_季铵盐型洗手液的制备及其抗菌性能研究

目前，我国常见市售抗菌洗手液的抗菌成分主要 有邻 苯 基 苯 酚 （ OPP ） 、三 氯 羟 基 二 苯 醚 （ DP300 ） 、 4 － 氯 － 3，5 － 二甲酚（ PCMX） 、三氯均二苯脲（ TCC） 以及新洁 尔 灭 消 毒 液［1］。 这 些 传 统 的 抗 菌 剂 一 般 是 对人体以 及 环 境 有 一 定 危 害 的 氯 类、苯 酚 类 化 合 物。 有 报 道［2］ 指 出 含 苯 环 的 物 质 会 对 微 生 物 的 降 解 能 力 有很大影响，从而造成二次污染。因此开发一种去污 效果好、安全、低刺激、具有抗菌能力、对环境友好且低
Abstract： By selecting and optimizing the formulation of components，a quaternary ammonium salt based antibacterial hand sanitizer was prepared． The formulation （ expressed as mass fraction） consists of 0. 75% sodium ethoxylated dodecyl alcohol sulfate （ AES） ，2. 25% tetradecylmethyldihydroxyethylammonium bromide （ TMDAB） ，20% cocamidopropyl betaine （ CAB － 35 ） ，0. 25% disodium ethoxylated alcohol succinic acid monoester sulfonate （ MES ） ，1. 5% coconut acid diethanolamide （ 6501 ） ，1% glycerin，0. 1% dimethylol dimethyl hydantoin （ DMDMH） ，a little amount of fragrance and colorant，as well as a small amount of citric acid for adjusting pH value． The balance is distilled water． Test results of the product showed that the sterilization efficacy for Escherichia coli and Staphylococcus aureus achieves 99. 99% and 100% respectively． The stability and foaming performance of the product are well． Besides，its production cost is rather low． As comparing with some liquid hand cleaners from the market，the prepared product shows somewhat better antibacterial efficacy． Key words： hand sanitizer； quaternary ammonium salt； antibacterial； formulations
参照 GB 19877. 1 － 2005 和 QB 2654 － 2004 测定 洗手液感官指标（ 外观、气味和稳定性） 、pH 和总活性 物含 量； 参 照 GB 15979 － 2002 进 行 抗 菌 性 能 测 试［7 － 9］； 参照文献［10］进行起泡性能测试。
2 结果与讨论
2. 1 配方组分的选择
performance test results
m（ AES） ∶ m（ TMDAB）
6∶ 1 4∶ 1 3∶ 1 2. 5∶ 1 2∶ 1 1. 5∶ 1 1∶ 1 1∶ 1. 5 1∶ 2 1∶ 2. 5 1∶ 3
稳定性
好 好 差 差 差 差 差 差 好 好 好
杀菌率 /%
大肠杆菌 金黄色葡萄球菌
1. 2 实验方法
1. 2. 1 洗手液的制备 阴阳离子表面活性剂复配溶液的配制： 以配制
100 g 复配溶液为例，在保持 AES 和 TMDAB 的质量分 数为 10% 的前提下，参照文献［11］设置一系列配比， 根据复配比例称取一定量的 AES 加入 90 g 水中并于 60 ～ 80 ℃ 下搅拌溶解，然后冷却至 40 ℃ 左右，继续加 入一定量的 TMDAB 搅拌溶解，冷却至室温待用。
第 46 卷第 2 期 2016 年 2 月
日用化学工业
China Surfactant Detergent ＆ Cosmetics
Vol． 46 No． 2 Feb． 2016
季铵盐型洗手液的制备及其抗菌性能研究
黎敏珊，郑 成，毛桃嫣，周虹谷，欧志荣
（ 广州大学 精细化工研究所，广东 广州 510006）
（ CAB － 35） ，0. 25% 醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐（ MES） ，1. 5% 椰子油二乙醇酰胺（ 6501） ，1% 甘油，0. 1% 二羟甲基海因
（ DMDMH） ，少量香精及色素，少量柠檬酸调 pH 和余量的蒸馏水组成。经过测试表明该洗手液对大肠杆菌和金黄色葡
萄球菌的杀菌率达到 99. 99% 和 100% ，产品稳定性、起泡性好，生产成本较低，与市售的某些抗菌洗手液相比，该洗手液
2. 2 阴阳离子表面活性剂的复配
以配制 100 g 复配溶液为例，固定 AES 和 TMDAB 的质量分数为 10% 的前提下，考察 AES 和 TMDAB 的 质量比对复配溶液性能的影响，实验结果见表 1。
表 1 AES 与 TMDAB 的复配比及其性能测试结果 Tab. 1 Blending composition of AES and TMDAB and the
35. 21
100
40. 54
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43. 52
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48. 31
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80. 32
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由表 1 可以看出，当 AES 和 TMDAB 的质量比为 6∶ 1，4∶ 1，1 ∶ 2，1 ∶ 2. 5 和 1 ∶ 3 时，复配体系可以稳定存 在，其原因可能是复配体系暂时未形成难以分离的胶
·89·
开发与应用
日用化学工业
第 46 卷
微生物降解性等优点，因此本实验将用 TMDAB 作为 抗菌成分应用到洗手液的配方中，重点考察 TMDAB 对洗手液的抗菌性能，旨在配制出稳定性、起泡性好， 成本较低且对环境友好的抗菌洗手液。
1 实验部分
1. 1 主要试剂与仪器
十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠（ AES） 、醇醚磺基琥 珀酸单酯二钠盐（ MES） 、椰子油二乙醇酰胺（ 6501） 、 椰油酰胺丙基甜菜碱（ CAB － 35） 、可食用色素、二羟 甲基海因（ DMDMH） 、甘油、香精，均为工业级，广州恒 广复合材料有限公司； 柠檬酸，分析纯，潍坊英轩实业 有限公司； TMDAB，实验室自制［6］； 营养琼脂，分析纯， 广东环凯微生物科技有限公司； 大肠杆菌、金黄色葡萄 球菌，广东省微生物化学研究所。FA2004 电子分析天 平，上海良平仪器仪表有限公司； ZHJH － 1112 超净化 工作台，上海智城分析仪器制造公司； DX100 立式自 动电热压力蒸汽灭菌器，上海申安医疗器械厂； SHP － 250 生化培养箱，上海森信实验仪器有限公司。
成本的新型洗手液具有重要的意义。 1935 年研究者发现季铵盐有很强的杀菌性［4］，随
后，季铵盐作为抗菌剂的研究引起了人们的高度关注。 本课题组［5，6］前期研究了带双羟基和长链烷基的季铵 盐的合成及性能，采用微波和无溶剂合成的方法，可以 在反应时间短，转化率高的情况下合成出抗菌效果较 好 的 季 铵 盐，即 十 四 烷 基 甲 基 二 羟 乙 基 溴 化 铵 （ TMDAB） ［6］。该物质具有良好的增溶性、乳化性及可
显示出一定的优越性。
关键词：Biblioteka Baidu洗手液； 季铵盐； 抗菌； 配方
中图分类号： TQ649
文献标识码： A
文章编号： 1001 － 1803（ 2016） 02 － 0089 － 03
DOI： 10． 13218 / j． cnki． csdc． 2016． 02． 006
Preparation and performance of a quaternary ammonium salt based antibacterial hand sanitizer
摘要： 通过对原料的选择和配方的优化，制备了一种季铵盐型抗菌洗手液。该洗手液配方（ 以质量分数计） 由 0. 75% 十
二烷基聚 氧 乙 烯 醚 硫 酸 钠 （ AES） ，2. 25% 十 四 烷 基 甲 基 二 羟 乙 基 溴 化 铵 （ TMDAB ） ，20% 椰 油 酰 胺 丙 基 甜 菜 碱
收稿日期： 2015 － 10 － 09； 修回日期： 2016 － 01 － 20 基金项目： 广东省中国科学院全面战略合作专项（ 2013B091300005） ； 广州市科技计划资助项目（ 201510010019） 作者简介： 黎敏珊（ 1991 － ） ，女，广州人，硕士研究生，E － mail： 359923068@ qq． com。 通讯联系人： 郑 成，教授，博士生导师，E － mail： zhengcheng5512@ 163． com。
洗手液的配制： 以制备 100 g 洗手液为例，根据配 方用量取一定量的阴阳离子表面活性剂复配溶液于烧 杯中常温搅拌，向复配溶液中依次滴加（ 以质量分数 计） 20% ～ 30% CAB － 35，1% 甘油，1. 5% 6501，接着 加入少量柠檬酸调 pH 至中性，然后加入 0. 1% 防腐剂 DMDMH 以及少量的外观调节剂色素、香精，最后再加 入蒸馏水补足余量，继续搅拌 0. 5 h 后得到产品。 1. 2. 2 洗手液各项性能指标的测定
LI Min － shan，ZHENG Cheng，MAO Tao － yan，ZHOU Hong － gu，OU Zhi － rong
（ Fine Chemical Ｒesearch Institute，Guangzhou University，Guangzhou，Guangdong 510006，China）
季铵盐 TMDAB 具有较好的抗菌性能，生产工艺 ·90·
简单、价格便宜、刺激性低且微生物降解性能好，因此 可作为该配方中的抗菌成分。为了保证季铵盐型抗菌 洗手液仍具有良好的去污效果、起泡性等特点，配方中 一般需要引入阴离子表面活性剂，然而阴阳离子表面 活性剂复配由于正负电荷的相互影响较大，可能会出 现复配体系不稳定等不良现象，因此本实验需要考察 该复配体系应用在配方中对产品的稳定性和抗菌性能 等的影响。AES 为阴离子表面活性剂，具有优良的洗涤 特性，去污力强、刺激性低、无毒、生物降解性好、耐硬 水且价格便宜，通过单因素试验发现 AES 与 TMDAB 复配后，对 TMDAB 发挥抗菌性能的影响相对 较 小。 由于复配体系的性能通常比单一表面活性剂占优势， 所以配方中一般会有 2 ～ 3 种的表面活性剂复配产生 协同效果。CAB － 35 为两性表面活性剂，能够与阴离 子表面活性剂复配产生较好的协同效果，使起泡性、稳 泡性和去污力得到一定的提高，而且不影响 TMDAB 发挥抗菌性能； MES 为阴离子表面活性剂，泡沫丰富、 温和低毒且不伤手； 6501 为非离子表面活性剂，具有 增稠、助洗、稳泡和发泡的作用。甘油作为保湿剂，柠 檬酸用于调节 pH，DMDMH作为防腐剂，外观调节可适 当加一些水溶性的色素和香精。
第2 期
黎敏珊，等： 季铵盐型洗手液的制备及其抗菌性能研究
开发与应用
束，因而能以稳定的澄清透明 状 态 存 在。当 AES 和 TMDAB 质量比在 3∶ 1 ～ 1∶ 1. 5 的范围内，出现大量白 色絮状物，溶液稳定性很差，其原因可能是二者在强静 电作用的 影 响 下 相 结 合，形 成 分 子 量 较 大 的 凝 絮 物。 此外，当 AES 的质量比 TMDAB 的多时，对大肠杆菌的 抗菌性能较低，造成这样的结果可能是因为在复配过 程中，季铵盐的电荷被中和，正电性减弱。从目前季铵 盐的抗菌原理可知其抗菌过程为： 季铵盐吸附在菌体 表面，然后穿透细胞壁，随之与细胞膜结合，从而扰乱 细胞膜 组 成，导 致 细 胞 内 物 质 外 漏，最 终 使 菌 体 死 亡［4］。由于正电荷的减少，导致吸附带负电性的细菌 的作用力减弱，因此抗菌性能下降。综合表 1 测试结 果，选取 AES 与 TMDAB 的质量比为 1∶ 2，1∶ 2. 5和 1∶ 3 进行后续实验。