CN1090706A - 杀微生物的组合物 - Google Patents

Abstract

提出了在广泛pH范围内具有活性的杀微生物 组合物。该组合物包括过酸和化学通式(I)所示的 非离子表面活性剂：

R-(OCH₂CH₂)_n-(OCH₂CH₂CH₃)_p-O-R′ 其中R代表碳原子数至少为6的烷基，n和p各自 代表整数，R′代表碳原子数少于6的短链烷基。该组 合物还可以包括阳离子表面活性剂。

Description

本发明涉及杀微生物的组合物，具体地说，涉及过酸类杀微生物组合物，更具体地说，涉及在广泛的pH范围内具有杀微生物活性的过酸类组合物。

脂族过酸作为杀微生物的用途是本领域周知的。这类溶液的优点是提供了一种对环境影响较小的杀微生物体系，该体系能够完全生物降解。人们早就知道脂族过酸的杀微生物活性与使用其时的pH值有很大的关系，并且随着pH的增加，活性降低。当过酸溶液的pH接近中性pH时，这种现象尤其明显。因此，迄今为止，发现脂族过酸杀微生物剂在酸性pH下使用最为有效。许多体系需要在碱性pH下灭菌，或体系本身就呈碱性pH，这样用基于过酸的杀微生物剂来灭菌就不太适合。因而迫切需要找到在较宽和/或较高pH范围内具有活性的基于过酸的杀微生物组合物。

本发明的第一个目的是提供在较宽和/或较高pH范围内具有改进活性的脂族过酸杀微生物组合物。

本发明的第二个目的是提供在较宽和/或较高pH范围内具有改进的杀革兰氏阴性菌活性的杀微生物组合物。

本发明提供了在广泛的pH范围内具有杀微生物活性的过酸组合物，其特征在于该组合物包括有效量的过酸和通式（1）非离子表面活性剂：

其中R代表至少含6个碳原子的烷基，n和p各自代表整数，R′代表碳原子数少于6的短链烷基。

本发明的第二个方面是提供杀微生物的方法，该方法使用有效量的过酸和非离子表面活性剂作为杀微生物剂，其特征在于非离子表面活性剂具如下通式：

其中R代表碳原子数至少为6的烷基，n和p各自代表整数，R′代表碳原子数少于6的短链烷基。

已经发现，通过使用选定的式（1）烷氧基化的醇表面活性剂，在高于pH6的pH范围内，即在大约中性或微碱性pH的条件下处理，过酸杀微生物剂的效力得到了提高，这样就扩大了过酸的有效处理范围。

式（1）中，R通常含约6-18个碳原子，特别是约8-12个碳原子，在许多时候是线型基团。R可以合成，或从天然资源如从动物脂中获得。式（1）中R′通常含2-4个碳原子，典型的是含3个碳原子。表面活性剂中，烷氧化物即乙氧化物或乙氧化物和丙氧化物之和的重量分数通常选定为约55%-90%;式（1）中，许多时候n+p的总数为4-20。

本发明组合物可以许多不同的形式来使用，或者根据所需的特定组合物或特定的使用场合配制后立刻使用。例如，在本发明的某些实施方案中，组合物是现成的溶液，使用时不需要稀释。在另外某些实施方案中，组合物以浓缩液的形式存在，它可以不经稀释直接使用，但是以稀释后使用为主。在其它实施方案中，组分分两种包装，第一种溶液包含过酸水溶液，也可以包含部分非离子表面活性剂，第二种溶液包括剩余的非离子表面活性剂。在这种两包装体系中，第二种溶液可以用来稀释第一种溶液，配制成立即可使用的组合物，或者配制成使用前可以进一步稀释的组合物。

在本发明组合物中，烷氧基化的醇的重量范围可以很宽;在许多实施方案中，其中组合物是现成品或浓缩物，其用量至少为0.1%（重量），并且通常不大于约50%（重量）。对于现成溶液，烷氧基化醇的浓度范围为约4-15%（重量）较好。对于使用前需要稀释的浓缩物而言，在所使用的溶液中烷氧基化醇的浓度范围通常为约0.1-15%（重量）。

在两包装体系中，第二种溶液可含高达100%的非离子表面活性剂，但是，在许多实施方案中，非离子表面活性剂的含量约为20-80%（重量）。在两包装体系中，当第一种溶液使用非离子表面活性剂时，非离子表面活性剂的浓度通常约为4-25%（重量）。

过酸可以包括任何的过羧酸，尤其是水溶性过羧酸，特别是低或中分子量的脂族过羧酸，例如至多含9个碳原子的那些。本发明将具体采用过乙酸进行叙述，但例如，过丙酸可以用来代替过乙酸或过乙酸一起使用。

考虑贮存和/或运输方便，预制的组合物中过酸的浓度可以在很宽的范围内选择。例如，约0.01-40%（重量）。在许多实施方案中，组合物包括过酸的稀溶液，例如约0.5-10%（重量）。过酸的实际选择通常是生产者的事，根据他自己的方便，综合考虑所选浓度的益处和不利因素后作出决定。过酸的浓度约为2-3%（重量）和4-5.5%（重量）较为普遍，这样既便于运输又不必运输太多的水。

为了便于贮存和/或运输，在许多本发明需要的组合物中，过酸由相应的羧酸或羧酸酐与过氧化氢在水性介质中反应制得。特别理想的是，使用的组合物中，过酸的浓度与其相应的羧酸和过氧化氢的剩余浓度基本平衡。在这类组合物中，过氧化氢的浓度通常选定为约0.1-30%（重量），羧酸的浓度为约0.5-50%（重量）。实际上，在其整个范围内，羧酸例如乙酸或过氧化氢相对于过酸的重量比是可变的，具体数值由生产者/使用者斟酌决定，只要其它试剂的浓度适当。总之，对于一个稳定的平衡，低的过氧化物浓度与高的羧酸浓度平衡，反之亦然，并且随着过酸浓度的减小，过氧化物和羧酸之和与过酸之比增加。对于许多稀溶液而言，可运输的过酸组合物含少于6%的过酸，过氧化物与过酸的重量比、羧酸与过酸的重量比通常各自为约1∶10-10∶1。

可运输的组合物可以直接使用，例如用于消毒硬的表面如工作台面、设备或卫生器械，特别是当组合物含少于6%的过酸时，但通常是用水稀释后再使用，或者用来消毒水性介质。稀释程度由使用者斟酌决定，根据需要杀死的微生物的感染程度和性质、合用的杀菌时间和操作条件如温度决定。消毒方法包括手工处理步骤，例如，用布将组合物散布在硬表面上，在所使用的溶液中过酸的浓度通常要小于约0.1%。

消毒剂组合物的浓度用过酸的浓度来表达是很方便的。烷氧化醇的相对浓度如前所述。过酸的浓度通常为至少5mg/l，而且常常至多1000mg/l。对于许多微生物而言，浓度在25-400mg/l之间比较适合。尽管根据情况，对于休克处理（shock        treatments），过酸的浓度高于1000mg/l，例如至多约为10000mg/l可以被考虑并且可以长时间的接触，但1-5mg/l的过酸浓度有时也是合适的。

与不含烷氧化醇的在先公开的组合物相比，本发明组合物有其优越性，即在大约中性或微碱性条件下本发明组合物更有效，特别是在pH高于6至pH为8时。使用者使用过酸组合物达到相似消毒效果的好处是：例如在pH较高时，即避免或减少pH调节范围，或者说不酸化就可以获得改进的消毒效果。

理论上讲，为了增强过酸的活性，杀微生物组合物可含其它活性杀微生物剂，但是事实上添加其它成分不能保证总的杀微生物效果有所改善。有些过酸与其它组分的混合物不稳定，其它混合物在行为上几乎没有或检测不出有什么变化，至少对许多普遍的靶微生物的情况是这样的。

这类其它杀微生物剂之一包括季铵化合物-一类阳离子表面活性剂。它们是广泛适用的，因而有吸引力，但是，它们的使用存在着一定的困难。在需要控制的微生物谱中，即需要通过使用杀微生物组合物杀死或使失活的微生物是细菌。细菌本身通常分为两类：革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌。一般认为，在许多情况下，这两类细菌中，通过使用季铵化合物，革兰氏阳性菌较易控制，但是，对革兰氏阴性菌不起作用。而特别需要的是控制革兰氏阴性菌，因为它们包括许多熟知的致病菌，例如，多种粪便细菌、可以引起皮肤过敏的假单胞菌以及其它种类的细菌如可以引起食物中毒的沙门氏菌属。不言而喻，找到具有增强了杀革兰氏阴性菌活性的杀微生物组合物是件好事。

已经发现，使用过酸和烷氧化醇以及季铵阳离子表面活性剂的混合物是特别需要的，因为，这三种成分的混合物能够特别有效地杀死革兰氏阴性菌。季铵化合物可用通式R^aR^bR^cR^dN⁺Q^-表示，其中取代基R^a、R^b、R^c和R^d各自代表烷基或芳基，或者它们中的两个与氮原子一起形成杂环核，在R^a-R^d中，碳原子总数通常包括约10-30个。取代基中有一个或两个基团通常含8-18个线型碳原子，常常为C12-C16，或者组成杂环核如吡啶鎓部分。实用的取代基之一包括苄基。其余取代基通常选自C1-C4烷基，尤其是甲基或乙基。Q代表抗衡离子如羟基、硫酸根或烷基硫酸根。

季铵阳离子表面活性剂（QACS）的用量通常只占整个组合物的一小部分，例如在可稀释的组合物中，至多约为5%（重量），或者在不需稀释可以直接使用的组合物中至多约占0.5%（重量）。在两包装体系中，QACS可以加在其中一种溶液中，或者按照选定的浓度将其加在两种溶液中。

组合物特别有效的范围包括：过酸的重量浓度范围约为2.0-5.5%，最好还含有足够的过氧化氢和乙酸，其范围分别为1-20%和1-50%，以便获得平衡组合物，还含4-15%烷氧化醇和0.05-0.5%QACS。这种组合物常可以稀释约10-1000倍，根据稀释前过酸的浓度和达到消毒目的所需的过酸浓度来决定。

本发明组合物具体打算用于食品、饮料以及相关行业。饮料行业包括调制饮料、制酒和酒精蒸馏及乳制品业。在这些行业中，保证食品和饮料不被污染是特别重要的，这些食品和饮料不仅供人消费，而且供家畜和宠物消费。在这些行业中，本发明组合物可以用来消毒调制饮料的容器、或将与制好的食品或饮料接触的表面，，所述食品和饮料在正常环境下免煮即食。那些表面可以包括食品搅拌器或洗涤容器、输送设备如输送机、装填和包装设备。在这些行业中使用的组合物通常含或在使用时被相应浓度的其它成分稀释至过酸浓度低于500ml/l。实际上这种稀释了的组合物很少是不平衡的，因为在一段时间内，过酸倾向于与过氧化氢和羧酸重新达到平衡，而在消毒处理时间内，这是可以接受的。使用两组分组合物能够进行有效的消毒而不需要任何pH的改变，而使用三组分组合物是特别需要的，因为它结合了两组分混合物的优点，具有广谱活性，即便是在接近中性或碱性pH时。

以上对本发明作了一般叙述，以下将用非限定实施例对本发明的具体实施方案作更详细的介绍。

对比例CA-CD和实施例1和2

在对比例CA中，用市售的可稀释级的过乙酸（可从Solvay        Interox        Limited获得，商标为PROXITANE）进行处理，所述过乙酸含5%过乙酸、10%（重量）乙酸和20%（重量）过氧化氢，对细菌，将其稀释为过酸的使用浓度为50mg/l，对于酵母菌，将其稀释为过酸的使用浓度为200mg/l。

在对比例CB中，使用的处理液含有0.2%（重量/体积）的季铵阳离子表面活性剂（QACS）活性成分，该表面活性剂可从Albright和Wilson获得，商标为EMPIGEN，CM级。

在对比例CC中，使用的组合物含有10%（重量/体积）的乙氧基化/丙氧基化线型伯醇（烷氧基化醇）溶液，可从Union        Carbide获得，商标为TRITON，DF16级。

在对比例CD中，使用的处理液与对比例CA的相同，不同的是还使用了对比例CB的0.2%（重量/体积）QACS活性成分。

在实施例1中，使用的处理液同对比例CA，不同的是还使用了对比例CC的10%（重量/体积）的烷氧基化的醇。

在实施例2中，使用的处理液同实施例1，不同的是还使用了对比例CB的0.2%（重量/体积）的QACS活性成分。

各对比例和实施例组合物作为杀微生物剂的效力通过饮料行业有代表性的三种微生物来测定，即酵母菌，白色念珠菌;革兰氏阴性菌，绿脓假单胞菌和革兰氏阳性菌，金黄色酿脓葡萄球菌。

在消毒剂混悬液试验中试验组合物作为杀微生物剂的效果。室温下，在酵母提取物（0.4%）和标准硬水存在下，用杀微生物剂处理微生物培养液5分钟，对于细菌而言，培养液中微生物的测量浓度在1×10⁸-3×10⁸每单位体积之间，对于酵母菌而言，微生物的测量浓度在1×10⁷-3×10⁷每单位体积之间。根据存在的成分，组合物的过酸和表面活性剂按标准方式消耗，随后通过常规的培养皿培养技术，测量存活的微生物数。试验一式两份。

每单位体积（cfu）存活的细菌或酵母菌数与消毒处理前的数字比较，给出的结果是被杀死的那部分，用以10为底的对数表示;得出的数越大，消毒效果越好。对于酵母菌，最大值是4.6，革兰氏阴性菌是6.3，革兰氏阳性菌是5.9。

消毒试验结果列在表1。

表1

试验        测出的Log减少因子

pH        酵母菌        革兰氏阴性菌        革兰氏阳性菌

CA        4        4.5        6.3        5.9

6        3.3        3.5        4.4

8        1.8        2.3        1.7

10        0.3        1.4        0.6

CB        4        0.4        3.8        5.9

6        0.7        0        5.9

8        3.4        0        5.9

10        4.6        0        5.9

CC        4        0.5        1.9        1.8

6        0.7        0        0.7

8        0.6        0        0.9

10        0.6        0        1.1

CD        4        4.6        6.3        5.9

6        4.6        3.5        5.9

8        4.6        2.3        5.9

10        4.6        1.1        5.9

实施例1        4        4.6        6.3        5.9

6        4.1        6.3        5.9

8        2.9        4.9        5.0

10        0.6        1.9        1.9

实施例2        4        3.1        6.3        5.9

6        0.6        6.3        5.9

8        4.6        6.3        5.9

10        4.5        2.5        4.5

由表1可看出，在对比例CA中，过乙酸作为杀微生物剂在pH为4的范围内的酸性pH的条件下是很有效的，但随着含酵母菌或细菌的溶液的pH增高，其效力降低。将对比例CA与CB和CD比较显示：对于酵母菌而言，在整个试验范围内随着pH的变化，QACS补充了过乙酸，虽然没有证实有协同作用，但对于细菌而言，不存在互补作用。

将对比例CA、CC与实施例1比较表明：在低pH时，烷氧基化醇和过乙酸的混合物的行为与单纯过乙酸的相似，但在pH6-pH10的较高pH下则显示出协同作用，特别是对于抗QACS的革兰氏阴性菌。因而表1表明：不含烷氧基化醇时，过酸保持其有效性的pH范围为pH4左右，含烷氧基化醇时，过酸保持其有效性的pH范围扩大至pH8左右。表1还表明：在较高pH下，对于革兰氏阳性菌和酵母菌，可以观察到互补作用和协同作用结果。

比较实施例1和2可以看出：在pH范围高端、特别是pH约为8时，添加QACS是有利的，对所有三种试验微生物而言，补充其它成分生产的组合物对所有三种试验微生物均特别有效。

贮存稳定性试验

将0.11g季铵阳离子表面活性剂（QACS）（可从Albright        and        Wilson获得，商标为EMPIGEN，CM级）和2.39g乙氧基化/丙氧基化线型伯醇（烷氧基化醇）（可从Union        Carbide获得，商标为TRITON，DF16级）加至247.5g市售过乙酸样品（可从Solvay        Interox        Limited获得，商标为PROXITANE）中，该样品含5%过乙酸、10%（重量）乙酸和20%（重量）过氧化氢。室温（约20-25℃）下贮存160天，分析样品显示：95%的过乙酸得到保留，这表明样品的贮存稳定性极好。

Claims (10)

1、在广泛pH范围内具有杀微生物活性的过酸组合物，其特征在于它们包括有效量的过酸和化学通式(1)所示的非离子表面活性剂：

其中R代表碳原数至少为6的烷基，n和p各自代表整数，以及R′代表碳原子数少于6的短链烷基。

2、一种消毒方法，它包括使用过酸和通式（1）所示的非离子表面活性剂的混合物：

其中R代表碳原子数至少为6的烷基，n和p各代表整数，以及R′代表碳原子数少于6的短链烷基。

3、按权利要求1的组合物或权利要求2的方法，其特征在于非离子表面活性剂和过酸的重量比选定在10∶1-1∶5范围内，优选4∶1-1∶1。

4、按照上述权利要求的两种组合物之一，其特征在于所述组合物含约1-6%（重量）过酸。

5、按照上述任一权利要求的组合物，其特征在于过酸是过乙酸。

6、按照上述任一权利要求的组合物，其特征在于它含有至多为0.5%（重量）的季铵阳离子表面活性剂。

7、使用如上述任一权利要求所述的组合物进行消毒的方法，所述组合物可以稀释使用，也可以不稀释。

8、按权利要求2至7中任一权项的方法，其特征在于它在pH至少为6且最好是pH6-8的条件下实施。

9、按权利要求1或权利要求3至6中任一权项的组合物的制备方法，其特征在于它包括将含有过酸的第一种溶液与含有化学通式（1）所示的非离表面活性剂混合，所述通式（1）的结构如下：

其中R代碳原子数至少为6的烷基，n和p各自代表整数，以及R′代表碳原子数少于6的短链烷基。

10、与本发明所述基本相似的、具有任何新特征或混合新特征的方法或组合物。