光毒性とは、光に反応する物質が皮膚上にある状態で紫外線（主に UVA）を浴びたときに起こる皮膚反応である。免疫系は関与せず、初回の曝露でも起こりうる。症状は発赤、痛み、水疱、炎症後色素沈着で、色素沈着は数週間から数か月続くことがある。
精油における主な原因物質はフロクマリン（FC）である。これらの分子は DNA の塩基の間に入り込み（インターカレーション）、UVA で活性化されるとピリミジンと共有結合を形成して DNA 損傷と重度の皮膚炎症を引き起こす。
FC は純粋な形では重く、不揮発性の分子である。圧搾による柑橘果皮油や一部のセリ科の根の精油に含まれるが、同じ植物でも蒸留で得た精油にはほとんど含まれない。
5段階の図：皮膚上のフロクマリンから、UVA による活性化を経て、DNA 損傷とベルロック皮膚炎に至る。最後の2つの経路は並行して進む。DNA 付加体は長期的ながんのリスクとなり、色素沈着は持続的な皮膚の黒ずみを生じる。
FC は平面状の多環式分子である。基本構造は、クマリン環系にフラン環が縮合したものである。フラン環がクマリンの6,7位の結合にある場合は直線型 FC（ソラレン）、7,8位の結合にある場合は角型 FC（アンゲリシン）となる。
どちらの構造も DNA の塩基対の間に入り込み、不安定な複合体を形成しうる。UVA が活性化エネルギーを与えると、FC はまず一方のピリミジン塩基と共有結合し、続いて反対側の DNA 鎖の2つ目の塩基と結合する。このビス付加体が DNA の2本の鎖を架橋する。
ソラレンはモノ付加体とビス付加体の両方を形成する。アンゲリシンはモノ付加体のみを形成する。このためソラレンのほうが光毒性が強いとされるが、アンゲリシンも中程度の光毒性を示しうる。
臨床的な影響は遅れて現れ、紫外線曝露の36-72時間後にピークとなる。急性反応は紅斑、腫れ、水疱である。その後に炎症後色素沈着が続き、数週間から数か月持続することがある。このパターンは1916年に初めて記載され、ベルロック皮膚炎と呼ばれる。
名称はフランス語の「breloque」（小さな飾り、ペンダント）に由来する。色素沈着の跡が、香水をつけた位置をなぞるように首や胸に水滴状に現れることが多いためである。
初期の臨床報告は、ベルガモット油を含む香水をつけた後に首を日光に当てた女性に関するものであった。数時間から数日のうちに、塗布部位に黒ずんだ斑が現れた。
重症例には、希釈していないベルガモット油を塗って紫外線日焼けマシンに入った後の2度熱傷がある。48時間かけて水疱を伴う熱傷が生じ、入院を要した。
IFRA は光毒性のある精油ごとに皮膚への最大使用濃度を推奨している。この濃度を超える場合、塗布後12-18時間は処置した皮膚を紫外線に当てるべきではない。これらの上限は洗い流さない製品に適用される。洗い流す製品（石けん、シャンプー、入浴剤）は一般に適用外である。
| 精油 | 皮膚への最大使用濃度 | 主な FC |
|---|---|---|
| フィグリーフ アブソリュート | 皮膚に使用しないこと | FC 混合物 |
| レモンバーベナ油 | 皮膚に使用しないこと | 混合 |
| タジェッテ油 | 0.01 % | α-テルチエニル（チオフェン） |
| ヘンルーダ油 | 0.15 % | ベルガプテン、メトキサレン |
| マンダリンリーフ油 | 0.17 % | アントラニル酸ジメチル |
| ベルガモット油 | 0.4 % | ベルガプテン |
| クミン油 | 0.4 % | ベルガプテン＋FC |
| ライム圧搾 | 0.7 % | ベルガプテン＋オキシポイセダニン |
| アンジェリカ根油 | 0.8 % | ベルガプテン＋インペラトリン |
| ビターオレンジ（圧搾） | 1.25 % | ベルガプテン |
| レモン圧搾 | 2.0 % | ベルガプテン＋オキシポイセダニン |
| ローレルリーフ アブソリュート | 2.0 % | 混合 |
| グレープフルーツ（圧搾） | 4.0 % | ベルガプテン＋ベルガモチン |
複数の光毒性精油を組み合わせる場合、リスクは比率に応じて加算されるものとして扱う。ベルガモットとクミン（それぞれ上限0.4 %）を同じ製品に等量ずつ使う場合、それぞれ0.2 %まで下げなければならない。
FC は重く不揮発性であるため、通常の蒸留では水蒸気とともに移行しない。その結果：
レモン圧搾はベルガプテンを含み、光毒性がある。レモン蒸留はベルガプテンを含まず、光毒性はない。
圧搾のベルガモットは光毒性がある。分留によってベルガプテンを除去したベルガモット FCF（フロクマリンフリー）には、有意な光毒性はない。
圧搾でも光毒性のない柑橘精油もある：マンダリン、スイートオレンジ、タンジェロ、タンジェリン、柚子、サツマ、レモンリーフ。理由は FC の含有量がもともと低いことにある。
すべての FC が同程度に光毒性をもつわけではない。まったく光毒性のない FC もある。
| 成分 | 種類 | 光毒性の強さ |
|---|---|---|
| ソラレン | 直線型（ソラレン） | 最も強い |
| メトキサレン（5-メトキシソラレン） | 直線型 | 強い |
| ベルガプテン（5-メトキシソラレン） | 直線型 | 強い |
| アンゲリシン（イソソラレン） | 角型（アンゲリシン） | 中程度 |
| インペラトリン | 直線型 | 中程度 |
| シトロプテン | ラクトン（クマリン） | 中程度 |
| オキシポイセダニン | 直線型 | 中程度 |
| ベルガモチン | 直線型 | 無視できる程度 |
| イソピンピネリン | 直線型 | 光毒性なし |
| ベルガプトール | 直線型 | 光毒性なし |
| 5-メトキシ-7-ゲラノキシクマリン | ラクトン | 不明 |
FC に対する皮膚の感受性は、塗布後約1-2時間、つまり FC が真皮に達する頃にピークとなる。その後、FC がより深く拡散し消失するにつれて低下する。
IFRA の上限内の濃度であれば、数時間以内に紫外線を浴びても光毒性反応は起こらない。上限を超える場合は、12-18時間紫外線を避けるべきである。
希釈していない精油では、光毒性反応が18時間以上続くことがある。メトキサレン0.5 %では反応は36時間まで続き、48時間までに消失する。
厚手の衣服は紫外線の大部分を遮る。薄手の生地は SPF 5-15 程度にしかならない。日焼け止めはリスクを減らすが、なくすことはできない。
FC はいくつかの食品にも含まれる：パースニップ、セロリ、グレープフルーツジュース、アンジェリカの根。食事からの摂取が多いと、体内を循環する FC の総量が増えうる。
PUVA 療法（ソラレン＋UVA）は、高用量のメトキサレンを経口投与して UVA と組み合わせ、白斑や乾癬などの皮膚疾患を治療するものである。これは管理された医療用途であり、精油への曝露と同等ではない。
光毒性精油を経口摂取すると全身の FC が大幅に増え、その後の紫外線曝露による皮膚の光毒性リスクが高まる。その後に日光を浴びる可能性がある場合、圧搾柑橘精油の経口使用は推奨されない。
製品が IFRA の上限を超える光毒性精油を含む場合、または原液を使用する場合は、12-18時間紫外線を避ける。
日中に使う洗い流さない製品でシトラスの香りを出したい場合は、FCF または蒸留品を選ぶ：ベルガモット FCF、レモン蒸留、ライム蒸留、あるいはマンダリンやスイートオレンジ。
色の濃い肌は明るい肌より FC への耐性が高いが、影響を受けないわけではない。濃い褐色や黒色の肌で反応を引き起こすにはベルガモットが約15 %必要であるのに対し、明るい肌では2.4 %である。
石けん、シャンプー、入浴剤など洗い流す製品は、オイルが皮膚に残らないため光毒性のリスクはない。ただし、精油を気化させたサウナの利用では、FC が皮膚に付着することがある。