衛(wèi)生用品的抗菌除臭評價(jià)技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā)實(shí)例

宮澤清

近年來，在成人衛(wèi)生用品領(lǐng)域，具有抗菌和防臭效果的高附加值產(chǎn)品越來越受到消費(fèi)者的青睞。本文主要介紹臭味產(chǎn)生的原因、防止臭味產(chǎn)生的抗菌劑和除菌劑以及采用物理方式除臭的效果。另外，還將介紹日本法規(guī)中對抗菌和除菌等規(guī)范用語的規(guī)定及抗菌效能的測定方法。

1成人紙尿褲產(chǎn)生臭味的原因

在本研究中，選取了兩類人群進(jìn)行臭味評價(jià)。一類是雖然穿戴紙尿褲，但大部分時間能夠自己在廁所排尿排便（稱為“廁所排泄群”），另一類是無法自行去廁所而必須在紙尿褲內(nèi)排尿排便，但他們在更換紙尿褲時都會清洗陰部（稱為“尿褲排泄群”）。兩類參加試驗(yàn)的人群每周入浴兩次，在兩次入浴之間更換紙尿褲時 進(jìn)行臭味的評價(jià)，分為6個等級的感官評價(jià)。

結(jié)果顯示，廁所排泄群在兩次入浴之間的3天內(nèi)，臭味的強(qiáng)度沒有大的變化。但是，尿褲排泄群在更換紙尿褲時用溫水清洗后雖然臭味會一時的減弱，但在兩次入浴之間的3天內(nèi)隨著時間的推移臭味的強(qiáng)度增加了。

為了調(diào)查產(chǎn)生臭味的原因，對廁所排泄群和尿褲排泄群都進(jìn)行了皮膚評價(jià)和測試。皮膚評價(jià)是由皮膚科醫(yī)師作出的皮膚判定，用棉棒采集外陰部的細(xì)菌，然后進(jìn)行定量檢測，測定外陰部的pH值，并對臭味進(jìn)行感官評價(jià)，同時使用便攜式臭味檢測儀測定一定范圍的臭味成分并將其量化。測定的日程安排為入浴之后一天兩次（早上/晚上），直到下一次入浴為止。

測試結(jié)果顯示（圖1），在廁所排泄群中，只有少數(shù)人臀部出現(xiàn)癥狀。而在尿褲排泄群中，在外陰部、肛門周圍、腹股溝等部位出現(xiàn)發(fā)炎癥狀的比例較高，產(chǎn)生了很多皮膚問題。

圖1 兩類人群中出現(xiàn)皮膚問題的人數(shù)占比

圖2所示為兩次入浴之間的3天內(nèi)，兩類人群外陰部pH值變化情況，結(jié)果顯示尿褲排泄群的pH值比廁所排泄群的pH值高。

圖2 兩次入浴之間的3天內(nèi)兩類人群外陰部pH值變化情況

圖3所示為兩次入浴之間的3天內(nèi)兩類人群外陰部細(xì)菌總數(shù)的變化情況。廁所排泄群幾乎沒有任何變化，但尿褲排泄群在更換尿褲時用溫水清洗后的外陰部細(xì)菌總數(shù)雖然有所減少，但這3天的細(xì)菌總數(shù)還是增加了。

圖3 兩次入浴之間的3天內(nèi)兩類人群外陰部細(xì)菌總數(shù)變化情況

圖4所示為從外陰部采集細(xì)菌時使用的棉棒上面的菌種結(jié)果。在尿褲排泄群中被檢出多例Proteus mirabilis菌（變形桿菌，與脲酶產(chǎn)生相關(guān)）相關(guān)的菌種，而在廁所排泄群中沒有檢出。

圖4 從外陰部采集細(xì)菌時使用的棉棒上的菌種檢測結(jié)果

圖5所示為在更換紙尿褲時使用便攜式臭味檢測儀檢測外陰部臭味的結(jié)果。尿褲排泄群的氨氣強(qiáng)度隨著時間的增加而增加，和感官評價(jià)結(jié)果是一致的。

圖5 便攜式臭味檢測儀檢測外陰部臭味的結(jié)果

以上研究結(jié)果匯總見表1，兩組人群更換紙尿褲時的臭味和外陰部皮膚檢測結(jié)果存在較大差異，如細(xì)菌總數(shù)、變形桿菌、pH值等。

隨后，對用儀器檢測的氨氣值以及皮膚pH值與外陰部脲酶產(chǎn)生菌數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。從圖6可以看出，尿褲排泄群氨氣與脲酶產(chǎn)生菌數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.6035，顯示較高的相關(guān)性。圖7中，尿褲排泄群皮膚pH值與脲酶產(chǎn)生菌數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.4533，具有相關(guān)性。

表1 廁所排泄群和尿褲排泄群皮膚評價(jià)和測試結(jié)果

圖6 脲酶產(chǎn)生菌數(shù)和臭味（氨氣數(shù)值）的相關(guān)性

圖7 脲酶產(chǎn)生菌數(shù)和皮膚pH值的相關(guān)性

由以上結(jié)果可以推斷，尿褲排泄群在更換紙尿褲時，雖然使用溫水清洗，但皮膚上殘留便里面來自腸內(nèi)細(xì)菌的脲酶產(chǎn)生菌增加。由于脲酶產(chǎn)生菌分解尿素產(chǎn)生了氨氣，導(dǎo)致氨氣臭味的增強(qiáng)，同時，也使皮膚的pH值上升，進(jìn)而引起皮膚問題。

因此，減少臭味和皮膚問題可采取以下方法：

（1）抗菌劑。紙尿褲里添加抗菌劑，用溫水清洗后的殘留便里面脲酶產(chǎn)生菌的增加會被抑制，同時也可以抑制尿素分解產(chǎn)生氨氣，皮膚pH值的上升減緩，皮膚問題也隨之減少。但抗菌劑本身必須具有高安全性。

（2）除臭劑。紙尿褲里添加除臭劑，有可能對氨氣產(chǎn)生抑制效果，但因?yàn)榕c氨氣產(chǎn)生量有關(guān)系，所以必須實(shí)際使用確認(rèn)。

（3）專用清潔劑。更換紙尿褲時使用符合皮膚狀態(tài)特性的臀部清潔劑，可以充分清潔臀部皮膚，有助于解決臭味增強(qiáng)和皮膚問題。

2有關(guān)抗菌的規(guī)范用語和抗菌效能測定方法

在日本的相關(guān)法規(guī)中，有關(guān)細(xì)菌的規(guī)范用語見表2，使用范圍見表3，可見，在日本能夠用在化妝品和雜貨上的，只有“除菌”和“抗菌”兩種。

抗菌效能試驗(yàn)適用在紙尿褲、護(hù)墊、繃帶、三角巾、丁字帶、分娩用護(hù)墊、口罩、生活用紙、濕巾、棉棒等纖維制品或是使用部位，試驗(yàn)方法按照J(rèn)IS L1902試驗(yàn)法進(jìn)行。

表2 日本法規(guī)中有關(guān)抗菌的規(guī)范用語

表3 日本有關(guān)抗菌的規(guī)范用語使用范圍

表4 抗菌效能試驗(yàn)方法及適用范圍

表5 抗菌效能的基準(zhǔn)及訴求范圍

圖8 紙尿褲等產(chǎn)品的抗菌效能

表5中，紙尿布到口罩這幾類產(chǎn)品的抗菌活性值必須在2.0以上，抗菌訴求范圍是在穿戴時或是使用時的抗菌效能。生活用紙、濕巾、棉棒的抗菌基準(zhǔn)設(shè)定以打開包裝前幾乎沒有污垢或者是極少污垢的狀態(tài)下，抗菌活性值為0以上，訴求范圍是只能到打開包裝為止的抗菌效能。

圖8所示為紙尿褲、護(hù)墊、繃帶、三角巾、丁字帶、分娩用護(hù)墊，口罩等產(chǎn)品的抗菌效能。首先，設(shè)想現(xiàn)在使用的產(chǎn)品上有細(xì)菌的增殖。那么根據(jù)JIS L902，抗菌活性值在2.0以上，也就是來自皮膚的物質(zhì)或者是來自外部的細(xì)菌附著到產(chǎn)品上而出現(xiàn)的增殖，和不添加抗菌劑的產(chǎn)品比較，其結(jié)果在99%以下，對消費(fèi)者來說是有利的。因此，抗菌加工制品A與未添加抗菌劑的產(chǎn)品比較時，因其菌數(shù)是90%，所以是不合格的。

圖9 生活用紙等產(chǎn)品的抗菌效能

圖9所示為生活用紙、濕巾、棉棒等產(chǎn)品的抗菌效能。這類產(chǎn)品的使用時間非常短，即使是在使用中有細(xì)菌附著，也是在細(xì)菌增殖之前就使用并扔掉，因此在使用中的抗菌效果比較難以確定，這類產(chǎn)品的抗菌是指在打開包裝前的抗菌效果?？咕鶞?zhǔn)是設(shè)定在以打開包裝前幾乎沒有污垢或者是極少污垢的狀況，殺菌活性在0以上。

3有關(guān)濕巾的除菌效能試驗(yàn)

這個試驗(yàn)是以金黃色葡萄球菌為使用菌種，菌種的保存有效期限為1個月。將從菌種保存機(jī)構(gòu)拿到的保存菌種移植到普通瓊脂培養(yǎng)基上，在溫度35±1℃下，經(jīng)過48h培養(yǎng)后，將其置于5℃～10℃的冷藏庫內(nèi)保存。保存種以一個月為有效期，每個月繼續(xù)培養(yǎng)其后代，連續(xù)到第10次為止。按照（d）組裝砝碼，導(dǎo)向板，軌道后使用。

圖10 濕巾除菌效果試驗(yàn)所用器材

試驗(yàn)步驟如圖11所示，將調(diào)整為0.5～2.5X109個/mL的試驗(yàn)菌液分散到不銹鋼板，將包裹了濕巾的砝碼裝到導(dǎo)向板并進(jìn)行5次反復(fù)的擦拭動作。之后，干燥不銹鋼板并回收細(xì)菌進(jìn)行定量檢測，取得除菌活性值為2以上時，判定為“有除菌效能”。

圖11 濕巾除菌效果試驗(yàn)步驟

4有關(guān)除臭效果的規(guī)范用語和測定方法

有關(guān)除臭效果的規(guī)范用語有除臭、脫臭、防臭等，各有不同的作用機(jī)制。除臭劑主要是利用化學(xué)作用，脫臭劑是以物理作用去除或者減少臭味，而防臭劑是斷絕產(chǎn)生臭味或散發(fā)臭味的源頭。

除臭、脫臭、防臭的評價(jià)試驗(yàn)步驟見圖12，基本上是使用安全氣囊。將需要評價(jià)的除臭劑、脫臭劑、防臭劑放入其中，再放入惡臭物質(zhì)，隨著時間推移，利用檢測管或者是分析儀器測量安全氣囊內(nèi)的惡臭物質(zhì)，或者是以感官嗅覺進(jìn)行評價(jià)。除臭、脫臭、防臭的評價(jià)方法見表7和表8。

表6 有關(guān)除臭效果的規(guī)范用語及作用機(jī)制

圖12 除臭效果的評價(jià)試驗(yàn)方法

表7 除臭效果的化學(xué)試驗(yàn)和感官評價(jià)方法

表9所示為試驗(yàn)用的代表性惡臭物質(zhì)，因?yàn)樵诓煌瑘龊嫌胁煌膼撼粑镔|(zhì)，因此必須針對用途來選擇惡臭成分進(jìn)行試驗(yàn)。

表8 脫臭和防臭效果的化學(xué)試驗(yàn)評價(jià)方法

表9 試驗(yàn)用的代表性惡臭物質(zhì)

5產(chǎn)品開發(fā)實(shí)例

5.1 以抗菌劑/除臭劑抑制從尿/便產(chǎn)生臭味的成人紙尿褲

圖13所示為設(shè)計(jì)開發(fā)成人紙尿褲的結(jié)構(gòu)，圖14所示為該抗菌除臭紙尿褲的除臭效果。

圖13 設(shè)計(jì)開發(fā)抗菌除臭成人紙尿褲的結(jié)構(gòu)

圖14 抗菌除臭紙尿褲的除臭效果

在感官評價(jià)中，一般的紙尿褲排尿后隨著時間的加長臭味強(qiáng)度加大。但是添加除臭聚合物的紙尿褲，其臭味的強(qiáng)度比一般紙尿褲弱，而抗菌防臭紙尿褲的臭味更弱，并且在經(jīng)過一段時間后其臭味強(qiáng)度也沒有加大。

5.2 失禁尿墊

圖15所示為設(shè)計(jì)開發(fā)失禁尿墊的結(jié)構(gòu)，在吸收體的上層使用活性炭片和含銀抗菌片。

圖16所示為該失禁尿墊的除臭效果。經(jīng)由臭氣檢測管測定驗(yàn)證了失禁尿墊有除臭效果。左圖為添加活性炭片的產(chǎn)品與常規(guī)產(chǎn)品的比較，可以看到添加了活性炭片的失禁尿墊在初期就已抑制了尿臭。右圖為添加抗菌劑的產(chǎn)品與無抗菌劑產(chǎn)品的比較，添加抗菌劑的失禁尿墊能抑制尿素的分解。

圖15 設(shè)計(jì)開發(fā)失禁尿墊的結(jié)構(gòu)

圖16 失禁尿墊的除臭效果

5.3 控制經(jīng)血臭味的衛(wèi)生巾

首先，對經(jīng)血臭味進(jìn)行分析和評價(jià)。儀器分析無法確認(rèn)特定成分，但在感官評價(jià)時，確認(rèn)了異戊酸、甲硫醇、三甲胺等3種臭味成分。

因?yàn)橐獧z測吸收經(jīng)血后的脫臭效果，所以是在含有水分的情況下進(jìn)行評價(jià)。將0.1g的脫臭劑放入玻璃管（約20mL），投入含有臭味成分的水溶液（1mL）后，用封口膜封住并作為測試樣品。測試樣品置于室溫，30min后將檢測管插入封口膜內(nèi)，使用氣體采集儀器吸取氣層部分的氣體并測定其濃度。脫臭率計(jì)算公式如下。

在試驗(yàn)的64種脫臭劑里，疏水性沸石的效果最好，所以將其作為脫臭劑。

在對比試驗(yàn)中，有脫臭劑產(chǎn)品顯示出了高脫臭效果。另外，本試驗(yàn)中沒有出現(xiàn)癢、皮疹等的報(bào)告，即使是在經(jīng)期中有過發(fā)疹等經(jīng)歷的被試驗(yàn)者中，使用了本品也沒有問題，基于此，可以判定本品是安全的。