Jelenleg a változó környezeti feltételek és a különféle közegészségügyi válságok megjelenése közepette a fogyasztók nagyobb hangsúlyt fektetnek a háztartási higiéniára és egészségre. Ezzel párhuzamosan a funkcionalizálás kulcsfontosságú fejlődési irányzattá vált a háztartási mosószer-ágazatban; a fogyasztók már nem elégedettek azokkal a mosószerekkel, amelyek pusztán standard tisztítási képességet kínálnak, hanem olyan további tulajdonságokat is keresnek, mint a sterilizálás és az illat. Ezenkívül a teljesen automata mosógépek széles körben elterjedt alkalmazása arra késztette a fogyasztókat, hogy egyre inkább előnyben részesítsék a különböző típusú ruhadarabok kombinált töltetű mosását. Ezek a tényezők a fertőtlenítő és fertőtlenítő tulajdonságokkal rendelkező háztartási mosószerek iránti fogyasztói kereslet gyors megugrását idézték elő.
Az elmúlt években a fertőtlenítő és fertőtlenítő termékek választéka is jelentősen bővült, és az egycélú fertőtlenítőszerekből olyan több-funkciós, összetett termékekké fejlődött, amelyek tisztító és sterilizáló képességeket egyaránt kombinálnak. Ezen túlmenően az alkalmazási kör kibővült a textíliákról a háztartási tisztítószerek széles skálájára-, mint például a mosogatószerek, a padló- és felülettisztítószerek, valamint a WC-csésze-tisztítószerek.
A QB/T 2850-2007, *Antibakteriális és bakteriosztatikus mosószerek* szabvány vonatkozó rendelkezései szerint az iparágon belül "antibakteriális és bakteriosztatikus detergensként" emlegetett termékeket felületaktív anyagok felhasználásával specifikus baktericidekkel vagy bakteriosztatikumokkal kombinálva állítják elő; ezek napi-kémiai tisztítószerek, amelyek antibakteriális/bakteriosztatikus tulajdonságokkal és tisztító/folteltávolító-funkciókkal is rendelkeznek. Az ilyen fertőtlenítő és fertőtlenítő szerek összeállítása számos technikai kihívást jelent: Először is a megfelelő baktériumölő szerek kiválasztása; másodszor, értékeljük a kiválasztott baktericidek kompatibilitását és szinergetikus teljesítményét más mosószer-komponensekkel kombinálva; és harmadszor a baktericidek készítménybe való beépítésének optimális módszerének meghatározása. Ez a cikk erre a három szempontra összpontosít, szisztematikusan áttekintve a háztartási mosószerek sterilizáló és bakteriosztatikus hatásáért felelős összetevőket, különös tekintettel a kompatibilitási jellemzőikre és a bedolgozási módokra.
1. Baktericidek típusai a háztartási mosószerekben
Eredetük alapján a baktériumölő szerek nagy vonalakban szintetikus baktériumölő szerekre és természetes baktériumölőkre oszthatók. Kémiai összetételük alapján halogén-alapú, oxigén-alapú, aldehid-alapú, fenol-alapú, kvaterner ammóniumsók, guanidin-alapú vegyületek, hagyományos gyógynövénykivonatok és egyéb típusok szerint osztályozhatók. A napi -kémiai mosószerek használatával összefüggésben ezeknek a baktericideknek az elsődleges célmikroorganizmusai a *Staphylococcus aureus*, az *Escherichia coli* (E. coli) és a *Candida albicans*. A háztartási mosó- és tisztítószerekben használt baktericideknek meg kell felelniük a következő kritériumoknak: ① Nagy biztonságú-nem-toxikus az emberre, és alacsony irritáló hatású; ② Nagy hatékonyság-még kis mennyiségben is hatékony; ③ Jó kompatibilitás a felületaktív anyagokkal és egyéb mosószer-segédanyagokkal; ④ Jó oldhatóság és diszpergálhatóság-a termék alapvető teljesítményének vagy illatának veszélyeztetése nélkül.
Halogén{0}}alapú ügynökök
A halogén-alapú baktericidek közé tartoznak a klór--, bróm-- és jód--tartalmú szerek. Mivel a halogén elemek eredendően erős oxidáló tulajdonságokkal rendelkeznek, az ezeket az elemeket tartalmazó vegyületek jellemzően erős baktericid és fehérítő tulajdonságokkal rendelkeznek.
① Klór{0}}tartalmú Baktericidek
A klór-tartalmú baktericidek erős baktériumölő erővel rendelkeznek, és képesek eltávolítani a különféle mikroorganizmusokat,{1}}beleértve a baktériumspórákot is. Ezenkívül olyan előnyöket kínálnak, mint a széles körű elérhetőség és az alacsony költség; erős irritációjuk és pH-érzékenységük azonban korlátozza alkalmazási körüket. A háztartási mosó- és tisztítószerekben használt közönséges klór-tartalmú baktericidek elsősorban a nátrium-hipoklorit és a nátrium-diklór-izocianurát. Az iparilag előállított nátrium-hipoklorit jellemzően körülbelül 10-20% aktív klórt tartalmaz; Erős oxidálószerként működik, erős baktericid és fehérítő hatással, bár korrozív a fémekre és hajlamos a bomlásra. A kompatibilitás szempontjából a nátrium-hipoklorit károsíthat bizonyos színezékeket, és károsan reagál illatanyagokkal, enzimekkel és fluoreszcens fehérítőszerekkel; következésképpen gyakran önállóan is használják fertőtlenítő oldatokban és fehérítő termékekben. A nátrium-diklór-izocianurát{10}}más néven Dichlor{11}}egy széles spektrumú baktericid; míg száraz por formája tárolás közben stabil, vizes oldata gyenge stabilitást mutat. A nátrium-diklór-izocianurátnak nincs kumulatív toxicitása vagy mutagén hatása, magas biztonsági profillal rendelkezik, ezért alkalmas háztartási tisztítószerekben való használatra. A kompatibilitás szempontjából az olyan anyagok, mint a zsírsav-dietanolamidok, az alkil-fenol-polioxi-etilén-éterek, a bórax és a szóda bontó hatást fejtenek ki a nátrium-diklór-izocianuráton; fordítva, az olyan anyagok, mint a nátrium-alkil-benzolszulfonát, a nátrium-zsíralkohol-éter-szulfát, a zsíralkohol-polioxi-etilén-éterek, a nátrium-szulfát és a nátrium-klorid, növelik a nátrium-diklór-izocianurát stabilitását.
② Bróm{0}}alapú baktericidek
A bróm{0}}alapú baktericidek gyakori fajtái elsősorban a bróm-klór-dimetil-hidantoin és a dibróm-dimetil-hidantoin; ezek a szerek használat után környezetbarátak. A klór-alapú baktericidekhez képest a bróm-alapú szerek lúgos környezetben kiváló mikrobaölő hatékonyságot mutatnak, és gyorsabban bomlanak le. Magasabb költségük miatt azonban a bróm{5}}alapú baktericideket túlnyomórészt fertőtlenítésre használják a kórházakban és a járványok sújtotta{6}}területeken, míg a háztartási tisztítószerekben való alkalmazásuk továbbra is viszonylag korlátozott.
③ Jód{0}}alapú baktericidek
A jód{0}}alapú baktericideket-, mint például az elemi jódot és a jodoforokat-széles körben alkalmazzák az orvostudomány és a közegészségügy területén; az elmúlt években a mosószeriparban is alkalmazásra találtak. Az elemi jód kiváló permeabilitással rendelkezik, lehetővé téve, hogy gyorsan áthatoljon a sejtfalon, és indukálja a fehérjék denaturálódását és inaktivációját. Tanulmányok kimutatták, hogy a 0,5%-os jód és tizenkét különböző felületaktív anyag -beleértve a nátrium-zsíralkohol-polioxietilén-éter-szulfát (AES)-keverék összeállításával a kapott jód-alapú antimikrobiális mosószer rendkívül kielégítő hatékonyságot és baktériumölő hatást ér el.
Peroxidok
Vízben való oldódáskor a peroxid{0}}alapú baktericidek disszociálnak, és nagy redoxpotenciállal rendelkező szabad gyököket hoznak létre. Ezek a gyökök ezt követően megzavarják a mikroorganizmusok permeabilitási gátjait, -vagy megtámadják fehérjéit, DNS-ét és más sejtösszetevőit-, ami végül a mikrobiális halálhoz vezet.
① Folyékony peroxidok
Az ebben az összefüggésben használt elsődleges folyékony peroxidok a hidrogén-peroxid és a perecetsav. Ezek az anyagok erősen maró hatásúak, és fehérítő hatást fejtenek ki a szöveteken. Jelenleg a hidrogén-peroxidot elsősorban a szín-biztos fehérítők összetételében használják. Míg egyes kutatások feltárták a mosogatószerekben való alkalmazását, az ilyen készítményekbe való beépítése számos kompatibilitási kihívást jelent, mivel bomlását olyan tényezők válthatják ki, mint a nehézfémek, a lúgos környezet és a fénynek való kitettség.
② Szilárd peroxidok
A szilárd peroxidokat -különösen a nátrium-perborátot és a nátrium-perkarbonátot- főleg por alakú mosószerkészítményekben használják. Nevezetesen, mind a nátrium-perborát, mind a nátrium-perkarbonát magasabb hőmérsékletet igényel az oxigén felszabadításához; következésképpen nem fejtik ki baktericid hatásukat, amíg a hőmérséklet nem haladja meg a 40 fokot. Ezenkívül az olyan vegyületek stabilitása, mint a nátrium-perkarbonát, viszonylag gyenge. Ezen jellemzők alapján a biocidek e osztályát elsősorban mosógépek kádtisztítóihoz, lefolyónyitókhoz és hasonló termékekhez való készítményekben használják.
③ Stabilizált klór-dioxid
A klór-dioxidot az Egészségügyi Világszervezet az A1 osztályú, rendkívül hatékony és biztonságos biocidek közé sorolta. Szobahőmérsékleten sárgás-zöld gázként létezik, amelyet nagy kémiai reakcióképesség jellemez, és fertőtlenítő hatása ötször nagyobb, mint az elemi klóré.
Guanidin származékok
A guanidin{0}}alapú biocideket nagy vonalakban biguanidok és monoguanidok kategóriába sorolják. A biguanid kategóriába tartozik többek között a klórhexidin és származékai, a polihexametilén-biguanid-sók és a poliaminopropil-biguanid. A monoguanid kategória elsősorban polihexametilén-monoguanidból áll, amely különféle sóformákban, például hidroklorid, sztearát és propionát formájában kapható. A vizsgálatok kimutatták, hogy a hidroklorid forma erősebb baktericid hatást fejt ki, mint más sóformák.
A klórhexidin (más néven Hibitane) túlnyomórészt két formában áll rendelkezésre: acetát és glükonát formájában. Széles spektrumú-bakteriosztatikus tulajdonságokkal rendelkezik; magas koncentrációban baktericid és bakteriosztatikus hatást is mutat, míg alacsony koncentrációban elsősorban bakteriosztatikus hatást fejt ki. A klórhexidin azonban hatástalan a baktériumspórák és gombák ellen. A napi vegyi termékek területén általában kézfertőtlenítőkben, fogkrémekben és bőrápoló termékekben tartósítószerként használják.
A polihexametilén-guanidin-hidroklorid alacsony-toxicitású anyagként van besorolva; nem-korrozív a fémekre, és nem fejt ki fehérítő hatást a szövetekre. A biocidek ezen osztálya kiváló vízoldhatóságot és termikus stabilitást mutat; minimális habot képeznek, könnyen leöblíthetők, és érzéketlenek a pH-ingadozásra. A klór- vagy peroxid- alapú biocidekhez képest a polihexametilén-guanidin (PHMG) biocidek alacsonyabb toxicitásúak és irritáló hatásúak, így biztonságosabb a használatuk; következésképpen széles körben beépítik a háztartási tisztítószerekbe. Tanulmányok kimutatták, hogy a PHMG biocidek mindössze 5-10 perces érintkezési ideje elegendő ahhoz, hogy az edényfelületeken a teljes baktériumszám és a coliform szint a vonatkozó nemzeti higiéniai szabványoknak megfelelő szintre csökkenjen. A nagy mosószer-gyártók ezt követően a háztartási tisztítószerek széles skáláját dobták piacra, amelyek biocid hatóanyagként PHMG-t tartalmaznak. Ami a kompatibilitást illeti, mivel a guanidin{11}}alapú biocidek kationos szerek, kerülni kell szappanokkal, anionos felületaktív anyagokkal és hasonló anyagokkal való együttes alkalmazásukat; továbbá bizonyos nem -ionos felületaktív anyagok is veszélyeztethetik biocid hatékonyságukat. Ezenkívül a készítményben önálló összetevőként használt PHMG alacsony-hatékonyságú biocidnek minősül; ezért a nagy intenzitású vagy hosszan tartó fertőtlenítést igénylő alkalmazásokban más biocid szerekkel szinergikusan kell alkalmazni.
Kvaterner ammóniumsók
A kvaterner ammóniumsók a kationos felületaktív anyagok egy osztálya. Közülük az alkil-alapú kvaterner ammóniumsók-az egy-láncú és a kettős{4}}láncú változatokba- a legszélesebb körben alkalmazott biocidek. A mai napig ez az osztály hét termékgeneráción keresztül fejlődött. Az első és második generációt a benzalkónium-klorid és benzalkónium-bromid jellemzi, míg a hetedik generáció polimer kvaterner ammóniumsókat alkil-dimetil-benzil-ammónium-kloriddal és alkil-dimetil-etil-benzil-ammónium-kloriddal kombinált keverékekből áll. Bár a kvaterner ammóniumsók hatástalanok a gombák, a Mycobacterium tuberculosis* és a baktériumspórák ellen, erős bakteriosztatikus tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek még rendkívül alacsony koncentrációban is képesek gátolni a baktériumok növekedését és szaporodását.
A kompatibilitás szempontjából minden kvaterner ammónium biocid kationos felületaktív anyagként működik. Míg a kettős-láncú kvaterner ammóniumsók bizonyos fokú ellenállást mutatnak az anionos felületaktív anyagok és a kemény víz káros hatásaival szemben, ennek ellenére kerülni kell az anionos felületaktív anyagokkal való együttes formálásukat vagy egyidejű alkalmazásukat. Ezenkívül az olyan anyagok, mint a jód, kálium-jodid, szalicilsav és peroxidok, antagonista hatást fejtenek ki kvaterner ammónium fertőtlenítőszerekkel kombinálva; ezért ezeknek az anyagoknak a keveredését kerülni kell az alkalmazás során. Az elmúlt években a kvaterner ammónium fertőtlenítőszerek használata a háztartási mosószerekben egyre elterjedtebbé vált.
Egyéb szintetikus fertőtlenítőszerek
A szintetikus fertőtlenítőszerek olyan kategóriákat is magukban foglalnak, mint az aldehidek és a fenolok. Az aldehid-alapú fertőtlenítőszerek közül a formaldehid erősen irritáló, lassan hat, és potenciális rákkeltő kockázatot jelent. Ami a fenol-alapú fertőtlenítőszereket illeti, az általánosan használt szerekkel,-például a triklozánnal és a triklokarbánnal{5}} kapcsolatos potenciális veszélyek folyamatosan ki vannak téve; Tekintettel ezekre a biztonsági aggályokra, a termékkészítményekben való szerepeltetésük alapos és körültekintő megfontolást igényel.
Természetes fertőtlenítőszerek
Eredetük alapján a természetes fertőtlenítőszereket nagy vonalakban növényi-eredetű, állati-eredetű és mikroorganizmus-eredetű kategóriákba sorolhatjuk. Alacsony toxicitásuk és minimális irritáló hatásuk miatt a természetes fertőtlenítőszereket általában könnyebben elfogadják a fogyasztók, ami a kutatási érdeklődés folyamatos növekedéséhez vezet ezen a területen. A jelenlegi kutatási erőfeszítések elsősorban a növényi-eredetű fertőtlenítőszerekre összpontosítanak, bár korlátozott számú tanulmány foglalkozott az állati- vagy mikroorganizmus{7}}eredetű fertőtlenítőszerek háztartási mosószer-készítményekbe való beépítésével is.
① Növényi{0}}fertőtlenítőszerek
A növényi-fertőtlenítőszerek olyan antimikrobiális készítmények, amelyeket baktericid vagy bakteriosztatikus hatással rendelkező komponensek-kivonásával állítanak elő különféle növényi részekből, például gyökerekből, szárakból, levelekből és virágokból, patogén mikroorganizmusok ellen. A növényi eredetű fertőtlenítőszerekben található elsődleges aktív összetevők közé tartoznak az alkaloidok, flavonoidok, szteroidok, terpének, tanninok, illóolajok, terpenoidok, szaponinok, kumarinok, lignánok, sztilbének, poliszacharidok, fenolok, kinonok, észterek és szerves savak. A növényi eredetű fertőtlenítőszerek mosószer-készítményekbe való beépítésekor két elsődleges kihívás merül fel: először is az optimális adagolás meghatározása; másodszor pedig a mosószer-rendszer eredő színének kezelése. Bár a növényi eredetű fertőtlenítőszerek általában korlátozott antimikrobiális hatást fejtenek ki, és magasabb előállítási költségekkel járnak, alacsony irritációs profiljuk a háztartási tisztítószerekben való egyre elterjedtebb alkalmazásához vezetett.
② Állati eredetű -biocidok
Az állatokból kivont anyagok,{0}}mint például a lizozim, az antimikrobiális peptidek és az antimikrobiális fehérjék-mindegyik eltérő mértékű antimikrobiális hatékonysággal rendelkezik. Jelenleg a kitozán a mosószer-ágazatban a legszélesebb körben használt állati eredetű-anyag; detergensekben való alkalmazását azonban jelentősen korlátozza vízben és a legtöbb szerves oldószerben való gyenge oldhatósága, valamint eredendően enyhe antimikrobiális hatása. E korlátok orvoslása érdekében a kutatási erőfeszítések a kitozán antimikrobiális képességeinek fokozására összpontosítottak kémiai módosítással, hogy kifejlesztsenek egy sor kitozánszármazékot, vagy erősen hatásos antimikrobiális faktorokat építsenek be a kitozánmátrixba.
③ Mikrob{0}}eredetű biocidek
A mikrobi{0}}eredetű biocidek nagyjából két típusba sorolhatók: az első mikroorganizmusok,-például bakteriofágok, vírusok, baktériumok és gombák-közvetlen alkalmazása az antimikrobiális hatás elérése érdekében; a második a mikroorganizmusok metabolikus melléktermékeit hasznosítja antimikrobiális célokra. A mai napig a biocidok e speciális osztályának mosószer-készítményekben való alkalmazásával kapcsolatos kutatások viszonylag korlátozottak.
Biocidek kiválasztása és beépítése a háztartási mosószerekbe
Az antimikrobiális tisztítószerek összetételének kialakítása megköveteli a tisztítandó felületek vagy tárgyak sajátos jellemzőinek alapos figyelembevételét. Ez magában foglalja a megfelelő biocidek és felületaktív anyagok kiválasztását, valamint a keveréken belüli különböző komponensek szinergetikus kompatibilitásának értékelését. Vegyük például a padló- és bútortisztítószereket: a klór-alapú biocidokat általában kerüljük, mert elszíneződést okoznak a fában; a kationos kvaterner ammóniumsók viszonylag enyhék és alacsony toxicitásúak, bár antimikrobiális hatásuk viszonylag gyengébb; Ezzel szemben a polihexametilén-biguanid (PHMB) mind a Gram{3}}pozitív, mind a Gram{4}}negatív baktériumok ellen hatékony. Ezenkívül nem-mérgező, nem-irritáló, és hatékony a gombák és penészgombák,-mint például a *Candida albicans* ellen. Polimer molekulaszerkezetének köszönhetően a PHMB többszöri használat után adszorbeálódik a padló- és bútorfelületeken, ezáltal tartós antimikrobiális hatást biztosít. Ezen átfogó megfontolások alapján a kiválasztott készítmény egy kevert biocid rendszert alkalmaz, amely 20% polihexametilén-biguanid kvaterner ammóniumsót, 45% dodecil-dimetil-benzil-ammónium-kloridot és egy dialkil kvaterner ammóniumsót tartalmaz padló- és bútortisztító termékekhez. Tekintettel a kationos biocidek kiválasztására, különös gondossággal kell eljárni a hozzájuk keverendő felületaktív anyagok kiválasztásakor a kompatibilitás és az optimális teljesítmény biztosítása érdekében. A készítmény végső soron zsíralkohol-polioxi-etilén-étereket, dodecil-dimetil-betaint, elágazó-láncú zsíralkohol-polioxi-etilén-étereket, alkil-glükozidokat és amin-oxidokat használ elsődleges felületaktív komponensként. Pontosabban, a zsíralkohol-polioxietilén-éterek jelentősen csökkentik a felületi feszültséget, ezáltal megkönnyítik a biocidek vándorlását a bakteriális sejtfelszínre, majd a sejt belsejébe való behatolásukat, ezáltal fokozva baktericid hatásukat. A dodecil-dimetil-betain és az amin-oxidok eredendően baktericid tulajdonságokkal rendelkeznek, és szinergetikus hatást fejtenek ki a mosóhatás tekintetében. Az alkil-glükozidok enyhe természetűek és kiváló szóróképességgel rendelkeznek, hatékonyan csökkentve a padlók és bútorok felületén hagyott ragacsos érzetet.
Ami a biocid bedolgozási módszert illeti, a legtöbb biocidot közvetlenül adják hozzá a mosószer-készítményekhez nyersanyagként az összeállítási folyamat során. Bár ez a megközelítés egyszerű és könnyen kivitelezhető, antimikrobiális vagy bakteriosztatikus előnyöket biztosít a megtisztított tárgy számára csak a tényleges mosási ciklus során; ezeknek az előnyöknek korlátozott megőrzését kínálja a tisztítási folyamat befejezése után. Ez a korlátozás különösen szembetűnő az olyan termékek esetében, mint a mosószerek, amelyeknél a mosási ciklus utolsó szakaszában nagy mennyiségű vízzel alaposan le kell öblíteni, ami még nagyobb kihívást jelent az antimikrobiális vagy bakteriosztatikus előnyök tartós fenntartása. Következésképpen egyes kutatási erőfeszítések alternatív beépítési módszerek kifejlesztésére összpontosítottak,-mint például a mikrokapszulázás-használata, hogy ezeknek a jótékony hatású anyagoknak a tartós -kibocsátási tulajdonságait elérjék.
