β-石竹烯（倍半萜）、β-蒎烯（單萜）、香茅醛（單萜）、香茅醇（單萜）、香茅乙酸酯（單萜）、沉香醇（單萜）、麝香草烯（單萜）等。所有複方中的精油都含有檸檬烯（單萜）。我原本並不懷疑檸檬烯，因為檸檬（Citrus × limon）、甜橙（Citrus sinensis）、佛手柑（Citrus bergamia）與葡萄柚（Citrus × paradisi）等精油在過去與金銀花系統並未出現反應。薄荷（Mentha × piperita）與其他精油共享的共同成分最少。

我在《Personal Care Europe》雜誌讀到一段提示，Barbara Olioso 博士寫道：「（金銀花防腐系統）與多數化妝品原料相容（包含陽／陰離子界面活性劑），惟與香葉醛（citral）反應會出現淡粉紅，但不影響其抗菌效能」。這句話看似能回答我多數疑問。

然而，貓薄荷（Nepeta cataria）與藍膠尤加利（Eucalyptus Globulus）精油也含有香葉醛，卻未轉粉紅。變化最劇烈的檸檬香茅（Cymbopogon citratus）則富含香葉醛（由反式香葉醛 geranial 與反式橙花醛 neral 所構成的醛類混合物）。檸檬尤加利、檸檬香茅與香茅等精油皆含高比例的醛類。

結果結論

我認為這是一場「完美風暴」：與香葉醛的比例、各精油的整體化學組成、單萜／倍半萜含量、防腐系統本身的組成，以及配方總體 pH 等因素彼此交互作用，再加上一點點天然的未知，共同導致顏色改變。金銀花複合防腐系統的化學相當複雜。配方中的金銀花（Lonicera japonica）含有 32 種有機酸、30 種黃酮、38 種環烯醚萜（屬單萜）、28 種皂素與 19 項其他化合物；忍冬（Lonicera caprifolium）與金銀花兩者都含高比例的法呢醇（farnesol）與 Germancrene D。

談到變色的成因，本身就是個有趣主題。作為另一個線索，我在漢麻（Cannabis sativa）CBD 的工作經驗裡發現：只要接觸到光與空氣就很容易轉粉紅；即使不使用金銀花防腐系統也一樣。換言之，UV 與空氣會加速變色；而高萜烯含量的 CBD，本身就可能使產品氧化而變粉紅，不論是否有添加防腐劑。

若要進一步釐清為何將 Sutticide 與金銀花複合防腐系統配伍某些精油時會產生變色，未來仍需更多研究，以找出各種防腐劑與精油成分的共通關鍵。在這兩種防腐劑中，UV 光都只是一個「促進老化」的助燃因子，會加速，卻非唯一原因。這些與防腐系統相關的變色現象凸顯了：在產品上市前必須徹底測試。要預測貨架安定性，務必讓中試樣品暴露於常見壓力，如 UV 光與溫度變化，並持續監測顏色、氣味、黏度、pH、微生物檢測與乳化穩定性等指標。

參考資料

1.Essential Oil Database 網站，取用連結：https://essentialoils.org/plans

2.Olioso, Barbara，MRSC 博士。〈Honeysuckle extrACt review for antimicrobial protection〉，Personal Care Europe，2017 年 2 月。（取自 PDF 下載，現已無法線上取得）