Зараз, в умовах зміни умов навколишнього середовища та виникнення різноманітних криз у сфері охорони здоров’я, споживачі приділяють більшу увагу гігієні та здоров’ю вдома. Одночасно функціональність стала ключовою тенденцією розвитку в секторі побутових миючих засобів; споживачів більше не задовольняють мийні засоби, які просто пропонують стандартні можливості очищення, а також шукають додаткові атрибути, такі як стерилізація та ароматизатори. Крім того, широке впровадження повністю автоматичних пральних машин спонукало споживачів віддавати перевагу пранню різних типів одягу в комбінованому завантаженні. Ці фактори спричинили стрімке зростання споживчого попиту на побутові мийні засоби з дезінфікуючими та дезінфікуючими властивостями.
Останніми роками різноманітність дезінфікуючих та дезінфікуючих засобів також значно розширилася, перейшовши від одноцільових дезінфікуючих-засобів до багато-функціональних складних продуктів, які поєднують очищувальні та стерилізаційні властивості. Крім того, сфера застосування розширилася від лише текстилю до широкого спектру побутових миючих засобів-, таких як засоби для миття посуду, засоби для чищення підлоги та поверхонь, а також засоби для чищення унітазів.
Відповідно до відповідних положень стандарту QB/T 2850-2007, *Антибактеріальні та бактеріостатичні мийні засоби*, продукти, які називаються «антибактеріальними та бактеріостатичними миючими засобами» в цій галузі, складаються з використанням поверхнево-активних речовин у поєднанні зі специфічними бактерицидами або бактеріостатиками; це хімічні миючі засоби для щоденного -використання, які мають як антибактеріальні/бактеріостатичні властивості, так і функції очищення/-видалення плям. Розробка таких дезінфікуючих та дезінфікуючих миючих засобів пов’язана з кількома технічними проблемами: по-перше, вибір відповідних бактерицидів; по-друге, оцінка сумісності та синергічної ефективності вибраних бактерицидів у поєднанні з іншими компонентами миючого засобу; і по-третє, визначення оптимального методу введення бактерицидів у композицію. Ця стаття зосереджена на цих трьох аспектах, систематично розглядаючи інгредієнти, відповідальні за забезпечення стерилізаційної та бактеріостатичної дії в побутових мийних засобах, зокрема вивчаючи їх характеристики сумісності та методи введення.
1. Види бактерицидів у побутових мийних засобах
За походженням бактерициди можна в цілому класифікувати на синтетичні бактерициди та природні бактерициди. За хімічним складом їх можна класифікувати на галоген-, кисень-, альдегід-, фенол-, четвертинні солі амонію, сполуки на основі гуанідину-, традиційні екстракти трав та інші типи. У контексті щоденного -використання хімічних мийних засобів основними цільовими мікроорганізмами для цих бактерицидів є *Staphylococcus aureus*, *Escherichia coli* (E. coli) і *Candida albicans*. Бактерициди, які використовуються в побутових мийних засобах, мають відповідати таким критеріям: ① Висока безпека-не-токсичність для людини та низький рівень подразнення; ② Висока ефективність-ефективний навіть при додаванні в невеликих кількостях; ③ Хороша сумісність з поверхнево-активними речовинами та іншими допоміжними миючими засобами; ④ Хороша розчинність і здатність до диспергування-без шкоди основним характеристикам або аромату продукту.
Реагенти-на основі галогенів
Галогенні-бактерициди включають хлор{1}}, бром-і йод-агенти. Оскільки галогенні елементи за своєю природою володіють сильними окислювальними властивостями, сполуки, що містять ці елементи, зазвичай виявляють сильні бактерицидні та відбілюючі властивості.
① Бактерициди,-що містять хлор
Хлор{0}}вмісні бактерициди мають сильну бактерицидну дію, здатні знищувати різні мікроорганізми-включно з бактеріальними спорами. Крім того, вони пропонують такі переваги, як широка доступність і низька вартість; однак їх сильна подразливість і чутливість до pH обмежують сферу їх застосування. Звичайні хлор{4}}вмісні бактерициди, які використовуються в побутових мийних засобах, передусім включають гіпохлорит натрію та дихлорізоціанурат натрію. Промислово виготовлений гіпохлорит натрію зазвичай містить активний хлор приблизно від 10% до 20%; він діє як сильний окислювач із сильним бактерицидним і відбілюючим ефектом, хоча він є корозійним для металів і схильний до розкладання. З точки зору сумісності, гіпохлорит натрію може пошкодити певні барвники та несприятливо реагує з ароматизаторами, ферментами та флуоресцентними відбілювачами; отже, він часто використовується окремо в дезінфікуючих розчинах і відбілювачах. Натрію дихлорізоціанурат-також відомий як дихлор-є бактерицидом широкого{12}}спектру; у той час як його суха форма порошку стабільна під час зберігання, його водний розчин демонструє низьку стабільність. Дихлорізоціанурат натрію не має кумулятивної токсичності чи мутагенних ефектів, забезпечує високий профіль безпеки, а тому підходить для використання в побутових миючих засобах. З точки зору сумісності, такі речовини, як діетаноламіди жирних кислот, поліоксиетиленові ефіри алкілфенолу, бура та кальцинована сода, впливають на розкладання дихлорізоціанурату натрію; навпаки, такі речовини, як алкілбензолсульфонат натрію, ефірсульфат жирного спирту натрію, поліоксиетиленові ефіри жирного спирту, сульфат натрію та хлорид натрію підвищують стабільність дихлорізоціанурату натрію.
② Бактерициди-на основі брому
Поширені різновиди бактерицидів на основі-брому передусім включають бромхлордиметилгідантоїн і дибромдиметилгідантоїн; ці засоби є екологічно чистими після використання. Порівняно з бактерицидами на основі-хлору, агенти на основі-брому виявляють вищу ефективність знищення мікробів у лужному середовищі та швидше розкладаються. Однак через їх високу вартість бактерициди на основі-брому переважно використовуються для дезінфекції в лікарнях та епідемічних-районах, тоді як їх застосування в побутових миючих засобах залишається відносно обмеженим.
③ Бактерициди-на основі йоду
Бактерициди-на основі йоду-такі як елементарний йод і йодофор-широко застосовуються в галузі медицини та охорони здоров’я; в останні роки вони також знайшли застосування в промисловості миючих засобів. Елементарний йод має чудову проникність, що дозволяє йому швидко проникати через клітинні стінки та індукувати денатурацію та інактивацію білків. Дослідження показали, що шляхом створення суміші 0,5% йоду з дванадцятьма різними поверхнево-активними речовинами-включно з поліоксиетиленефірсульфатом жирного натрію (AES)-отриманий антимікробний миючий засіб на основі йоду- досягає дуже задовільних рівнів як мийної, так і бактерицидної ефективності.
Перекиси
Під час розчинення у воді бактерициди на основі-пероксиду дисоціюють, утворюючи вільні радикали з високим окисно-відновним потенціалом. Згодом ці радикали порушують проникні бар’єри мікроорганізмів-або атакують їхні білки, ДНК та інші клітинні компоненти-, що зрештою призводить до загибелі мікробів.
① Рідкі пероксиди
Основними рідкими пероксидами, які використовуються в цьому контексті, є пероксид водню та пероцтова кислота. Ці речовини мають високу корозійну природу та мають відбілюючий ефект на тканини. Наразі перекис водню в основному використовується у складі кольорових-відбілювачів. Хоча деякі дослідження вивчали його застосування в миючих засобах для миття посуду, його додавання до таких складів створює численні проблеми сумісності, оскільки його розкладання може бути спровоковано такими факторами, як важкі метали, лужні середовища та вплив світла.
② Тверді пероксиди
Тверді пероксиди-зокрема перборат натрію та перкарбонат натрію-переважно використовуються в порошкоподібних миючих засобах. Примітно, що як перборат натрію, так і перкарбонат натрію потребують підвищених температур для виділення кисню; отже, вони не виявляють своєї бактерицидної ефективності, доки температура не перевищить 40 градусів. Крім того, стабільність таких сполук, як перкарбонат натрію, відносно низька. Виходячи з цих характеристик, цей клас біоцидів в основному використовується в складах засобів для чищення баків пральних машин, відкривачів каналізаційних каналів і подібних продуктів.
③ Стабілізований діоксид хлору
Діоксид хлору класифікується Всесвітньою організацією охорони здоров'я як високоефективний і безпечний біоцид класу А1. За кімнатної температури він існує як жовтувато-зелений газ, який характеризується високою хімічною реакційною здатністю, а його дезінфікуюча ефективність у п’ять разів більша, ніж у елементарного хлору.
Похідні гуанідину
Біоциди на основі-гуанідину загалом поділяються на бігуаніди та моногуаніди. Категорія бігуанідів включає хлоргексидин та його похідні, солі полігексаметиленбігуаніду та поліамінопропілбігуанід, серед інших. Категорія моногуанідів складається в основному з моногуаніду полігексаметилену, доступного в різних формах солі, таких як гідрохлорид, стеарат і пропіонат. Дослідження показали, що форма гідрохлориду виявляє більш сильну бактерицидну ефективність порівняно з іншими формами солі.
Хлоргексидин (також відомий як гібітан) переважно доступний у двох формах: ацетат і глюконат. Має широкий{1}}спектр бактеріостатичних властивостей; у високих концентраціях він демонструє як бактерицидну, так і бактеріостатичну дію, тоді як у низьких концентраціях його дія переважно бактеріостатична. Однак хлоргексидин неефективний проти спор бактерій і грибків. У сфері щоденних хімічних продуктів він зазвичай використовується як консервант у дезінфікуючих засобах для рук, зубних пастах і засобах по догляду за шкірою.
Гідрохлорид полігексаметиленгуанідину класифікується як мало{0}}токсична речовина; він не -роз’їдає метали та не вибілює тканини. Цей клас біоцидів демонструє чудову розчинність у воді та термостабільність; вони утворюють мінімальну піну, легко змиваються та нечутливі до коливань pH. Порівняно з біоцидами на основі-хлору або перекису-біоциди полігексаметиленгуанідину (ПГМГ) мають меншу токсичність і подразливість, що робить їх безпечнішими для використання; отже, вони широко включені в побутові миючі засоби. Дослідження показали, що застосування біоцидів PHMG протягом усього часу контакту від 5 до 10 хвилин достатньо, щоб зменшити загальну кількість бактерій і рівні коліформ на поверхнях посуду до рівнів, які відповідають відповідним національним гігієнічним стандартам. Основні виробники миючих засобів згодом випустили різноманітний асортимент побутових миючих засобів, що містять PHMG як активний біоцидний інгредієнт. Щодо сумісності, оскільки біоциди на основі гуанідину-є катіонними агентами, слід уникати їх використання разом із милом, аніонними поверхнево-активними речовинами та подібними речовинами; крім того, деякі не{12}}іонні поверхнево-активні речовини також можуть скомпрометувати свою біоцидну ефективність. Крім того, ПГМГ, що використовується як окремий інгредієнт у складі, класифікується як біоцид із низькою -ефективністю; отже, у випадках, коли потрібна висока -інтенсивність або тривалий ефект дезінфекції, його слід використовувати разом з іншими біоцидними агентами.
Четвертинні солі амонію
Четвертинні амонієві солі є класом катіонних поверхнево-активних речовин. Серед них четвертинні амонієві солі на основі алкілу--, які окремо поділяються на одноланцюгові-і подвійні-ланцюгові варіанти-найбільш широко використовуються як біоциди. На сьогоднішній день цей клас еволюціонував через сім поколінь продуктів. Перше і друге покоління представлені бензалконію хлоридом і бензалконію бромідом, тоді як сьоме покоління складається із сумішей, що містять полімерні солі четвертинного амонію в поєднанні з алкілдиметилбензиламоній хлоридом і алкілдиметилетилбензиламоній хлоридом. Хоча солі четвертинного амонію неефективні проти грибків, *Mycobacterium tuberculosis* і бактеріальних спор, вони володіють потужними бактеріостатичними властивостями, здатними пригнічувати ріст і розмноження бактерій навіть при надзвичайно низьких концентраціях.
З точки зору сумісності, усі біоциди четвертинного амонію функціонують як катіонні поверхнево-активні речовини. Незважаючи на те, що подвійні -ланцюгові солі четвертинного амонію демонструють певний ступінь стійкості до несприятливих впливів аніонних поверхнево-активних речовин і жорсткої води, слід уникати їх спільного -вироблення або одночасного використання з аніонними поверхнево-активними речовинами. Крім того, такі речовини, як йод, йодид калію, саліцилова кислота та пероксиди, виявляють антагоністичну дію при поєднанні з дезінфікуючими засобами на основі четвертинного амонію; тому під час застосування слід уникати змішування цих речовин. В останні роки застосування четвертинних амонійних дезінфекційних засобів у побутових миючих засобах набуває все більшого поширення.
Інші синтетичні дезінфікуючі засоби
Синтетичні дезінфікуючі засоби також включають такі категорії, як альдегіди та феноли. Серед дезінфікуючих-засобів на основі альдегідів формальдегід викликає сильні подразнення, діє повільно та становить потенційний канцерогенний ризик. Що стосується дезінфікуючих засобів на основі фенолу, то потенційна небезпека, пов’язана з широко використовуваними агентами-такими як триклозан і триклокарбан-, постійно виявляється; враховуючи ці проблеми з безпекою, їхнє включення до рецептур продукту вимагає ретельного та обережного розгляду.
Природні дезінфікуючі засоби
За походженням природні дезінфікуючі засоби можна поділити на категорії рослинного-походження, тваринного-походження та-мікроорганізмів. Завдяки своїй низькій токсичності та мінімальному подразненню природні дезінфікуючі засоби, як правило, легше сприймаються споживачами, що призводить до постійного зростання інтересу до досліджень у цій галузі. Поточні дослідження зосереджені насамперед на дезінфікуючих засобах-рослинного походження, хоча обмежена кількість досліджень також вивчала включення дезінфікуючих засобів- або мікроорганізмів-до складу домашніх миючих засобів.
① Дезінфікуючі-засоби рослинного походження
Дезінфектанти-рослинного походження визначаються як антимікробні препарати, виготовлені шляхом екстрагування компонентів-, що мають бактерицидну або бактеріостатичну дію-з різних частин рослин, таких як коріння, стебла, листя та квіти, для використання проти патогенних мікроорганізмів. До основних активних компонентів, які містяться в дезінфікуючих засобах рослинного- походження, належать алкалоїди, флавоноїди, стероїди, терпени, дубильні речовини, ефірні олії, терпеноїди, сапоніни, кумарини, лігнани, стильбени, полісахариди, феноли, хінони, складні ефіри та органічні кислоти. Під час додавання дезінфікуючих-засобів рослинного походження до складів миючих засобів виникають дві основні проблеми: по-перше, визначення оптимальної дози; і по-друге, управління кінцевим кольором системи миючого засобу. Незважаючи на те, що дезінфікуючі-засоби рослинного походження зазвичай мають обмежену антимікробну дію та спричиняють вищі витрати на виробництво, їхній низький профіль подразнення призвів до їхнього все більш широкого застосування в побутових мийних засобах.
② Біоциди-тваринного походження
Речовини, отримані з тварин, -такі як лізоцим, антимікробні пептиди та антимікробні білки-, мають різний ступінь антимікробної ефективності. Зараз хітозан є найбільш широко використовуваним агентом-походження тварин у секторі мийних засобів; однак його застосування в миючих засобах значно обмежується його поганою розчинністю у воді та більшості органічних розчинників, а також його властивою помірною антимікробною дією. Щоб усунути ці обмеження, дослідницькі зусилля були зосереджені на посиленні антимікробних можливостей хітозану шляхом хімічної модифікації для розробки ряду похідних хітозану або шляхом включення високопотужних антимікробних факторів у матрицю хітозану.
③ Біоциди -мікробного походження
Біоциди-мікробного походження можна загалом розділити на два типи: перший передбачає пряме застосування мікроорганізмів-таких як бактеріофаги, віруси, бактерії та гриби-для досягнення антимікробних ефектів; другий використовує побічні продукти метаболізму мікроорганізмів для антимікробних цілей. На сьогоднішній день дослідження щодо застосування цього специфічного класу біоцидів у складі миючих засобів залишаються відносно обмеженими.
Вибір і додавання біоцидів у побутові мийні засоби
Розробка рецептури антимікробних миючих засобів вимагає ретельного врахування специфічних характеристик поверхонь або об’єктів, що очищаються. Це передбачає вибір відповідних біоцидів і поверхнево-активних речовин, а також оцінку синергічної сумісності різних компонентів у суміші. Взявши, наприклад, засоби для чищення підлоги та меблів: зазвичай уникають використання біоцидів на основі-хлору, оскільки вони викликають зміну кольору деревини; катіонні солі четвертинного амонію відносно м'які і мають низьку токсичність, хоча їх протимікробна ефективність порівняно слабша; полігексаметиленбігуанід (PHMB), навпаки, ефективний як проти грам-позитивних, так і грам{4}}негативних бактерій. Крім того, він не-токсичний, не-дратує та ефективний проти грибків і цвілі-таких як *Candida albicans*. Завдяки своїй полімерній молекулярній структурі PHMB адсорбується на поверхні підлоги та меблів після багаторазового використання, забезпечуючи тим самим тривалий антимікробний ефект. Виходячи з цих комплексних міркувань, у вибраній рецептурі використовується змішана біоцидна система, що включає 20% четвертинної амонійної солі полігексаметиленбігуаніду, 45% додецилдиметилбензиламоній хлориду та діалкілчетвертинної амонійної солі для використання в засобах для чищення підлоги та меблів. Враховуючи вибір катіонних біоцидів, слід приділяти особливу увагу під час вибору поверхнево-активних речовин для змішування з ними, щоб забезпечити сумісність і оптимальну ефективність. Зрештою, у рецептурі використовуються поліоксиетиленові ефіри жирних спиртів, додецилдиметилбетаїн, поліоксиетиленові ефіри жирних спиртів з розгалуженим -ланцюгом, алкілглюкозиди та аміноксиди як основні компоненти поверхнево-активної речовини. Зокрема, поліоксиетиленові ефіри жирних спиртів значно зменшують поверхневий натяг, тим самим полегшуючи міграцію біоцидів до поверхонь бактеріальних клітин і їх подальше проникнення всередину клітини, тим самим підвищуючи їхню бактерицидну ефективність. Додецилдиметилбетаїн і аміноксиди мають притаманні бактерицидні властивості та виявляють синергічний ефект щодо мийної здатності. Алкілглюкозиди є м’якими за своєю природою та володіють відмінною здатністю розтікатися, ефективно зменшуючи відчуття липкості, що залишається на поверхнях підлоги та меблів.
Що стосується методу введення біоцидів, то більшість біоцидів додають безпосередньо до складу миючих засобів як сировину під час процесу приготування. Незважаючи на те, що цей підхід простий і легкий у виконанні, він забезпечує антимікробну або бактеріостатичну дію на очищений предмет лише під час фактичного циклу прання; він забезпечує обмежене збереження цих переваг після завершення процесу очищення. Це обмеження особливо виражене в таких продуктах, як миючі засоби для прання, які вимагають інтенсивного полоскання великими об’ємами води на останніх етапах циклу прання, що робить тривале збереження антимікробних або бактеріостатичних переваг ще більш складним. Отже, деякі дослідницькі зусилля були зосереджені на розробці альтернативних методів включення-таких як використання мікрокапсуляції-для досягнення властивостей тривалого-вивільнення цих корисних речовин.
