衛生用品的抗菌除臭評價技術及產品開發實例

宮澤清

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

1成人紙尿褲產生臭味的原因

在本研究中，選取了兩類人群進行臭味評價。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”）。兩類參加試驗的人群每周入浴兩次，在兩次入浴之間更換紙尿褲時 進行臭味的評價，分為6個等級的感官評價。

結果顯示，廁所排泄群在兩次入浴之間的3天內，臭味的強度沒有大的變化。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天內隨著時間的推移臭味的強度增加了。

為了調查產生臭味的原因，對廁所排泄群和尿褲排泄群都進行了皮膚評價和測試。皮膚評價是由皮膚科醫師作出的皮膚判定，用棉棒采集外陰部的細菌，然后進行定量檢測，測定外陰部的pH值，并對臭味進行感官評價，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。

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

圖1 兩類人群中出現皮膚問題的人數占比

圖2所示為兩次入浴之間的3天內，兩類人群外陰部pH值變化情況，結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天內兩類人群外陰部細菌總數的變化情況。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菌總數雖然有所減少，但這3天的細菌總數還是增加了。

圖3 兩次入浴之間的3天內兩類人群外陰部細菌總數變化情況

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

圖4 從外陰部采集細菌時使用的棉棒上的菌種檢測結果

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果。尿褲排泄群的氨氣強度隨著時間的增加而增加，和感官評價結果是一致的。

圖5 便攜式臭味檢測儀檢測外陰部臭味的結果

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

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

表1 廁所排泄群和尿褲排泄群皮膚評價和測試結果

圖6 脲酶產生菌數和臭味（氨氣數值）的相關性

圖7 脲酶產生菌數和皮膚pH值的相關性

由以上結果可以推斷，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細菌的脲酶產生菌增加。由于脲酶產生菌分解尿素產生了氨氣，導致氨氣臭味的增強，同時，也使皮膚的pH值上升，進而引起皮膚問題。

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生菌的增加會被抑制，同時也可以抑制尿素分解產生氨氣，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，有可能對氨氣產生抑制效果，但因為與氨氣產生量有關系，所以必須實際使用確認。

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

2有關抗菌的規范用語和抗菌效能測定方法

在日本的相關法規中，有關細菌的規范用語見表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。

抗菌效能試驗適用在紙尿褲、護墊、繃帶、三角巾、丁字帶、分娩用護墊、口罩、生活用紙、濕巾、棉棒等纖維制品或是使用部位，試驗方法按照JIS L1902試驗法進行。

表2 日本法規中有關抗菌的規范用語

表3 日本有關抗菌的規范用語使用范圍

表4 抗菌效能試驗方法及適用范圍

表5 抗菌效能的基準及訴求范圍

圖8 紙尿褲等產品的抗菌效能

表5中，紙尿布到口罩這幾類產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、棉棒的抗菌基準設定以打開包裝前幾乎沒有污垢或者是極少污垢的狀態下，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、護墊、繃帶、三角巾、丁字帶、分娩用護墊，口罩等產品的抗菌效能。首先，設想現在使用的產品上有細菌的增殖。那么根據JIS L902，抗菌活性值在2.0以上，也就是來自皮膚的物質或者是來自外部的細菌附著到產品上而出現的增殖，和不添加抗菌劑的產品比較，其結果在99%以下，對消費者來說是有利的。因此，抗菌加工制品A與未添加抗菌劑的產品比較時，因其菌數是90%，所以是不合格的。

圖9 生活用紙等產品的抗菌效能

圖9所示為生活用紙、濕巾、棉棒等產品的抗菌效能。這類產品的使用時間非常短，即使是在使用中有細菌附著，也是在細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，這類產品的抗菌是指在打開包裝前的抗菌效果。抗菌基準是設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有關濕巾的除菌效能試驗

這個試驗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。將從菌種保存機構拿到的保存菌種移植到普通瓊脂培養基上，在溫度35±1℃下，經過48h培養后，將其置于5℃～10℃的冷藏庫內保存。保存種以一個月為有效期，每個月繼續培養其后代，連續到第10次為止。按照（d）組裝砝碼，導向板，軌道后使用。

圖10 濕巾除菌效果試驗所用器材

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

圖11 濕巾除菌效果試驗步驟

4有關除臭效果的規范用語和測定方法

有關除臭效果的規范用語有除臭、脫臭、防臭等，各有不同的作用機制。除臭劑主要是利用化學作用，脫臭劑是以物理作用去除或者減少臭味，而防臭劑是斷絕產生臭味或散發臭味的源頭。

除臭、脫臭、防臭的評價試驗步驟見圖12，基本上是使用安全氣囊。將需要評價的除臭劑、脫臭劑、防臭劑放入其中，再放入惡臭物質，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的惡臭物質，或者是以感官嗅覺進行評價。除臭、脫臭、防臭的評價方法見表7和表8。

表6 有關除臭效果的規范用語及作用機制

圖12 除臭效果的評價試驗方法

表7 除臭效果的化學試驗和感官評價方法

表9所示為試驗用的代表性惡臭物質，因為在不同場合有不同的惡臭物質，因此必須針對用途來選擇惡臭成分進行試驗。

表8 脫臭和防臭效果的化學試驗評價方法

表9 試驗用的代表性惡臭物質

5產品開發實例

5.1 以抗菌劑/除臭劑抑制從尿/便產生臭味的成人紙尿褲

圖13所示為設計開發成人紙尿褲的結構，圖14所示為該抗菌除臭紙尿褲的除臭效果。

圖13 設計開發抗菌除臭成人紙尿褲的結構

圖14 抗菌除臭紙尿褲的除臭效果

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

5.2 失禁尿墊

圖15所示為設計開發失禁尿墊的結構，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。經由臭氣檢測管測定驗證了失禁尿墊有除臭效果。左圖為添加活性炭片的產品與常規產品的比較，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品與無抗菌劑產品的比較，添加抗菌劑的失禁尿墊能抑制尿素的分解。

圖15 設計開發失禁尿墊的結構

圖16 失禁尿墊的除臭效果

5.3 控制經血臭味的衛生巾

首先，對經血臭味進行分析和評價。儀器分析無法確認特定成分，但在感官評價時，確認了異戊酸、甲硫醇、三甲胺等3種臭味成分。

因為要檢測吸收經血后的脫臭效果，所以是在含有水分的情況下進行評價。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，使用氣體采集儀器吸取氣層部分的氣體并測定其濃度。脫臭率計算公式如下。

在試驗的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。

在對比試驗中，有脫臭劑產品顯示出了高脫臭效果。另外，本試驗中沒有出現癢、皮疹等的報告，即使是在經期中有過發疹等經歷的被試驗者中，使用了本品也沒有問題，基于此，可以判定本品是安全的。