三種高含量過氧化氫消毒劑體系的配方穩定性及檢測方法對比研究

馬 杰，盧隆峰

（廣州泰成生化科技有限公司，廣東 廣州）

三種高含量過氧化氫消毒劑體系的配方穩定性及檢測方法對比研究

馬 杰，盧隆峰

（廣州泰成生化科技有限公司，廣東 廣州）

通過沸水浴方法、烘箱加速法、常溫存放方法，將市售三種35%工業過氧化氫、普通35%過氧化氫消毒劑、銀離子技術過氧化氫消毒劑的穩定性數據進行了對比，考察了不同產品中穩定劑體系的效果。實驗結果表明：采用食品級過氧化氫原料配制的消毒劑，由于其原料中較少的重金屬及有機雜質，可較好地穩定消毒劑體系；有機磷酸鹽、無機磷酸鹽體系可較好地穩定過氧化氫溶液；采用六偏磷酸鈉銀離子技術的消毒劑穩定性較差；烘箱加速法更接近于一年期常溫存放的穩定性。

消毒劑；過氧化氫；穩定性

過氧化氫消毒劑是以過氧化氫為主要有效成份的消毒液。過氧化氫是一種高效、無毒、無味的環保型產品，可殺滅各種細菌繁殖體、細菌芽孢、真菌和各種病毒，并在完成殺菌過程之后分解為氧氣和水，不會產生有毒的殘留物，無需用水沖洗，對環境無污染。因此，它不僅具有高效、廣譜消毒的特性，而且是安全綠色健康食品的首選產品。過氧化氫消毒劑可用于餐具、水產品、瓜果、蔬菜、乳品、飲料、肉制品、啤酒等食品工業的保鮮、漂白和清洗，尤其是對食品加工設備的管道和包裝容器進行消毒等處理，適用范圍十分廣。

目前市面上現有的高含量35%過氧化氫消毒劑不多，質量良莠不齊，且穩定性、安全性等方面存在差異。

根據適用行業及要求的不同，本實驗現對市售的三種35%過氧化氫（消毒液）產品進行了穩定性測試及配方分析，為用戶對此類產品的品質作出評判提供參考依據。

1. 實驗部分

1.1 儀器與試劑

高錳酸鉀標準溶液，0.1mol/L；硫酸溶液（1+15）；硝酸溶液（3+5），AR；氫氧化鈉溶液，100g/L。以上化學試劑均為分析純。

錐形瓶（250mL），若干；燒杯（50mL或100mL），若干；硬質玻璃瓶（50mL），若干；帶刻度；聚乙烯瓶（200mL），若干；電子分析天平，上海民橋精密科學儀器有限公司；電熱恒溫沸水浴，金壇市富華儀器有限公司；電熱鼓風恒溫干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司；聚四氟乙烯脫脂生料帶，若干盒。實驗用水均為III級。

1.2 試驗用消毒劑

35%工業過氧化氫，廣東中成化工；普通35%過氧化氫消毒劑，采用有機磷穩定劑復配的35%過氧化氫消毒液；銀離子技術過氧化氫消毒劑，添加六偏磷酸鈉硝酸銀絡合物的35%過氧化氫消毒劑。

1.3 試驗方法

高錳酸鉀法測定過氧化氫溶液含量（百分比表示）：采用GB 22216-2008《食品添加劑 過氧化氫》過氧化氫含量的測定方法進行檢測。

沸水浴法測定過氧化氫穩定性（百分比表示）：采用GB 22216-2008《食品添加劑 過氧化氫》穩定性的測定方法進行檢測。

烘箱加速法測定消毒液的穩定性：2002版衛生消毒法規。

取一定量的試樣，于聚乙烯瓶內，蓋緊蓋子。在54℃±1℃的電熱恒溫干燥箱內存放14天，取出冷卻至室溫。按上述高錳酸鉀法測定過氧化氫溶液的含量、穩定性。

三種消毒劑在常溫條件下穩定性的測試：35%過氧化氫消毒劑在常溫下放置一年后，測定其過氧化氫的含量、穩定性。

2. 試樣結果與討論

2.1 三種消毒劑配方分析

對于市售35%過氧化氫（消毒劑），一般通過復配不同種類的穩定劑來滿足體系對穩定性的要求，產品直接作為工業原料或者消毒劑使用。工業及民用35%過氧化氫通常采用一種或者兩種有機磷/無機磷酸鹽為主，通過磷酸調節原液至pH1.5～4來達到長期穩定性能。

對于工業級35%過氧化氫，一般生產采用蒽醌法工藝，在產品中通過添加無機磷酸鹽來達到產品穩定及使用的要求。但是，產品中存在無法消除的有機雜質（蒽醌、芳烴等）和無機重金屬鹽雜質（FeALCrMgCa ZnPtPbAs等）。

對于35%過氧化氫消毒劑，一般采用食品級過氧化氫為主，采用有機磷酸鹽作為穩定劑[1]，原液pH2～3為較佳的穩定體系。由于食品級過氧化氫原料中存在極少量的有機無機雜質，故其安全性較好。

銀離子技術35%過氧化氫消毒劑是近些年新興起的技術。通過將六偏磷酸鈉與硝酸銀進行復配，該技術在食品及飲料等工業領域的應用得到較快發展。其配方體系采用六偏磷酸鈉絡合銀離子，在使用稀釋時銀離子被釋放出來，對過氧化氫的殺菌消毒能力產生協同增效作用[2]。

三種市售35%高含量過氧化氫消毒劑配方的大致體系結構見表1。

表1 三種消毒劑配方對比

2.2 穩定性測試結果與討論

表2數據為三種35%過氧化氫消毒劑、采用國標沸水浴方法測定的穩定性數據對比。可以看出，在沸水浴中加速了產品中過氧化氫的分解，故三種消毒劑均有不同程度的降低。

工業35%過氧化氫產品的穩定性較好。經分析，是由于無機磷酸鹽在高溫時發生了酸性水解反應。但水解產物偏磷酸鈉、焦磷酸鈉等依然具備螯合能力，因此較好地保證了產品中重金屬鹽的絡合狀態。

35%過氧化氫消毒劑采用有機磷鹽，pH控制在2～3，可賦予產品較佳的穩定性。對比工業級過氧化氫原料，食品級過氧化氫中的無機重金屬鹽、有機雜質較少，有機磷酸鹽（HEDP等）能與鐵、銅、鋅等多種金屬離子形成穩定的絡合物，螯合能力強，高溫水解作用對有機磷酸鹽的水解作用不大。

采用銀離子技術的過氧化氫消毒劑，特別是在高含量的過氧化氫消毒劑中，分解率較高。分析其原因六偏磷酸鈉的酸性水解產物亞磷酸鹽降低了螯合能力，導致了絡合物中重金屬鹽的短暫釋放及再絡合，溢出的銀離子及鐵離子造成了過氧化氫的催化分解。因此，銀離子技術過氧化氫的配方穩定性較差。

表2 三種消毒劑的國標沸水浴方法穩定性數據對比

表3為烘箱加速法試驗三種消毒劑的穩定性數據。

從表3的結果可以看出，三種35%過氧化氫消毒劑在模擬一年的穩定期內，穩定性都有降低。因為光、熱對于過氧化氫的分解都有促進作用，因而導致產品中有效成分出現不同程度降低。其中，銀離子技術消毒劑降低最多，分析其原因，是由于六偏磷酸銀長時間地緩慢水解，銀離子或鐵離子在短暫釋放再絡合過程中加速了過氧化氫的裂解，而有機磷酸鹽與工業用無機磷酸鹽水解產物均可較好地保持原液中重金屬離子的絡合狀態，阻止了金屬離子的催化分解作用，能較好地控制過氧化氫的有效含量。

表3 三種消毒劑的烘箱加速法穩定性結果

表4為三種35%過氧化氫消毒劑在常溫下放置一年的穩定性測試數據，該數據結果真實地反映了產品在真實情況下一年存放期的穩定性。

表4 三種消毒劑在常溫穩定性測試中的對比

從表4的數據可以看出，三種體系的穩定性均有降低。根據數據反饋，以復合有機磷的過氧化氫消毒液穩定性數據最佳，而添加銀離子技術的過氧化氫消毒溶液穩定性較差。

表5數據為三組消毒劑穩定性的對比。從結果可以看出，35%工業過氧化氫、35%過氧化氫消毒劑均能較好地保持一年的有效穩定期，其有效含量降低可以控制在4%以下。有機磷酸鹽穩定劑不僅可以螯合Ca、Mg離子，對產品中的無機灰塵顆粒和金屬離子也有較好的螯合屏蔽作用，可最大程度地保持產品有效含量的穩定；單獨的無機磷酸鹽在原液酸度控制和其他螯合劑的復配情況下，可以保證消毒劑一年貨架期的穩定性，其結果稍低于有機磷酸鹽穩定劑體系；由于六偏磷酸鈉水解后生成亞磷酸，35%銀離子技術過氧化氫消毒劑的絡合能力的降低，具有強還原性，容易將Ag離子還原成金屬銀。少量電離出的銀離子或銀單質短時間直接催化過氧化氫的分解，這與配方中六偏磷酸銀濃度和過氧化氫的共存時間有關，接觸越久、穩定性越差。

表5 三種消毒劑不同測試方法穩定性的對比

3. 結論

工業無機磷酸鹽或者有機磷酸鹽，均能較好地穩定35%含量過氧化氫；

在原液溶液pH2～3、有機磷0.5%濃度左右時，無機磷酸鹽或有機磷酸鹽技術適合做高含量35%過氧化氫的穩定性體系；

相對比于國標沸水浴方法，烘箱加速法的數據穩定性更接近于常溫下的穩定性數據，可以近似反饋出產品一年貨架期的穩定性；

由于六偏磷酸銀的水解及與過氧化氫的接觸時間長，銀離子技術過氧化氫消毒劑對過氧化氫的分解影響很大，影響到產品的穩定性；

銀離子技術在高含量過氧化氫消毒劑中的穩定性體系（六偏磷酸鈉、硝酸銀）需要對配方進一步優化升級。但是，銀離子作為過氧化氫的殺菌消毒增效劑作用明顯，其配方的優化和使用前景值得深入研究。

[1] 汪祖模, 徐玉珮, 徐國強, 等. 有機膦酸作為工業過氧化氫穩定劑的研究[J]. 華東化工學院學報, 1981.

[2] 孫巍, 許欣, 裴曉, 等. 銀離子與過氧化氫協同殺菌作用的研究[J]. 現代預防醫學, 2006, 33(2).