三种高含量过氧化氢消毒剂体系的配方稳定性及检测方法对比研究

2014-03-10卢隆峰

中国洗涤用品工业 2014年12期

关键词：银离子磷酸钠磷酸盐

马杰，卢隆峰

（广州泰成生化科技有限公司，广东广州）

三种高含量过氧化氢消毒剂体系的配方稳定性及检测方法对比研究

马杰，卢隆峰

（广州泰成生化科技有限公司，广东广州）

通过沸水浴方法、烘箱加速法、常温存放方法，将市售三种35%工业过氧化氢、普通35%过氧化氢消毒剂、银离子技术过氧化氢消毒剂的稳定性数据进行了对比，考察了不同产品中稳定剂体系的效果。实验结果表明：采用食品级过氧化氢原料配制的消毒剂，由于其原料中较少的重金属及有机杂质，可较好地稳定消毒剂体系；有机磷酸盐、无机磷酸盐体系可较好地稳定过氧化氢溶液；采用六偏磷酸钠银离子技术的消毒剂稳定性较差；烘箱加速法更接近于一年期常温存放的稳定性。

消毒剂；过氧化氢；稳定性

过氧化氢消毒剂是以过氧化氢为主要有效成份的消毒液。过氧化氢是一种高效、无毒、无味的环保型产品，可杀灭各种细菌繁殖体、细菌芽孢、真菌和各种病毒，并在完成杀菌过程之后分解为氧气和水，不会产生有毒的残留物，无需用水冲洗，对环境无污染。因此，它不仅具有高效、广谱消毒的特性，而且是安全绿色健康食品的首选产品。过氧化氢消毒剂可用于餐具、水产品、瓜果、蔬菜、乳品、饮料、肉制品、啤酒等食品工业的保鲜、漂白和清洗，尤其是对食品加工设备的管道和包装容器进行消毒等处理，适用范围十分广。

目前市面上现有的高含量35%过氧化氢消毒剂不多，质量良莠不齐，且稳定性、安全性等方面存在差异。

根据适用行业及要求的不同，本实验现对市售的三种35%过氧化氢（消毒液）产品进行了稳定性测试及配方分析，为用户对此类产品的品质作出评判提供参考依据。

1. 实验部分

1.1 仪器与试剂

高锰酸钾标准溶液，0.1mol/L；硫酸溶液（1+15）；硝酸溶液（3+5），AR；氢氧化钠溶液，100g/L。以上化学试剂均为分析纯。

锥形瓶（250mL），若干；烧杯（50mL或100mL），若干；硬质玻璃瓶（50mL），若干；带刻度；聚乙烯瓶（200mL），若干；电子分析天平，上海民桥精密科学仪器有限公司；电热恒温沸水浴，金坛市富华仪器有限公司；电热鼓风恒温干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；聚四氟乙烯脱脂生料带，若干盒。实验用水均为III级。

1.2 试验用消毒剂

35%工业过氧化氢，广东中成化工；普通35%过氧化氢消毒剂，采用有机磷稳定剂复配的35%过氧化氢消毒液；银离子技术过氧化氢消毒剂，添加六偏磷酸钠硝酸银络合物的35%过氧化氢消毒剂。

1.3 试验方法

高锰酸钾法测定过氧化氢溶液含量（百分比表示）：采用GB 22216-2008《食品添加剂过氧化氢》过氧化氢含量的测定方法进行检测。

沸水浴法测定过氧化氢稳定性（百分比表示）：采用GB 22216-2008《食品添加剂过氧化氢》稳定性的测定方法进行检测。

烘箱加速法测定消毒液的稳定性：2002版卫生消毒法规。

取一定量的试样，于聚乙烯瓶内，盖紧盖子。在54℃±1℃的电热恒温干燥箱内存放14天，取出冷却至室温。按上述高锰酸钾法测定过氧化氢溶液的含量、稳定性。

三种消毒剂在常温条件下稳定性的测试：35%过氧化氢消毒剂在常温下放置一年后，测定其过氧化氢的含量、稳定性。

2. 试样结果与讨论

2.1 三种消毒剂配方分析

对于市售35%过氧化氢（消毒剂），一般通过复配不同种类的稳定剂来满足体系对稳定性的要求，产品直接作为工业原料或者消毒剂使用。工业及民用35%过氧化氢通常采用一种或者两种有机磷/无机磷酸盐为主，通过磷酸调节原液至pH1.5～4来达到长期稳定性能。

对于工业级35%过氧化氢，一般生产采用蒽醌法工艺，在产品中通过添加无机磷酸盐来达到产品稳定及使用的要求。但是，产品中存在无法消除的有机杂质（蒽醌、芳烃等）和无机重金属盐杂质（FeALCrMgCa ZnPtPbAs等）。

对于35%过氧化氢消毒剂，一般采用食品级过氧化氢为主，采用有机磷酸盐作为稳定剂[1]，原液pH2～3为较佳的稳定体系。由于食品级过氧化氢原料中存在极少量的有机无机杂质，故其安全性较好。

银离子技术35%过氧化氢消毒剂是近些年新兴起的技术。通过将六偏磷酸钠与硝酸银进行复配，该技术在食品及饮料等工业领域的应用得到较快发展。其配方体系采用六偏磷酸钠络合银离子，在使用稀释时银离子被释放出来，对过氧化氢的杀菌消毒能力产生协同增效作用[2]。

三种市售35%高含量过氧化氢消毒剂配方的大致体系结构见表1。

表1 三种消毒剂配方对比

2.2 稳定性测试结果与讨论

表2数据为三种35%过氧化氢消毒剂、采用国标沸水浴方法测定的稳定性数据对比。可以看出，在沸水浴中加速了产品中过氧化氢的分解，故三种消毒剂均有不同程度的降低。

工业35%过氧化氢产品的稳定性较好。经分析，是由于无机磷酸盐在高温时发生了酸性水解反应。但水解产物偏磷酸钠、焦磷酸钠等依然具备螯合能力，因此较好地保证了产品中重金属盐的络合状态。

35%过氧化氢消毒剂采用有机磷盐，pH控制在2～3，可赋予产品较佳的稳定性。对比工业级过氧化氢原料，食品级过氧化氢中的无机重金属盐、有机杂质较少，有机磷酸盐（HEDP等）能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物，螯合能力强，高温水解作用对有机磷酸盐的水解作用不大。

采用银离子技术的过氧化氢消毒剂，特别是在高含量的过氧化氢消毒剂中，分解率较高。分析其原因六偏磷酸钠的酸性水解产物亚磷酸盐降低了螯合能力，导致了络合物中重金属盐的短暂释放及再络合，溢出的银离子及铁离子造成了过氧化氢的催化分解。因此，银离子技术过氧化氢的配方稳定性较差。

表2 三种消毒剂的国标沸水浴方法稳定性数据对比

表3为烘箱加速法试验三种消毒剂的稳定性数据。

从表3的结果可以看出，三种35%过氧化氢消毒剂在模拟一年的稳定期内，稳定性都有降低。因为光、热对于过氧化氢的分解都有促进作用，因而导致产品中有效成分出现不同程度降低。其中，银离子技术消毒剂降低最多，分析其原因，是由于六偏磷酸银长时间地缓慢水解，银离子或铁离子在短暂释放再络合过程中加速了过氧化氢的裂解，而有机磷酸盐与工业用无机磷酸盐水解产物均可较好地保持原液中重金属离子的络合状态，阻止了金属离子的催化分解作用，能较好地控制过氧化氢的有效含量。

表3 三种消毒剂的烘箱加速法稳定性结果

表4为三种35%过氧化氢消毒剂在常温下放置一年的稳定性测试数据，该数据结果真实地反映了产品在真实情况下一年存放期的稳定性。

表4 三种消毒剂在常温稳定性测试中的对比

从表4的数据可以看出，三种体系的稳定性均有降低。根据数据反馈，以复合有机磷的过氧化氢消毒液稳定性数据最佳，而添加银离子技术的过氧化氢消毒溶液稳定性较差。

表5数据为三组消毒剂稳定性的对比。从结果可以看出，35%工业过氧化氢、35%过氧化氢消毒剂均能较好地保持一年的有效稳定期，其有效含量降低可以控制在4%以下。有机磷酸盐稳定剂不仅可以螯合Ca、Mg离子，对产品中的无机灰尘颗粒和金属离子也有较好的螯合屏蔽作用，可最大程度地保持产品有效含量的稳定；单独的无机磷酸盐在原液酸度控制和其他螯合剂的复配情况下，可以保证消毒剂一年货架期的稳定性，其结果稍低于有机磷酸盐稳定剂体系；由于六偏磷酸钠水解后生成亚磷酸，35%银离子技术过氧化氢消毒剂的络合能力的降低，具有强还原性，容易将Ag离子还原成金属银。少量电离出的银离子或银单质短时间直接催化过氧化氢的分解，这与配方中六偏磷酸银浓度和过氧化氢的共存时间有关，接触越久、稳定性越差。