CN101554181A - 甲壳素消毒液 - Google Patents

Abstract

一种甲壳素消毒液，其包括：甲壳素衍生物、苹果酸、桧木精油、水，其配方为：甲壳素衍生物0.1～50％，苹果酸为0.03～3％，桧木精油为0.01～17％，其余为去离子水。该甲壳素消毒液其在灭菌消毒方面的应用，其具有光谱抗菌的作用。是一种无毒、无副作用、无二次污染、原料易得、制备方法简单、成本低、效果好的甲壳素消毒液。

Description

甲壳素消毒液

技术领域

本发明涉及一种甲壳素消毒液的制备方法和应用。

背景技术

提到消毒剂，人们首先想到的可能是带着刺鼻味道的巴氏消毒液、漂白粉。这些传统的消毒剂多数会对环境造成二次污染；随着细菌和病毒耐药性不断提高，新病毒不断出现，其效力正在降低；另外，其毒性或腐蚀性在直接用于皮肤时还会造成伤害。

消毒灭菌产品(技术)的发展经历了化学消毒剂，如次氯酸钠、碘酊、过氧化物的应用、洗必泰的应用，改进的化学消毒剂，如为提高杀菌效果的新洁尔灭制成复方、为提高杀菌速度的戊二醛+强化剂、防腐剂，以及剂型的改变等。

专家指出，不分场合、时间地大量使用化学成份的杀菌剂和消毒剂将对环境造成严重后果。使用杀毒剂最直接的目的是杀灭有害微生物，让病毒无处藏身。但是，这些杀毒剂杀死的不限于有害微生物，有益的微生物也被一同杀死。另外，长期大量使用化学成份消毒剂、灭菌剂，已使微生物产生抗药性，灭菌效果大大降低；而残留在我们生活、生产等环境中的药剂残留物越来越多，成为新的污染源，滋生新的有害微生物，严重威胁我们的身体健康。比如过氧化物类消毒剂，由于它们具有强氧化能力，可将所有微生物杀灭。而且，高浓度的过氧化物类消毒剂还刺激、损害皮肤粘膜，腐蚀物品。高浓度含氯消毒剂对人的呼吸道粘膜和皮肤有明显刺激作用，对物品有腐蚀和漂白作用，同时还是致癌物质。由于化学成份的消毒剂不能自然降解，还会给环境造成二次污染。

在注重天然、健康、环保的二十一世纪，生物科技俨然已成为极热门的话题。过去50年，人们使用化学抗菌剂做消毒工作，面临毒性、抗药性、安全性与环保性等问题一直无法有效解决，因而影响其应用范围，进而限制其发展。生物产品本身无毒无害，将有机物转变为简单的、无害的无机物如二氧化碳、水之后，这些微生物随之减少至消亡，不会有残留物或二次污染。

生物降解技术的“消毒方法”是，提取、驯化自然界中的有益微生物，以超过其他自然菌成百上千倍的速度分解有机污染物，使有害病毒和细菌没有了宿主、寄生媒介或者营养来源，直至其死亡。目前欧洲和美国正在普遍使用的生物降解和处理垃圾技术，即生物酶降解技术。

由于一种酶只对一类细菌有效，要广谱抗菌，就必须数种酶同时作用。但在酶的复配中，各种酶一起使用会互相抵消活性，而且极易失去活性，不易保存。

近年，甲壳素(Chitin)因为具备优异的生理机能，并且安全无毒，其医药价值已为临床医学所公认。其生物活性包含抑制微生物生长、生理适应性、生物分解性、消炎、止血、保湿、促进组织再生、吸附重金属与消除毒素等。甲壳素(Chitin)及其多种衍生物(Chitosan)均具有不同程度的抗菌、抗感染、抗病毒、抗肿瘤等作用。甲壳素分子链上分布着大量游离氨基正电荷，在水中形成阳离子聚电解质，有架桥链接、电场中和、离子吸附、配位螯合、基团反应等作用。物理化学研究显示，甲壳素在水处理中可去除水中悬浮物、有机物、异味、色素，并且可去除水中对人体有害的重金属和细菌。然而，天然的甲壳素本身难溶于水，极不易被利用，因此其应用范围与效果有限。甲壳素又名壳聚糖、壳糖胺、甲壳质、甲壳胺、几丁质、几丁聚糖，为天然虾蟹壳去除蛋白质与钙质后纯化而得，结构与纤维类似，属于动物性纤维，无毒性、无副作用且具有带正电荷的独特优点。

而甲壳素产品依技术的改进及质量可分为四代：螃蟹虾壳粉、高分子酸性溶性甲壳素、低分子水溶性甲壳素、高分子水溶性甲壳素。

高分子水溶性甲壳素，质量远超过既有的所有甲壳素产品，兼具“高分子酸溶性几丁聚醣”及“低分子水溶性几丁聚醣”的优点，但排除了两者的缺点，是全球科学家梦想已久的高等级甲壳素，真正能发挥天然甲壳素所有优良特性的极品。高分子水溶性甲壳素兼具强大的生物活性、对有害物质的吸附性、安全性、稳定性及天然环保性，它的制成将被遗忘的天然资源再度回收运用，并且不会带来二次污染。

尽管，人们对甲壳素的抗菌原理有了一定的认知，但是，如何提高它的抗菌效能使之达到消毒灭菌的目的，一直是科学家们研究的课题。因此，在世界范围内的消毒产品中，甲壳素还仅仅作为一种辅助的添加成分。目前，尚无文献记载以甲壳素为有效成分的天然消毒灭菌剂产品。

本发明针对化学消毒剂的缺点和利用甲壳素的诸多优点，进行了精心的研究，完成了本发明的甲壳素消毒液。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无毒、无副作用、无二次污染、原料易得、制备方法简单、成本低、效果好的甲壳素消毒液。

本发明的另一目的在于提供一种甲壳素消毒液的制备方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种甲壳素消毒液，其包括：壳糖胺Chitosan(甲壳素衍生物，为高效高纯度甲壳素，纯度＞99.99％)、苹果酸、桧木精油、水，其配方为：甲壳素衍生物0.1～50％，苹果酸为0.03～3％，桧木精油为0.01～17％，其余为水。

一种甲壳素消毒液的制备方法，其特征在于，向一定量的壳糖胺Chitosan(甲壳素衍生物高效高纯度甲壳素，纯度＞99.99％)中加入规定量的苹果酸，再加入桧木精油，去离子水混合，搅拌均匀，制成成品。

一种优选的技术方案，其特征在于，所述的甲壳素衍生物是经水解修饰(控制pH值，重新调整分子链的排列和分子量分布。)后的高分子水溶性的高效高纯度甲壳素，所述的高效高纯度甲壳素为脱乙酰度大于90％；纯度大于99.00％；黏度小于499ml’。

所述的甲壳素衍生物为可以完全溶解于冷水或热水中。

一种优选的技术方案，其特征在于，所述的甲壳素衍生物的水解反应，其PH值3.5-7.5，得到的高分子水溶性甲壳素分子量Mw＝0.5-5.0x10⁵。

所述的高分子水溶性甲壳素衍生物是按照通常的水解方法获得的，即甲壳素经过脱乙酰反应获得的甲壳素的衍生物，其为高脱乙酰度、高纯度，中低黏度且分子结构呈高分子排布。

本发明的再一目的在于，所述的甲壳素消毒液在灭菌消毒方面的应用，其具有光谱抗菌的用途。

使用壳糖胺Chitosan(甲壳素衍生物)做为消毒灭菌的有效成份，这是因为甲壳素的抗菌因子其分子结构与纤维素很接近。唯一不同处在于C-2上的官能基，纤维素是氢氧基，而甲壳质是胺基，由这个胺基产生抗菌能力，我们俗称它为六聚糖。

壳糖胺是由水产虾蟹壳经生化程序提取的多糖类(polysaccharide)天然高分子，经水解反应，再经抗菌因子的调节，得到壳糖胺le6(ChitoSanle6)可以有效灭除细菌、霉菌、酵母菌，对于各样不同菌种具有广谱的除菌效能。

抗菌因子调节助剂包括苹果酸和桧木精油，所述的苹果酸为食品级添加剂。可以有效激发并保持甲壳素抗菌能力的生物活性，进一步提升抗菌效能达到消毒灭菌的目的。

一般的细菌是以蛋白质为主要成份，而滤过性病毒，其主成份为脂质，没有蛋白质，桧木精油具有溶解脂质的作用，使消毒液的消毒范围更加全面有效。

消毒作用原理

本产品的有效成份：壳糖胺为多糖类天然物，以解离分子形态均匀溶解在水中，经过涂抹、浸泡方式或喷雾装置，壳糖胺随着水雾散布在空间，与空气接触后，降落至地面并散布在墙面及物品表面，壳糖胺呈现除菌效能，能够灭除上述环境(包括空气、地面、墙面、物品表面)存在的细菌和霉菌，消除由微生物产生的病源与臭源。

壳糖胺的广谱除菌效能出自两个生化机理：

1.壳糖胺是带正电的天然高分子，与微生物磷酯体的唾液酸结合限制微生物的生命活动。

2.壳糖胺寡糖穿入微生物的细胞，抑制DNA转录为RNA而阻止细胞***直至灭亡。

壳糖胺的除臭机制有两个：

1.抗菌可以消除细菌和霉菌引起的臭味。

3.壳糖胺是阳离子性高分子，可以吸附造成臭源的N、P、S三种元素的酸根阴离子。

甲壳素消毒液藉由上述作用，阻止细菌、霉菌、酵母菌的孳生，而不影响天然生态的平衡。

本发明的优点：本发明研究的消毒液的制程，以水解反应修饰甲壳素的分子结构，激发甲壳素中六聚糖的效能，使甲壳素的抗菌性提高1000倍，有效剂量为一般甲壳素的1/1000，从而使甲壳素这种天然生物高分子素材在消毒产品领域中由配角转变为主角。

甲壳素以其独特的结构，对细菌和霉菌具有抑制作用。尤其对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、小肠结炎耶尔森菌、鼠伤寒沙门菌和李斯特单核增生菌这五种常见的毒菌具有较强烈的抑制作用。并且有效抑制肺炎杆菌的白色念珠菌、霉球菌、须发癣菌等在人体和生活环境常见的病源菌和臭源菌。

作为一种新型无毒的高分子材料，甲壳素原料来源丰富，且具有良好的水溶性、吸附性和絮凝功能，甲壳素容易回收，本身无毒，甲壳素及其衍生物可以在短时间内被生物降解，避免使用化学试剂带来的二次污染。

本发明以雪蟹为原料，经生化程序提取的天然高分子素材。是带正电荷的动物活性纤维分子，并且呈弱酸性，兼具消毒、杀菌、清洁、除臭、净化空气、抗静电等多种功能。

本发明能灭除肠道致病菌、化脓性球菌、致病性酵母菌和细菌芽胞等在人体和生活环境中常见的病源菌和臭源菌，对空气有害气体(NH4/CH2O)根除恶臭及霉味、吸附空气中毒素及细菌和有害气体，造成清新气息，具备天然、清新、洁净、卫生、舒适的健康机能。

甲壳素有纤维素所没有的特性，是含阳离子的可食性动物纤维。本技术产品是一种由甲壳类动物中所萃取的生物高分子多糖类天然物(polysaccharide)，其优异的生理机能、医药价值已为临床医学所公认。本发明产品在室温下放置，不分解，不影响效果。总之，是一种无毒、无副作用、无二次污染、原料易得、制备方法简单、成本低、效果好的甲壳素消毒液。

下面通过具体实施方式对本发明做进一步阐述，但并不意味着对本发明保护范围的限制。

具体实施方式

实施例

向一定量本发明所述的甲壳素衍生物中加入规定量苹果酸，再加入桧木精油，混合，充分搅拌均匀，再加水稀释，制成溶剂状成品。

实施例1～4

其配方量如表1所示：

表1配方含量(mg/l)

成份	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					甲壳素衍生物	20000	10000	5000	450000
苹果酸	2000	2000	1000	25000
					桧木精油	1000	1000	1000	10000

检测结果

表2是各实施例对各种菌种作用30min后的检测结果

表2

表2中“+”表示长菌“-”表示无菌，从表中可以看出在本发明的浓度范围内的消毒液均可以抑制以上细菌的生长。

表3为本发明的甲壳素消毒液的杀菌试验检测报告

试验地点：美国Celsis Laboratory

表3

MIC＝1,000,000/稀释比(例：稀释比＝100，MIC＝1,000,000/100＝10,000ppm)表3中“+”表示长菌“-”表示无菌，

结论：当本发明消毒液的浓度大于0.001％的范围内做的上述杀菌试验检测报告。试验结果表明：当本发明的甲壳素消毒液浓度在0.00195％时，开始发挥消毒灭菌的作用，随消毒液浓度的提升，灭菌种类不断增加。当消毒液达到0.5％以上浓度时，所测菌种全部灭除。

空气消毒效果鉴定试验

广州微生物检测中心的实验是专门针对空气消毒效果做的鉴定，依据美国美国Celsis的检测，以消毒液最低0.02％的浓度对空气进行不同作用时间的消毒效果检测，如表4和表5所示。

表4检测结果

从表4中可以看出，本发明在同一浓度对空气中存在的大肠杆菌、金黄色葡萄糖菌、黑曲霉菌等均有作用，作用时间越长，杀菌效果越好。

表5去除气体的检测结果

从表5中可以看出，本发明在最低浓度下作用下，对氮气、氨气、甲醛气体等均有去除作用，尤其是对甲醛气体，去除效果最快最好。

急性经口毒性试验

检测环境条件：温度21℃，湿度63％

实验动物：NIH小鼠，体重18～22克，由广东省医学实验动物中心提供，如表6所示。

表6

结论：给予本发明的不同浓度的消毒液后，所有受试动物于观察期内未见异常反应，无死亡。雌、雄小鼠经口急性毒性最大耐受剂量大于5000mg/kg体重。根据《消毒技术规范》中急性毒性分级标准，受试物属实际无毒级物质。

一次完整皮肤刺激试验

检测项目：一次完整皮肤刺激试验

检测环境条件：温度20℃，湿度62％

实验动物：新西兰家兔，普通级，由广东省医学实验动物中心提供，实验结果列于表7。

表7

结论：在整个观察期内，家兔皮肤的最高皮肤刺激指数为0，根据《消毒技术规范》中的皮肤刺激试验评价标准判定，本发明的不同配比的消毒液对家兔皮肤一次刺激强度为无刺激性。

急性眼刺激试验

检测环境条件：温度20℃，湿度62％

实验动物：新西兰家兔，由广东省医学实验动物中心提供，实验结果列于表8。

表8

表8列出了受试动物一次接触本发明的消毒液后对眼睛角膜损害、虹膜损害、结膜充血和结膜水肿四方面，按分级标准判定受试物对眼睛的刺激和损伤程度

结论：在整个观察期内，本发明的各种浓度的消毒液对3只家兔眼刺激平均评分角膜或虹膜损害为0，结膜充血或水肿为0，根据《消毒技术规范》中的急性眼刺激试验评价标准判定，受试物对家兔眼刺激强度属无刺激性。

Claims (5)

1.一种甲壳素消毒液，其包括：甲壳素衍生物、苹果酸、桧木精油、水，其配方为：甲壳素衍生物0.1～50％，苹果酸为0.03～3％，桧木精油为0.01～17％，其余为去离子水。

2.根据权利要求1所述的甲壳素消毒液，其制备方法为向一定量甲壳素衍生物中加入规定量的苹果酸，再加入桧木精油，去离子水混合，搅拌均匀，制成成品。

3.根据权利要求2所述的甲壳素消毒液，其特征在于，所述的甲壳素衍生物是经水解修饰后的高分子水溶性高效高纯度甲壳素，所述的高效高纯度甲壳素为脱乙酰度大于90％；纯度大于99.00％；黏度小于499ml’。

4.根据权利要求3所述的甲壳素消毒液，其特征在于，所述的甲壳素衍生物的水解反应，其PH值3.5-7.5，得到的高分子水溶性甲壳素分子量Mw＝0.5-5.0x10⁵。

5.一种甲壳素消毒液，其在灭菌消毒方面的应用。