專利名稱：殺菌組成物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種殺菌組成物，特別是涉及一種以特定濃度關(guān)系的乙醇(ethanol)及C2-C6的飽和有機酸(saturated organic acid)為主要成分，添加適量溶劑所制成的低成本、保存安全性高及充分殺菌的組成物。
背景技術(shù)：
2003年3月間所爆發(fā)的急性呼吸道傳染病(SARs)的快速蔓延，不只引發(fā)群聚感染，而且造成一定的死亡率，也使得社會大眾對于良好衛(wèi)生習(xí)慣的養(yǎng)成與環(huán)境的維護有更深刻的體認與需求，除了傳統(tǒng)環(huán)境衛(wèi)生用品外，各種可攜式消毒殺菌用品的需求也隨之成長。
已知傳統(tǒng)最常被用于殺菌(生菌)用途的殺菌物是乙醇溶液(俗稱酒精)。由于乙醇的殺菌作用是源自于其可使蛋白質(zhì)或酵素變性，且可溶解脂質(zhì)并產(chǎn)生脫水作用，因此，可通過溶解細菌的細胞壁或細胞膜內(nèi)的脂質(zhì)，或?qū)е录毦拿撍?，而達到殺菌效果。
一般而言，殺菌用的乙醇為濃度約53g/100ml(約70-75vol％)以上的乙醇水溶液，低于該濃度以下的乙醇水溶液并無殺菌效果(見后面的比較例)。然而，以目前市價為每升45元的食用級糖蜜酒精(95vol％，于25℃下的密度為0.804)來計算，配制1公升的濃度約為53g/100ml的乙醇水溶液所需成本約31元，因此使用乙醇單一主要成分的水溶液來進行日常性大規(guī)模的環(huán)境殺菌消毒，將形成極大的成本壓力。
再者，乙醇本身的低燃點特性，使得以高濃度使用，尤其在溫度高的環(huán)境下使用時，有易燃的安全性顧慮，參閱圖2所示，因此降低乙醇在消毒殺菌制劑中的使用濃度乃成為一普遍的需求。
另外，在酒精棉片的制造過程中，雖普遍以在乙醇中添加異丙醇來降低成本，但是異丙醇具有刺激性味道且會殘留的缺點尚未被克服。
據(jù)上所述可知，以乙醇為單一主要成分，或添加異丙醇所制成的殺菌用品，存有成本較高、安全性較差或味道殘留等問題，就大規(guī)模使用，或隨身使用的實用性而言，仍有待改良。
由于傳統(tǒng)以乙醇為單一有效成分的消毒殺菌液必須配置成濃度約53-58g/100ml(約70-75vol％)以上的乙醇水溶液方能發(fā)揮作用，但是此濃度的配制卻有成本較高，且易燃的缺點。雖有部分產(chǎn)品會于乙醇中添加異丙醇，卻因而伴隨著殘留有刺激性味道的缺陷。
本發(fā)明人為解決上述傳統(tǒng)以乙醇溶液為主的殺菌物的缺點，乃積極研究既可降低乙醇使用量，又不減損其消毒殺菌效力，且除同樣保有無毒性、無刺激性氣味的特性外，更具有保存及使用上的安全性高，成本低的優(yōu)點的新穎消毒殺菌組成物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種殺菌組成物，通過食品加工業(yè)中常用于傳統(tǒng)食品防腐的低碳數(shù)有機酸少量添加于乙醇溶液中，即可制成乙醇含量低于40g/100ml，仍保有等同醫(yī)療用75vol％的乙醇溶液的消毒殺菌功效的殺菌組成物，達到有效地降低成本，且有效地降低溶液的揮發(fā)性及易燃性，提高保存及使用上的安全性的目的。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種殺菌組成物，其特征在于它包含有以g/100ml計的x的乙醇和y的C2-C6的飽和有機酸為主要成分，并添加有適量的溶劑，其中，x和y分別為7.5≤x≤40，1.2≤y≤7.5，并且x與y滿足下列關(guān)系式y(tǒng)≥-0.0316x+2.7027。
該溶劑為水。該C2-C6的飽和有機酸是選自于下列的至少一種乙酸、檸檬酸、乳酸或蘋果酸。
本發(fā)明的殺菌組成物可被廣泛地用于各式殺菌產(chǎn)品的制作，譬如可被用于各種形式的殺菌濕紙巾、廚具清潔劑、乳狀殺菌產(chǎn)品及足部殺菌液的制造上。
下面結(jié)合附圖及較佳實施例對本發(fā)明進行詳細說明。


圖1是本發(fā)明殺菌組成物的濃度坐標圖，說明本發(fā)明殺菌組成物的二主要成分的最低濃度線性關(guān)系；圖2是乙醇的濃度-引火點關(guān)系圖，說明不同濃度的乙醇的引火點變化曲線。
具體實施例方式
參閱圖1-圖2所示，本發(fā)明是以滿足式(1)的濃度關(guān)系的乙醇及C2-C6的飽和有機酸做為有效的殺菌成分，主要成分與適當?shù)娜軇?不會與主要成分相反應(yīng)，或誘發(fā)其互相反應(yīng))相混合而制成一殺菌組成物。
y≥-0.0316x+2.7027 (1)x為乙醇含量(g/100ml)，y為有機酸含量(g/100ml)，且7.5≤x≤40，1.2≤y≤7.5。
適用于本發(fā)明的C2-C6的飽和有機酸包含，譬如傳統(tǒng)可獲自市售的食品添加用的有機酸，較佳地，該有機酸是選自于下列的群組乙酸(acetic acid)、檸檬酸(citric acid)、蘋果酸(malic acid)、乳酸(lactic acid)，以及其等的組合。
在本發(fā)明的一具體例中，該有機酸為乙酸。在本發(fā)明的另一具體例中，該有機酸為檸檬酸。在本發(fā)明的再一具體例中，該有機酸為蘋果酸。在本發(fā)明的再另一具體例中，該有機酸為乳酸。
適用于本發(fā)明的溶劑包含該等不會與乙醇及該有機酸反應(yīng)且無味者，例如最佳為水。其溶劑的加入量可以視需要任意加入，以達到將殺菌組成物稀釋到所需的濃度。
本發(fā)明的殺菌組成物的制備相當容易，通過將各個組份于室溫下相混合并攪拌均勻，即可得到具有優(yōu)異殺菌效果的殺菌組成物。
本發(fā)明的殺菌組成物可廣泛地運用于各式殺菌產(chǎn)品的制作，譬如可用于各種形式的殺菌濕紙巾、廚具清潔劑、乳狀殺菌產(chǎn)品及足部殺菌產(chǎn)品的制造上。
以下將通過實施例進一步說明本發(fā)明，該等實施例只為例示說明用，而非用以限制本發(fā)明的保護范圍。
《生菌檢驗實驗》有關(guān)下列的生菌檢驗，包括培養(yǎng)基的組成以及生菌數(shù)的計算，主要依據(jù)CNS10890的食品微生物檢驗法的生菌數(shù)的檢驗標準來進行，如下生菌的培養(yǎng)與計數(shù)(i)培養(yǎng)基組成平板計數(shù)培養(yǎng)基(Plate count agar)，也稱為標準方法培養(yǎng)基(Standardmethod agar)，組份如下胰化蛋白(Tryptone)5g酵母抽出物(Yeast extract)2.5g葡萄糖(Glucose)1g洋菜(Agar)15g蒸餾水1000ml將上述組份加熱溶解后，分裝于適當容器內(nèi)，經(jīng)121℃滅菌15分鐘后，最后pH值為7.0±0.2。
(ii)稀釋液是依據(jù)CNS10890標準程序，于121℃下滅菌15分鐘后所制得的無菌水。
(iii)生菌的培養(yǎng)第一天先是以100ml的經(jīng)滅菌的無菌水(即上述的稀釋液)來清洗申請人公司的一位傳統(tǒng)作業(yè)員的雙手，并將收集所得的清洗液作為殺菌測試的菌液來源(此為第一天的生菌原液)，取1ml的菌液與9ml的稀釋液混合以進行稀釋，并重復(fù)此稀釋動作數(shù)次而得到數(shù)個不同稀釋倍數(shù)的稀釋檢液。繼而分別取每一稀釋倍數(shù)的稀釋檢液1ml并混合至裝有12-15g的冷卻至約45℃的上述培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿上，使該培養(yǎng)皿靜置，待培養(yǎng)基凝固后，倒置于35±1℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48±2小時(每一稀釋檢液作二重復(fù))，之后以下列(iv)的方法計算生菌數(shù)(也即傳統(tǒng)人雙手的生菌總數(shù))。
第二天為符合食品高標準殺菌測試的生菌數(shù)標準(約為106-107CFU/ml(菌落數(shù)/毫升))，將上述第一天的生菌原液靜置一天進行培養(yǎng)而得到第二天數(shù)目較多的菌液。接著以類似上述步驟，取1ml的菌液與9ml的稀釋液混合以進行稀釋，并重復(fù)此稀釋動作數(shù)次而得到數(shù)個不同稀釋倍數(shù)的稀釋檢液。繼而，分別取1ml的各稀釋倍數(shù)的稀釋檢液混合至一培養(yǎng)基上(每一稀釋檢液作二重復(fù))，在相同于上述的條件下培養(yǎng)，之后以下列(iv)的方法計算生菌數(shù)(經(jīng)培養(yǎng)一天后數(shù)目增加的生菌數(shù))。
(iv)生菌數(shù)的計算計算方式經(jīng)培養(yǎng)后，選取25-250個菌落的二培養(yǎng)皿來計數(shù)。若各稀釋倍數(shù)中只有一種稀釋倍數(shù)的培養(yǎng)皿的菌落數(shù)為25-250個，則以該稀釋倍數(shù)的二培養(yǎng)皿的菌落數(shù)平均值乘其稀釋倍數(shù)，即可得生菌數(shù)；但是若有二種稀釋倍數(shù)的菌落數(shù)落在25-250個的間時，則以下列公式計算的，紀錄生菌數(shù)時應(yīng)將該數(shù)字第三位數(shù)字四舍五入，使其有效位數(shù)為二位 其中，A、B稀釋倍數(shù)；Aa、AbA稀釋倍數(shù)各培養(yǎng)皿內(nèi)的生菌菌落數(shù)；Ba、BbB稀釋倍數(shù)各培養(yǎng)皿內(nèi)的生菌菌落數(shù)。
計算結(jié)果由于下列本發(fā)明的殺菌試驗是分階段完成，在需要生菌時，也就是以上述方式來養(yǎng)菌并計數(shù)以使生菌數(shù)落在所需的范圍內(nèi)。整體而言，第一天收集而得且未經(jīng)靜置培養(yǎng)的菌液的平均生菌數(shù)分布于6.8×103-1.2×104CFU/ml。
靜置至第二天所得生菌數(shù)分布于7.6×106-2.2×107CFU/ml，此生菌數(shù)即落在高標準殺菌測試的生菌數(shù)范圍，是供作后續(xù)本發(fā)明組成物殺菌試驗用。
《殺菌試驗》為證明本發(fā)明殺菌組成物的殺菌效果，以下于比較例1-5中針對單一成分的不同濃度的乙醇水溶液、乙酸水溶液、檸檬酸水溶液、蘋果酸水溶液及乳酸水溶液進行殺菌試驗，以供與后面實施例中本發(fā)明的殺菌組成物(復(fù)合成分)的殺菌效果相比較。
<試劑規(guī)格及成本>
(i)乙醇臺灣公賣局制，濃度95vol％，密度(25℃)0.804，成本45元/升。
(ii)乙酸(醋酸)谷盛股份有限公司制，濃度12wt％，密度(25℃)1.020，成本30元/升。
(iii)檸檬酸三福氣體股份有限公司制，固體純度99％以上，密度(12wt％，25℃)1.048，成本35元/公斤。
(iv)蘋果酸日本Fuso公司制，固體純度99％以上，成本65元/公斤，將其配制成12wt％的水溶液供本案使用，于25℃下密度為1.048。
(v)乳酸日本Musashino公司制，液體純度99％以上，成本80元/公斤，將其配制成12wt％的水溶液供本案使用，于25℃下密度為1.028。
<比較例1>
參照表1，本比較例是針對12組不同濃度的乙醇水溶液(單一成分)進行殺菌試驗。以下以第1組試驗為例，說明水溶液的配制以及殺菌測試的流程(i)乙醇水溶液的配制取10ml的乙醇并添加水(溶劑)至100m1，換算溶液的濃度為7.64g/100ml(此濃度單位類似血液中酒精濃度的表示法)，并以DKK.TOA公司制，品名為pH值測定計、型號HM-25G的pH計測量水溶液的pH值。
(ii)殺菌測試取0.1ml的上述培養(yǎng)而得的菌液(生菌數(shù)約7.6×106-2.2×107CFU/ml)涂抹于培養(yǎng)基上，再將第1組的乙醇水溶液定量(0.2g)均勻噴灑于該培養(yǎng)基上，繼而將該培養(yǎng)基放入培養(yǎng)箱(控制溫度為35±1℃)以進行48±2小時的生菌培養(yǎng)，以上述方式估算生菌數(shù)。殺菌結(jié)果同樣見于表1，其中，以「--」表示極佳的殺菌效果(即完全無菌落存在)；以「+」表示殺菌效果佳，仍有約10個菌落存在；以「++」表示殺菌效果次佳，仍有約100個菌落存在；以「+++」表示殺菌效果不明顯，仍有約1000個菌落存在。
(iii)結(jié)果由表1中可看出，單一成分的乙醇水溶液的濃度必須高于53.470g/100ml(第11組試驗)才有較佳的殺菌效果，也即傳統(tǒng)殺菌用的乙醇水溶液至少必須配制至此濃度以上才有較佳殺菌效果。
表1

a用以測試的生菌數(shù)為7.6×106-1.1×107CFU/ml。
<比較例2-5>
參照表2-5，此等比較例是分別針對多數(shù)組不同濃度的單一成分的有機酸酸水溶液(乙酸、檸檬酸、蘋果酸，以及乳酸)進行殺菌試驗。
(i)有機酸水溶液的配制除所使用的主要成分為上述四種有機酸外，以同于比較例1中各組溶液的配制方式來配制。
(ii)殺菌測試以與<比較例1>相同的方式進行。
表2

a用以測試的生菌數(shù)為7.6×106-1.1×107CFU/ml。
表3


a用以測試的生菌數(shù)為7.6×106-1.1×107CFU/ml。
表4

a用以測試的生菌數(shù)為7.6×106-1.1×107CFU/ml。
表5

a用以測試的生菌數(shù)為7.6×106-1.1×107CFU/ml。
(iii)結(jié)果由表2-5中可看出，該等濃度的單一成分有機酸水溶液的pH值皆低于4，但是濃度分別必須高于8.57(乙酸)、8.80(檸檬酸)、8.80(蘋果酸)、9.87(乳酸)g/100ml才具有符合需求的殺菌效果。
<實施例1>
參照表6，本實施例是針對24組不同濃度的乙醇/乙酸水溶液(殺菌組成物)進行殺菌試驗，為達到降低成本，所選擇的乙醇濃度是＜46g/100ml，每一乙醇濃度搭配四種乙酸濃度來設(shè)計，如試驗組1-4，其它試驗的濃度設(shè)計依此類推。
(i)乙醇/乙酸水溶液的配制除所使用的主要成分為乙醇以及乙酸外，以同于比較例1中各組溶液的配制方式來配制。
(ii)殺菌測試以和<比較例1>相同的方式進行。
(iii)結(jié)果由表6中可看出，借由添加少量的乙酸(濃度≤3.06g/100ml)，在乙醇濃度明顯低于比較例1(單純乙醇水溶液)中所示的最低乙醇殺菌濃度下，即具明顯殺菌效果。
(iv)表6

b用以測試的生菌數(shù)約為7.6×106CFU/ml。
<實施例2-4>
參照表7-9，此三個實施例是分別針對24組不同濃度的乙醇/檸檬酸、乙醇/蘋果酸以及乙醇/乳酸水溶液(殺菌組成物)進行殺菌試驗，兩主要成分的濃度關(guān)系設(shè)計同實施例1。
(i)乙醇/有機酸水溶液的配制除所使用的有機酸為檸檬酸、蘋果酸以及乳酸外，以同于比較例1中各組溶液的配制方式來配制。
(ii)殺菌測試以與<比較例1>相同的方式進行。
(iii)結(jié)果由表7-9中可看出，類似于實施例1，借由于該三種殺菌組成物中添加少量的乙酸，在乙醇濃度明顯低于比較例1(單純乙醇水溶液)中所示的最低乙醇殺菌濃度下，即具明顯殺菌效果。
表7


c用以測試的生菌數(shù)約為7.6×106CFU/ml。
表8


d用以測試的生菌數(shù)約為1.5×107CFU/ml。
表9


e用以測試的生菌數(shù)約為2.2×107CFU/ml。
參照表10-1和表10-2，是將上述四種不同的殺菌組成物(乙醇/乙酸、乙醇/檸檬酸、乙醇/蘋果酸以及乙醇/乳酸水溶液)在不同的濃度關(guān)系下的殺菌效果，以殺菌效果極佳(--)者同列于一欄，效果佳(+)與次佳(++)者另列于一欄的方式整理而得。
在傳統(tǒng)的殺菌處理上，可接受的殺菌效果是殘留菌落數(shù)≤10CFU者，因此殺菌效果佳以上(包含極佳與佳)的濃度范圍均能達成本發(fā)明的目的。雖然不論是乙醇或有機酸濃度愈高，殺菌效果愈佳，但是成本也愈高，分析時，發(fā)現(xiàn)具有殺菌功效的組成物中，乙醇和有機酸的最低有效濃度間呈現(xiàn)如圖1中的直線所示的線性關(guān)系。
根據(jù)表10-1和表10-2，可獲得殺菌效果佳(+)的結(jié)果的組成物中，對應(yīng)于不同的乙醇濃度的有機酸的最低有效濃度(以網(wǎng)底表示者)，如乙醇濃度為7.64g/100ml時，可有效殺菌的組成物惟此點可借由同時混合數(shù)種不同價格的有機酸而獲得解決。
當針對殺菌效果佳(+)的各實施例進行最低有機酸濃度的中所含有機酸的最低濃度是乙酸的2.45g/100ml，二者之間滿足圖1的直線所表示的關(guān)系。
y＝-0.0316x+2.7027 而該直線的R2＝0.9872。
表10-1

表10-2

<安全性評估>
為評估本發(fā)明的殺菌組成物確實較以往濃度較高的乙醇溶液具有較佳的保存安全性，依據(jù)『勞工安全衛(wèi)生簡訊第37期』所載，可借由引火點(Flash Point，或稱閃火點)來評估物質(zhì)的危險程度，所謂引火點是指當可燃性液體或升華性固體受熱時在表面揮發(fā)少量蒸氣，并與空氣混合，此時若有微小火源接近時，將引燃表面附近的蒸氣而形成一閃及逝的火花，而能產(chǎn)生此現(xiàn)象的最低溫度成為引火點。
參照圖2，可清楚了解的是，以往用以消毒殺菌的70vol％以上濃度的乙醇水溶液的引火點約為21℃，而本發(fā)明的殺菌組成物中的乙醇濃度范圍是介于7.5-40g/100ml，換算成體積百分比是介于10-52vol％，對應(yīng)圖2的曲線可推估引火點約為49℃-25℃，較傳統(tǒng)消毒用乙醇溶液的引火點高出不少，因此本發(fā)明的殺菌組成物確實具有較佳的熱安定性及安全性。
<成本評估>
再者，ml當以表10中乳酸殺菌效果較佳的各實施例中最高價的有機酸乳酸(80元/公斤)為基準計算成本(忽略水的成本)時，獲得下列表11的結(jié)果，由表中清楚可知，所有試驗組的成本皆低于70vol％乙醇溶液的成本3.1元/100ml。顯示添加少量的有機酸可以在不損及殺菌功效下實質(zhì)地降低成本。
表11

f成本計算公式(I)×(45元/L)×(L/1000ml)+(II)×(80元/Kg)×(Kg/1000g)表11可知，即使以本發(fā)明組成物中乙醇與有機酸濃度的上限值，同樣以乳酸的成本為基準進行粗算時，則x＝40，且y＝7.5時的成本為2.94元/100ml，依然低于以往乙醇水溶液ml的成本，在需大量使用的場合中具有顯著的實質(zhì)意義。
歸納上述，本發(fā)明的殺菌組成物相對于醫(yī)療級的70-75vol％乙醇溶液，除維持同樣的殺菌效果外，因?qū)嵸|(zhì)降低乙醇的使用量，所以可有效降低殺菌組成物的易燃性，相對地提高高溫環(huán)境下的使用及保存安全性與熱安定性，而且可以有實質(zhì)地降低成本，尤其在需要大量使用的場合中，顯示極大的經(jīng)濟效益。
本發(fā)明的殺菌組成物由于有機酸濃度很低，而無刺激性味道殘留的虞，所以可應(yīng)用于各種清潔、消毒和殺菌產(chǎn)品，且因使用及保存安全性高，尤其適合于制作成隨身攜帶式的各種消毒殺菌用品。
權(quán)利要求
1.一種殺菌組成物，其特征在于它包含有以g/100ml計的x的乙醇和y的C2-C6的飽和有機酸為主要成分，并添加有適量的溶劑，其中，該x和y分別為7.5≤x≤40，1.2≤y≤1.5，且x與y滿足下列關(guān)系式y(tǒng)≥-0.0316x+2.7027。
2.如權(quán)利要求1所述的殺菌組成物，其特征在于該溶劑為水。
3.如權(quán)利要求1所述的殺菌組成物，其特征在于該C2-C6的飽和有機酸是選自于下列的至少一種乙酸、檸檬酸、乳酸或蘋果酸。
4.如權(quán)利要求1所述的殺菌組成物，其特征在于該C2-C6的飽和有機酸為乙酸。
5.如權(quán)利要求1所述的殺菌組成物，其特征在于該C2-C6的飽和有機酸為檸檬酸。
6.如權(quán)利要求1所述的殺菌組成物，其特征在于該C2-C6的飽和有機酸為蘋果酸。
7.如權(quán)利要求1所述的殺菌組成物，其特征在于該C2-C6的飽和有機酸為乳酸。
全文摘要
一種殺菌組成物，它包含有以g/100ml計的x的乙醇和y的C
文檔編號A01N37/02GK1582658SQ0315391
公開日2005年2月23日 申請日期2003年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月20日
發(fā)明者張志毓, 周維文, 許輝煌, 陳慧珠 申請人:耐斯企業(yè)股份有限公司