低温消毒液的发展现状及应用

张子衿 孙红霞 赵建利

北京洛娃日化有限公司，北京，101300

在新型冠状病毒引发的肺炎疫情期间，我国多地陆续报道冷链食品外包装新冠病毒核酸检测为阳性。与此同时，通过冷链食品外包装引发的新冠疫情也时有发生。这是因为许多常见消毒剂在低温环境下的消毒效果都会有所降低[1,2]，在低于0℃的冷库或运输环境下还会导致消毒液冻结无法发挥作用，在冷链要求的环境下根据常规消毒剂说明书中的剂量使用达不到消毒效果，而消毒措施不到位则难以阻止病毒的传播。为解全国疫情防控之急，确保低温消毒效果，研发适用于冷链产品的低温消毒液至关重要。

1 低温消毒剂的定义

低温消毒产品跟普通消毒剂相比，需要通过低温试验以确保其在相应低温环境下仍能保持液态及稳定性，同时在消毒液和需要消毒的物体表面均处于低温时消毒效果合格，为保证低温消毒剂在其对应的使用环境下的质量，其检测方法与普通消毒剂有所差别。根据低温消毒剂卫生安全评价技术要求，低温消毒剂检验项目按照《消毒产品卫生安全评价技术要求》（WS 628－2018）中硬质物体表面消毒剂进行检测，同时增加低温试验。检测方法和评价指标可参考《消毒技术规范》（2002年版）、《消毒剂实验室杀菌效果检验方法》（GB/T38502－2020）和《消毒剂安全性毒理学评价程序和方法》（GB/T 38496－2020）等相关标准规范，微生物杀灭试验应在产品说明书标注的对应低温条件下操作。由于低温消毒剂适用于低温条件，其检验项目和评价方法与常规硬质物体表面消毒剂存在差异。具体技术要求如下：

（1）实验室微生物杀灭试验。实验室试验应采用载体法。试验前，将低温消毒剂（应用液）放入产品说明书标注的相应低温条件下，用温度计测定低温消毒剂的温度，达到相应低温后方可进行试验操作。染菌载体干燥后，在产品说明书标注的相应低温下至少放置30 min。实验操作时，应确保低温消毒剂和菌片的作用温度保持在相应低温条件。

（2）现场试验按照产品标准说明书标注的应用场景，选择相应现场，与消毒设备配套使用，用染有指示微生物的载体进行模拟现场试验。一般选择布片作为载体，使用气雾或超低容量喷雾等消毒方式时，不可使用布片和滤纸片等有吸附能力的载体，可选择金属片或玻璃片。选择抵抗力较新型冠状病毒高的金黄色葡萄球菌（ATCC6538）和大肠杆菌（8099）作为指示微生物。如有特殊要求，也可选择脊髓灰质炎病毒Ⅰ型（poliovirus-Ⅰ，PV-Ⅰ）疫苗株作为指示微生物。将染有指示微生物的载体放入现场低温环境至少30 min，确保指示微生物达到相应低温后，方可进行现场实验。试验时，应将染有指示微生物的载体放在最难消毒位置。

（3）低温试验在低温消毒剂说明书规定的最低适用温度下，测试该低温消毒剂是否能保持液体状态。取5 ml低温消毒剂（应用液）放置于相应低温下过夜（＞8 h），观察并记录其性状。该低温消毒剂保持液体状态、无析出、无结晶，则判定为合格。

2 低温消毒剂的主要成分

低温消毒液主要由防冻剂和消毒剂组成。除75%左右的乙醇和异丙醇这类醇类消毒液以外，一般消毒液的主要成分是水，在温度达到-18 ℃的冷库冻结间环境下会结冰，导致消毒效果丧失。因此防冻剂需要选择溶于水能够降低冰点的物质，常见的抗防冻剂有无机盐类和醇类溶剂。无机盐类防冻剂氯化钙、氯化钠、氯化铵、氯化钾、氯化镁溶于水后，水中的离子浓度上升，依据稀溶液的依数性降低蒸汽压从而降低冰点，其缺点是形成电解质溶液，会加速对金属的腐蚀。可以作为防冻剂的醇类有甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、甘油、二乙二醇，基本为冰点较低的溶剂，与水按不同比例混合后改变混合物的蒸汽压从而改变其冰点。

3 消毒剂与防冻剂的配伍

低温消毒剂中消毒剂和防冻剂的配伍不能随意搭配，可能存在低温时溶解度下降析出影响防冻效果或消毒效果，或者消毒剂中加入防冻剂后导致消毒有效成分快速降低的情况。

3.1 季铵盐消毒液

季铵盐消毒液是一种阳离子消毒剂，依据其化学结构大致分为单链季铵盐和双链季铵盐。常用的单链季铵盐消毒剂有苯扎氯铵，这是一种有效的抗菌剂[3]，属于低效消毒剂，可杀灭细菌繁殖体、真菌和亲脂病毒。双链季铵盐常见的有二癸基二甲基溴化铵，属于中效消毒剂，可杀灭各种细菌繁殖体及多数病毒、真菌。单链季铵盐消毒剂可吸附于菌体表面改变细胞壁和细胞膜通透性使胞内的酶或蛋白质外漏变性影响细胞代谢过程最后导致菌体死亡。双链与单链季铵盐消毒剂杀菌机理基本相似，具有更好的表面活性作用，增加消毒剂在细菌表面的吸附能力，从而改变膜的渗透性，不同在于双链季铵盐可以干扰核酸和蛋白质的合成。季铵盐消毒剂刺激性低、水溶性好且无刺激性气味，使用方便、性质稳定，广泛应用于家居、医院、食品工业、水处理等行业。近年来对季铵盐类消毒剂复方的研究开展较多，主要是通过单链季铵盐与双链复配或与其他化学消毒剂联合使用，从而发挥协同杀菌作用。苯扎氯铵是非常有效的抗真菌消毒剂。以乙二醇和乙醇为防冻剂，质量浓度为0.5%的十二烷基二甲基苄基氯化铵对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌作用15 min，杀灭对数值均大于3.0[4]。

3.2 含氯消毒剂

常见的含氯消毒剂有次氯酸钠和二氯异氰尿酸钠，属于杀孢子剂，其主要有效成分为次氯酸。主要通过次氯酸卤化或氧化细胞蛋白质和脂质而破坏病原体。关于次氯酸钠作为消毒剂主要成分与防冻剂配制的消毒液在低温环境下的消毒效果已有部分研究。对于有效氯为2310 mg/g的84消毒液，以30%的甲醇和70%的乙二醇、80%的甲醇和20%的乙二醇为防冻剂，其有效氯含量基本没有影响，在-25℃条件下，用含有效氯368 mg/L和1840 mg/L的84消毒液加入这两种抗冻剂对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作用10 min内均可达到完全杀灭[5]。次氯酸低温消毒液原液在-5 ℃下，作用10 min，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、对脊髓灰质炎病毒杀灭对数值均＞5[6]。

使用乙醇作为次氯酸钠消毒剂的防冻剂，会发生反应。1.025%的次氯酸钠溶液与相同有效氯含量的次氯酸钠溶液中加入乙醇作为防冻剂，在配制30 min后，有效氯含量大大降低，见表1。

表1 乙醇对次氯酸钠溶液有效氯含量的影响

以二氯异氰尿酸钠为消毒有效成分，25%无水氯化钙和9.5%乙醇为防冻剂的二元型消毒剂在温度为－5～－15 ℃范围，有效氯浓度2550～3330 mg/L消毒剂作用10 min，对布放在集装箱内底面、低温库房地面和物品外包装表面的染菌载体上金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀灭对数值均合格[7]。

3.3 醛类消毒剂

戊二醛通常用于环境及普通物体表面的消毒剂、医疗器械的消毒剂，对金属腐蚀性小, 受有机物影响小;杀菌效果受pH影响大;对皮肤黏膜有刺激性,不宜用于皮肤、黏膜的消毒。以乙醇和乙二醇为防冻剂，戊二醛消毒组方杀灭病原菌的最佳组合为：戊二醛浓度为0.03%，癸甲溴铵浓度为0.003%，乙醇浓度为45%，消毒时间为30 min[8]。

3.4 过氧化氢消毒剂

过氧化氢通常使用双氧水蒸汽或过氧化氢溶液。可用于消毒室内空气、环境及普通物体表面、瓜果蔬菜、餐饮具及接触食品的工具、设备的、人体皮肤、黏膜和手以及医疗器械。主要消毒机理是作用于核糖体，巯基，氧化自由基攻击病毒的外壳和遗传物质，使其失去感染力和自我复制的能力。过氧化物比醇类抗菌活性更高，分解后形成水和氧气，不产生残留。但同时具有很强刺激性和腐蚀性。双氧水自身化学性质不稳定，分解速度快，储存不方便易失效，易胀瓶，对包装要求高。过氧化氢不适用于布类、纸类等材质的灭菌，含有木浆类材料，会大量吸附过氧化氢，而过氧化氢具有腐蚀性，易腐蚀纸面。低温过氧化氢消毒液的研究较少，含过氧化氢10 g/L并辅以柠檬酸与乙醇，在－18℃载体上作用6 min，对白色念珠菌杀灭对数值＞5.00[9]。

4 讨论

低温消毒剂旨在用于冷链产品运输及储存过程中对环境及食品包装的消毒，在消毒剂的选择上应选取可用于食品的消毒剂，同时防冻剂也应选取无毒的食品级原料。戊二醛类消毒剂不能用于食品，甲醇、乙二醇、二乙二醇防冻剂有毒性，在冷链中应慎用。含氯消毒剂溶液易分解不易储存，在与乙醇配伍后，有效成分快速损失，有效率降低，影响消毒效果。二氯异氰尿酸钠二元低温消毒剂在使用过程中，二氯异氰尿酸钠固体颗粒与液体混合，需要专人进行配制，而且溶解需要较长时间。含氯消毒剂腐蚀性较强，疫情常态化的情况下，冷链环境长期使用不适合。

季铵盐消毒液消毒效果好且安全，广泛用于食品工业；相较于其他消毒剂，季铵盐消毒剂对皮肤黏膜无刺激、毒性小、气味小，也被用作儿童伤口的消毒剂[10]；稳定性好，便于储存，相比含氯消毒液及双氧水为主要成分的消毒液不易分解；应用于食品包装及纸箱，无腐蚀和漂白作用；与防冻剂具有较好的相容性，可与乙醇、甘油、丙二醇和氯化钠等配伍，适用于冷链的低温环境；季铵盐水溶性好，与防冻剂配伍后能配制成稳定透明的液体，常温下可以长期放置，使用时无需现场配制可以直接使用，大大减少了现场消毒的操作时间，节省了场地不便配制化学试剂带来的麻烦，适用于紧张繁重的冷链运输工作时使用，消毒喷雾安全无副作用，没有含氯消毒剂消毒过程中释放的刺激性气味。