卫生用品的抗菌除臭评价技术及产品开发实例

宫泽清

近年来，在成人卫生用品领域，具有抗菌和防臭效果的高附加值产品越来越受到消费者的青睐。本文主要介绍臭味产生的原因、防止臭味产生的抗菌剂和除菌剂以及采用物理方式除臭的效果。另外，还将介绍日本法规中对抗菌和除菌等规范用语的规定及抗菌效能的测定方法。

1成人纸尿裤产生臭味的原因

在本研究中，选取了两类人群进行臭味评价。一类是虽然穿戴纸尿裤，但大部分时间能够自己在厕所排尿排便（称为“厕所排泄群”），另一类是无法自行去厕所而必须在纸尿裤内排尿排便，但他们在更换纸尿裤时都会清洗阴部（称为“尿裤排泄群”）。两类参加试验的人群每周入浴两次，在两次入浴之间更换纸尿裤时 进行臭味的评价，分为6个等级的感官评价。

结果显示，厕所排泄群在两次入浴之间的3天内，臭味的强度没有大的变化。但是，尿裤排泄群在更换纸尿裤时用温水清洗后虽然臭味会一时的减弱，但在两次入浴之间的3天内随着时间的推移臭味的强度增加了。

为了调查产生臭味的原因，对厕所排泄群和尿裤排泄群都进行了皮肤评价和测试。皮肤评价是由皮肤科医师作出的皮肤判定，用棉棒采集外阴部的细菌，然后进行定量检测，测定外阴部的pH值，并对臭味进行感官评价，同时使用便携式臭味检测仪测定一定范围的臭味成分并将其量化。测定的日程安排为入浴之后一天两次（早上/晚上），直到下一次入浴为止。

测试结果显示（图1），在厕所排泄群中，只有少数人臀部出现症状。而在尿裤排泄群中，在外阴部、肛门周围、腹股沟等部位出现发炎症状的比例较高，产生了很多皮肤问题。

图1 两类人群中出现皮肤问题的人数占比

图2所示为两次入浴之间的3天内，两类人群外阴部pH值变化情况，结果显示尿裤排泄群的pH值比厕所排泄群的pH值高。

图2 两次入浴之间的3天内两类人群外阴部pH值变化情况

图3所示为两次入浴之间的3天内两类人群外阴部细菌总数的变化情况。厕所排泄群几乎没有任何变化，但尿裤排泄群在更换尿裤时用温水清洗后的外阴部细菌总数虽然有所减少，但这3天的细菌总数还是增加了。

图3 两次入浴之间的3天内两类人群外阴部细菌总数变化情况

图4所示为从外阴部采集细菌时使用的棉棒上面的菌种结果。在尿裤排泄群中被检出多例Proteus mirabilis菌（变形杆菌，与脲酶产生相关）相关的菌种，而在厕所排泄群中没有检出。

图4 从外阴部采集细菌时使用的棉棒上的菌种检测结果

图5所示为在更换纸尿裤时使用便携式臭味检测仪检测外阴部臭味的结果。尿裤排泄群的氨气强度随着时间的增加而增加，和感官评价结果是一致的。

图5 便携式臭味检测仪检测外阴部臭味的结果

以上研究结果汇总见表1，两组人群更换纸尿裤时的臭味和外阴部皮肤检测结果存在较大差异，如细菌总数、变形杆菌、pH值等。

随后，对用仪器检测的氨气值以及皮肤pH值与外阴部脲酶产生菌数之间的关系进行了研究。从图6可以看出，尿裤排泄群氨气与脲酶产生菌数的相关系数为0.6035，显示较高的相关性。图7中，尿裤排泄群皮肤pH值与脲酶产生菌数的相关系数为0.4533，具有相关性。

表1 厕所排泄群和尿裤排泄群皮肤评价和测试结果

图6 脲酶产生菌数和臭味（氨气数值）的相关性

图7 脲酶产生菌数和皮肤pH值的相关性

由以上结果可以推断，尿裤排泄群在更换纸尿裤时，虽然使用温水清洗，但皮肤上残留便里面来自肠内细菌的脲酶产生菌增加。由于脲酶产生菌分解尿素产生了氨气，导致氨气臭味的增强，同时，也使皮肤的pH值上升，进而引起皮肤问题。

因此，减少臭味和皮肤问题可采取以下方法：

（1）抗菌剂。纸尿裤里添加抗菌剂，用温水清洗后的残留便里面脲酶产生菌的增加会被抑制，同时也可以抑制尿素分解产生氨气，皮肤pH值的上升减缓，皮肤问题也随之减少。但抗菌剂本身必须具有高安全性。

（2）除臭剂。纸尿裤里添加除臭剂，有可能对氨气产生抑制效果，但因为与氨气产生量有关系，所以必须实际使用确认。

（3）专用清洁剂。更换纸尿裤时使用符合皮肤状态特性的臀部清洁剂，可以充分清洁臀部皮肤，有助于解决臭味增强和皮肤问题。

2有关抗菌的规范用语和抗菌效能测定方法

在日本的相关法规中，有关细菌的规范用语见表2，使用范围见表3，可见，在日本能够用在化妆品和杂货上的，只有“除菌”和“抗菌”两种。

抗菌效能试验适用在纸尿裤、护垫、绷带、三角巾、丁字带、分娩用护垫、口罩、生活用纸、湿巾、棉棒等纤维制品或是使用部位，试验方法按照JIS L1902试验法进行。

表2 日本法规中有关抗菌的规范用语

表3 日本有关抗菌的规范用语使用范围

表4 抗菌效能试验方法及适用范围

表5 抗菌效能的基准及诉求范围

图8 纸尿裤等产品的抗菌效能

表5中，纸尿布到口罩这几类产品的抗菌活性值必须在2.0以上，抗菌诉求范围是在穿戴时或是使用时的抗菌效能。生活用纸、湿巾、棉棒的抗菌基准设定以打开包装前几乎没有污垢或者是极少污垢的状态下，抗菌活性值为0以上，诉求范围是只能到打开包装为止的抗菌效能。

图8所示为纸尿裤、护垫、绷带、三角巾、丁字带、分娩用护垫，口罩等产品的抗菌效能。首先，设想现在使用的产品上有细菌的增殖。那么根据JIS L902，抗菌活性值在2.0以上，也就是来自皮肤的物质或者是来自外部的细菌附着到产品上而出现的增殖，和不添加抗菌剂的产品比较，其结果在99%以下，对消费者来说是有利的。因此，抗菌加工制品A与未添加抗菌剂的产品比较时，因其菌数是90%，所以是不合格的。

图9 生活用纸等产品的抗菌效能

图9所示为生活用纸、湿巾、棉棒等产品的抗菌效能。这类产品的使用时间非常短，即使是在使用中有细菌附着，也是在细菌增殖之前就使用并扔掉，因此在使用中的抗菌效果比较难以确定，这类产品的抗菌是指在打开包装前的抗菌效果。抗菌基准是设定在以打开包装前几乎没有污垢或者是极少污垢的状况，杀菌活性在0以上。

3有关湿巾的除菌效能试验

这个试验是以金黄色葡萄球菌为使用菌种，菌种的保存有效期限为1个月。将从菌种保存机构拿到的保存菌种移植到普通琼脂培养基上，在温度35±1℃下，经过48h培养后，将其置于5℃～10℃的冷藏库内保存。保存种以一个月为有效期，每个月继续培养其后代，连续到第10次为止。按照（d）组装砝码，导向板，轨道后使用。

图10 湿巾除菌效果试验所用器材

试验步骤如图11所示，将调整为0.5～2.5X109个/mL的试验菌液分散到不锈钢板，将包裹了湿巾的砝码装到导向板并进行5次反复的擦拭动作。之后，干燥不锈钢板并回收细菌进行定量检测，取得除菌活性值为2以上时，判定为“有除菌效能”。

图11 湿巾除菌效果试验步骤

4有关除臭效果的规范用语和测定方法

有关除臭效果的规范用语有除臭、脱臭、防臭等，各有不同的作用机制。除臭剂主要是利用化学作用，脱臭剂是以物理作用去除或者减少臭味，而防臭剂是断绝产生臭味或散发臭味的源头。

除臭、脱臭、防臭的评价试验步骤见图12，基本上是使用安全气囊。将需要评价的除臭剂、脱臭剂、防臭剂放入其中，再放入恶臭物质，随着时间推移，利用检测管或者是分析仪器测量安全气囊内的恶臭物质，或者是以感官嗅觉进行评价。除臭、脱臭、防臭的评价方法见表7和表8。

表6 有关除臭效果的规范用语及作用机制

图12 除臭效果的评价试验方法

表7 除臭效果的化学试验和感官评价方法

表9所示为试验用的代表性恶臭物质，因为在不同场合有不同的恶臭物质，因此必须针对用途来选择恶臭成分进行试验。

表8 脱臭和防臭效果的化学试验评价方法

表9 试验用的代表性恶臭物质

5产品开发实例

5.1 以抗菌剂/除臭剂抑制从尿/便产生臭味的成人纸尿裤

图13所示为设计开发成人纸尿裤的结构，图14所示为该抗菌除臭纸尿裤的除臭效果。

图13 设计开发抗菌除臭成人纸尿裤的结构

图14 抗菌除臭纸尿裤的除臭效果

在感官评价中，一般的纸尿裤排尿后随着时间的加长臭味强度加大。但是添加除臭聚合物的纸尿裤，其臭味的强度比一般纸尿裤弱，而抗菌防臭纸尿裤的臭味更弱，并且在经过一段时间后其臭味强度也没有加大。

5.2 失禁尿垫

图15所示为设计开发失禁尿垫的结构，在吸收体的上层使用活性炭片和含银抗菌片。

图16所示为该失禁尿垫的除臭效果。经由臭气检测管测定验证了失禁尿垫有除臭效果。左图为添加活性炭片的产品与常规产品的比较，可以看到添加了活性炭片的失禁尿垫在初期就已抑制了尿臭。右图为添加抗菌剂的产品与无抗菌剂产品的比较，添加抗菌剂的失禁尿垫能抑制尿素的分解。

图15 设计开发失禁尿垫的结构

图16 失禁尿垫的除臭效果

5.3 控制经血臭味的卫生巾

首先，对经血臭味进行分析和评价。仪器分析无法确认特定成分，但在感官评价时，确认了异戊酸、甲硫醇、三甲胺等3种臭味成分。

因为要检测吸收经血后的脱臭效果，所以是在含有水分的情况下进行评价。将0.1g的脱臭剂放入玻璃管（约20mL），投入含有臭味成分的水溶液（1mL）后，用封口膜封住并作为测试样品。测试样品置于室温，30min后将检测管插入封口膜内，使用气体采集仪器吸取气层部分的气体并测定其浓度。脱臭率计算公式如下。

在试验的64种脱臭剂里，疏水性沸石的效果最好，所以将其作为脱臭剂。

在对比试验中，有脱臭剂产品显示出了高脱臭效果。另外，本试验中没有出现痒、皮疹等的报告，即使是在经期中有过发疹等经历的被试验者中，使用了本品也没有问题，基于此，可以判定本品是安全的。