Actualmente, face às mudanças nas condições ambientais e ao surgimento de várias crises de saúde pública, os consumidores estão a dar maior ênfase à higiene e saúde doméstica. Ao mesmo tempo, a funcionalização emergiu como uma tendência chave de desenvolvimento no sector dos detergentes domésticos; os consumidores já não estão satisfeitos com detergentes que apenas oferecem capacidades de limpeza padrão, mas também procuram atributos adicionais, como esterilização e fragrância. Além disso, a adoção generalizada de máquinas de lavar totalmente automáticas levou os consumidores a preferirem cada vez mais lavar vários tipos de roupa em cargas combinadas. Estes factores impulsionaram um rápido aumento na procura dos consumidores por produtos detergentes domésticos com propriedades desinfectantes e sanitizantes.
Nos últimos anos, a variedade de produtos de higienização e desinfecção também se expandiu significativamente, evoluindo de desinfetantes-de uso único para produtos compostos-multifuncionais que combinam recursos de limpeza e esterilização. Além disso, o escopo de aplicação se ampliou, partindo apenas dos têxteis para abranger uma ampla variedade de produtos de limpeza doméstica,-como detergentes para lavar louça, produtos de limpeza para pisos e superfícies e produtos de limpeza para vasos sanitários.
De acordo com as disposições relevantes da norma QB/T 2850-2007, *Detergentes antibacterianos e bacteriostáticos*, os produtos referidos como "detergentes antibacterianos e bacteriostáticos" nesta indústria são formulados usando surfactantes em combinação com bactericidas ou bacteriostáticos específicos; esses são produtos químicos de limpeza-de uso diário que possuem propriedades antibacterianas/bacteriostáticas e funções de limpeza/remoção-de manchas. A formulação de tais detergentes sanitizantes e desinfetantes apresenta vários desafios técnicos: Primeiro, selecionar bactericidas apropriados; segundo, avaliar a compatibilidade e o desempenho sinérgico dos bactericidas selecionados quando combinados com outros componentes detergentes; e terceiro, determinar o método ideal para incorporar os bactericidas na formulação. Este artigo concentra-se nestes três aspectos, revisando sistematicamente os ingredientes responsáveis por proporcionar efeitos esterilizantes e bacteriostáticos em detergentes domésticos - examinando especificamente suas características de compatibilidade e métodos de incorporação.
1. Tipos de bactericidas em detergentes domésticos
Com base na sua origem, os bactericidas podem ser amplamente classificados em bactericidas sintéticos e bactericidas naturais. Com base em sua composição química, eles podem ser categorizados em à base de halogênio-, à base de oxigênio-, à base de aldeído-, à base de fenol-, sais de amônio quaternário, compostos à base de guanidina-, extratos de ervas tradicionais e outros tipos. No contexto de detergentes químicos-de uso diário, os principais microrganismos alvo desses bactericidas são *Staphylococcus aureus*, *Escherichia coli* (E. coli) e *Candida albicans*. Os bactericidas usados em detergentes domésticos devem atender aos seguintes critérios: ① Alta segurança-não-tóxica para humanos e baixa irritação; ② Alta eficiência-eficaz mesmo quando adicionado em pequenas quantidades; ③ Boa compatibilidade com surfactantes e outros auxiliares de detergente; ④ Boa solubilidade e dispersibilidade-sem comprometer o desempenho fundamental ou a fragrância do produto.
Agentes-baseados em halogênio
Os bactericidas-à base de halogênio incluem agentes contendo-cloro, bromo-e iodo-. Uma vez que os elementos halogéneos possuem inerentemente fortes propriedades oxidantes, os compostos que contêm estes elementos exibem tipicamente potentes capacidades bactericidas e de branqueamento.
① Bactericidas-contendo cloro
Os bactericidas-que contêm cloro possuem forte poder bactericida, capaz de eliminar vários microorganismos-incluindo esporos bacterianos. Além disso, oferecem vantagens como ampla disponibilidade e baixo custo; no entanto, a sua forte irritação e sensibilidade ao pH limitam o seu âmbito de aplicação. Bactericidas comuns contendo cloro-usados em detergentes domésticos incluem principalmente hipoclorito de sódio e dicloroisocianurato de sódio. O hipoclorito de sódio produzido industrialmente normalmente contém um teor de cloro ativo de aproximadamente 10% a 20%; atua como um forte agente oxidante com potentes efeitos bactericidas e branqueadores, embora seja corrosivo para os metais e sujeito à decomposição. Em termos de compatibilidade, o hipoclorito de sódio pode danificar certos corantes e reagir negativamente com fragrâncias, enzimas e agentes branqueadores fluorescentes; conseqüentemente, é frequentemente utilizado de forma independente em soluções desinfetantes e produtos alvejantes. O dicloroisocianurato de sódio-também conhecido como Dicloro-é um bactericida-de amplo espectro; embora a sua forma de pó seco seja estável durante o armazenamento, a sua solução aquosa apresenta fraca estabilidade. O dicloroisocianurato de sódio não apresenta toxicidade cumulativa ou efeitos mutagênicos, oferece um alto perfil de segurança e, portanto, é adequado para uso em detergentes domésticos. Em termos de compatibilidade, substâncias como dietanolamidas de ácidos graxos, éteres de alquilfenol polioxietileno, bórax e carbonato de sódio exercem um efeito de decomposição no dicloroisocianurato de sódio; inversamente, substâncias como alquilbenzenossulfonato de sódio, éter sulfato de álcool graxo de sódio, éteres de polioxietileno de álcool graxo, sulfato de sódio e cloreto de sódio aumentam a estabilidade do dicloroisocianurato de sódio.
② Bactericidas-à base de bromo
Variedades comuns de bactericidas-à base de bromo incluem principalmente bromoclorodimetilhidantoína e dibromodimetilhidantoína; esses agentes são ecologicamente corretos após o uso. Comparados aos bactericidas-à base de cloro, os agentes à base-de bromo apresentam eficácia superior na eliminação microbiana em ambientes alcalinos e degradam-se mais rapidamente. No entanto, devido ao seu custo mais elevado, os bactericidas-à base de bromo são predominantemente utilizados para desinfecção em hospitais e áreas afetadas-epidêmicas, enquanto sua aplicação em detergentes domésticos permanece relativamente limitada.
③ Bactericidas-à base de iodo
Bactericidas-à base de iodo-como iodo elementar e iodóforos-são amplamente empregados nas áreas de medicina e saúde pública; nos últimos anos, eles também encontraram aplicação na indústria de detergentes. O iodo elementar possui excelente permeabilidade, permitindo-lhe penetrar rapidamente nas paredes celulares e induzir a desnaturação e inativação de proteínas. Estudos demonstraram que, ao formular uma mistura de 0,5% de iodo com doze surfactantes diferentes,-incluindo álcool graxo de sódio, polioxietileno éter sulfato (AES),-o detergente antimicrobiano à base de iodo resultante-atinge níveis altamente satisfatórios de detergência e eficácia bactericida.
Peróxidos
Após a dissolução em água, os bactericidas-à base de peróxido se dissociam para gerar radicais livres com alto potencial redox. Posteriormente, esses radicais rompem as barreiras de permeabilidade dos microrganismos-ou atacam suas proteínas, DNA e outros componentes celulares-levando, em última análise, à morte microbiana.
① Peróxidos Líquidos
Os principais peróxidos líquidos utilizados neste contexto são o peróxido de hidrogênio e o ácido peracético. Essas substâncias são altamente corrosivas por natureza e exercem efeito branqueador nos tecidos. Atualmente, o peróxido de hidrogênio é utilizado principalmente em formulações de alvejantes-com cores seguras. Embora algumas pesquisas tenham explorado sua aplicação em detergentes para lava-louças, sua incorporação nessas formulações apresenta inúmeros desafios de compatibilidade, pois sua decomposição pode ser desencadeada por fatores como metais pesados, ambientes alcalinos e exposição à luz.
② Peróxidos Sólidos
Peróxidos sólidos-especificamente perborato de sódio e percarbonato de sódio-são predominantemente empregados em formulações de detergentes em pó. Notavelmente, tanto o perborato de sódio como o percarbonato de sódio requerem temperaturas elevadas para libertar oxigénio; conseqüentemente, eles não exercem sua eficácia bactericida até que a temperatura exceda 40 graus. Além disso, a estabilidade de compostos como o percarbonato de sódio é relativamente fraca. Com base nessas características, essa classe de biocidas é utilizada principalmente em formulações para limpadores de cubas de máquinas de lavar, abridores de ralos e produtos similares.
③ Dióxido de Cloro Estabilizado
O dióxido de cloro é classificado pela Organização Mundial da Saúde como um biocida Classe A1 altamente eficaz e seguro. À temperatura ambiente, existe como um gás verde-amarelado caracterizado por alta reatividade química e sua eficácia desinfetante é cinco vezes maior que a do cloro elementar.
Derivados de Guanidina
Os biocidas-à base de guanidina são amplamente categorizados em biguanidas e monoguanidas. A categoria de biguanida inclui clorexidina e seus derivados, sais de polihexametileno biguanida e poliaminopropil biguanida, entre outros. A categoria monoguanida consiste principalmente em monoguanida de polihexametileno, disponível em várias formas de sal, como cloridrato, estearato e propionato. Estudos indicaram que a forma de cloridrato apresenta uma eficácia bactericida mais forte em comparação com outras formas de sal.
A clorexidina (também conhecida como Hibitane) está predominantemente disponível em duas formas: o acetato e o gluconato. Possui propriedades bacteriostáticas de amplo-espectro; em altas concentrações, demonstra efeitos bactericidas e bacteriostáticos, enquanto em baixas concentrações, sua ação é principalmente bacteriostática. No entanto, a clorexidina é ineficaz contra esporos bacterianos e fungos. No campo de produtos químicos diários, é comumente utilizado como conservante em desinfetantes para as mãos, cremes dentais e produtos para a pele.
O cloridrato de polihexametileno guanidina é classificado como uma substância de baixa-toxicidade; não é-corrosivo aos metais e não exerce efeito branqueador nos tecidos. Esta classe de biocidas apresenta excelente solubilidade em água e estabilidade térmica; eles produzem espuma mínima, são fáceis de enxaguar e são insensíveis às flutuações de pH. Comparados aos biocidas à base de cloro-ou à base de peróxido-, os biocidas de polihexametileno guanidina (PHMG) possuem menor toxicidade e irritação, tornando-os mais seguros para uso; consequentemente, são amplamente incorporados em detergentes domésticos. Estudos demonstraram que a aplicação de biocidas PHMG por um tempo de contato de apenas 5 a 10 minutos é suficiente para reduzir a contagem bacteriana total e os níveis de coliformes nas superfícies dos utensílios de mesa para níveis compatíveis com os padrões de higiene nacionais relevantes. Os principais fabricantes de detergentes lançaram posteriormente uma gama diversificada de produtos de limpeza doméstica apresentando PHMG como ingrediente biocida ativo. Quanto à compatibilidade, como os biocidas-à base de guanidina são agentes catiônicos, seu uso deve ser evitado em conjunto com sabões, surfactantes aniônicos e substâncias similares; além disso, certos surfactantes não{12}}iônicos também podem comprometer sua eficácia biocida. Além disso, o PHMG usado como ingrediente independente em uma formulação é classificado como um biocida-de baixa eficiência; portanto, em aplicações que exigem alta-intensidade ou efeitos de desinfecção prolongados, ele deve ser utilizado sinergicamente com outros agentes biocidas.
Sais de amônio quaternário
Os sais de amônio quaternário são uma classe de surfactantes catiônicos. Entre eles, os-sais de amônio quaternário à base de alquila-categorizados especificamente em variantes de-cadeia simples e de{4}cadeia dupla-são os mais amplamente empregados como biocidas. Até o momento, esta classe evoluiu através de sete gerações de produtos. A primeira e segunda gerações são tipificadas por cloreto de benzalcônio e brometo de benzalcônio, enquanto a sétima geração consiste em misturas compreendendo sais poliméricos de amônio quaternário combinados com cloreto de alquil dimetil benzil amônio e cloreto de alquil dimetil etil benzil amônio. Embora os sais de amônio quaternário sejam ineficazes contra fungos, *Mycobacterium tuberculosis* e esporos bacterianos, eles possuem propriedades bacteriostáticas potentes, capazes de inibir o crescimento e a reprodução bacteriana mesmo em concentrações extremamente baixas.
Em termos de compatibilidade, todos os biocidas de amônio quaternário funcionam como surfactantes catiônicos. Embora os sais de amônio quaternário-de cadeia dupla demonstrem um certo grau de resistência aos efeitos adversos dos surfactantes aniônicos e da água dura, sua co-formulação ou uso simultâneo com surfactantes aniônicos deve, no entanto, ser evitado. Além disso, substâncias como iodo, iodeto de potássio, ácido salicílico e peróxidos apresentam efeitos antagônicos quando combinadas com desinfetantes de amônio quaternário; portanto, a mistura destas substâncias deve ser evitada durante a aplicação. Nos últimos anos, o uso de desinfetantes de amônio quaternário em detergentes domésticos tornou-se cada vez mais difundido.
Outros desinfetantes sintéticos
Os desinfetantes sintéticos também abrangem categorias como aldeídos e fenóis. Entre os desinfetantes-à base de aldeído, o formaldeído é altamente irritante, age lentamente e apresenta riscos potenciais cancerígenos. Em relação aos desinfetantes-à base de fenol, os riscos potenciais associados aos agentes comumente usados-como triclosan e triclocarban-estão sendo continuamente expostos; dadas estas preocupações de segurança, a sua inclusão nas formulações dos produtos requer uma consideração cuidadosa e prudente.
Desinfetantes Naturais
Com base em sua origem, os desinfetantes naturais podem ser amplamente classificados em categorias-derivadas de plantas, derivadas de animais-e derivadas de microorganismos-. Devido à sua baixa toxicidade e mínima irritação, os desinfetantes naturais tendem a ser mais facilmente aceitos pelos consumidores, levando a um aumento contínuo no interesse de pesquisa neste campo. Os atuais esforços de pesquisa se concentram principalmente em desinfetantes derivados de plantas, embora um número limitado de estudos também tenha explorado a incorporação de desinfetantes derivados de animais- ou microorganismos-em formulações de detergentes domésticos.
① Desinfetantes-derivados de plantas
Desinfetantes-derivados de plantas são definidos como preparações antimicrobianas produzidas pela extração de componentes-que possuem atividade bactericida ou bacteriostática-de diversas partes da planta, como raízes, caules, folhas e flores, para uso contra microorganismos patogênicos. Os principais constituintes ativos encontrados em desinfetantes- derivados de plantas incluem alcalóides, flavonóides, esteróides, terpenos, taninos, óleos essenciais, terpenóides, saponinas, cumarinas, lignanas, estilbenos, polissacarídeos, fenóis, quinonas, ésteres e ácidos orgânicos. Ao incorporar desinfetantes-derivados de plantas em formulações de detergentes, surgem dois desafios principais: primeiro, determinar a dosagem ideal; e segundo, gerenciar a cor resultante do sistema de detergente. Embora os desinfetantes-derivados de plantas geralmente possuam potência antimicrobiana limitada e acarretem custos de produção mais elevados, seu baixo perfil de irritação levou à sua aplicação cada vez mais difundida em produtos detergentes domésticos.
② Biocidas-derivados de animais
Substâncias extraídas de animais-como lisozima, peptídeos antimicrobianos e proteínas antimicrobianas-possuem graus variados de eficácia antimicrobiana. Atualmente, a quitosana é o agente de origem animal mais utilizado-no setor de detergentes; no entanto, a sua aplicação em detergentes é significativamente limitada pela sua fraca solubilidade em água e na maioria dos solventes orgânicos, bem como pela sua potência antimicrobiana inerentemente suave. Para resolver estas limitações, os esforços de investigação concentraram-se no aumento das capacidades antimicrobianas da quitosana através da modificação química para desenvolver uma série de derivados da quitosana, ou através da incorporação de factores antimicrobianos altamente potentes na matriz da quitosana.
③ Biocidas-derivados de micróbios
Os biocidas-derivados de micróbios podem ser amplamente categorizados em dois tipos: o primeiro envolve a aplicação direta de microrganismos-como bacteriófagos, vírus, bactérias e fungos-para obter efeitos antimicrobianos; a segunda utiliza os subprodutos metabólicos de microrganismos para fins antimicrobianos. Até à data, a investigação relativa à aplicação desta classe específica de biocidas em formulações de detergentes permanece relativamente limitada.
Seleção e Incorporação de Biocidas em Detergentes Domésticos
O desenho da formulação de detergentes antimicrobianos requer uma consideração cuidadosa das características específicas das superfícies ou objetos a serem limpos. Isto implica a seleção de biocidas e surfactantes apropriados, bem como a avaliação da compatibilidade sinérgica dos vários componentes da mistura. Tomando como exemplo os produtos de limpeza para pisos e móveis: os biocidas à base de cloro-são geralmente evitados porque causam descoloração na madeira; os sais de amónio quaternário catiónicos são relativamente suaves e possuem baixa toxicidade, embora a sua eficácia antimicrobiana seja comparativamente mais fraca; a polihexametileno biguanida (PHMB), por outro lado, é eficaz contra bactérias Gram-positivas e Gram{4}}negativas. Além disso, não é-tóxico, não{7}}irritante e é eficaz contra fungos e bolores-como *Candida albicans*. Devido à sua estrutura molecular polimérica, o PHMB é adsorvido em superfícies de pisos e móveis após uso repetido, proporcionando assim um efeito antimicrobiano sustentado. Com base nessas considerações abrangentes, a formulação selecionada emprega um sistema biocida misturado compreendendo 20% de sal de amônio quaternário de polihexametileno biguanida, 45% de cloreto de dodecil dimetil benzil amônio e um sal de dialquil amônio quaternário para uso em produtos de limpeza de pisos e móveis. Dada a seleção de biocidas catiônicos, deve-se ter cuidado especial ao escolher os surfactantes a serem misturados com eles para garantir compatibilidade e desempenho ideal. Em última análise, a formulação utiliza éteres de polioxietileno de álcool graxo, dodecil dimetil betaína, éteres de polioxietileno de álcool graxo de cadeia ramificada, alquilglicosídeos e óxidos de amina como componentes surfactantes primários. Especificamente, os éteres de polioxietileno de álcool graxo reduzem significativamente a tensão superficial, facilitando assim a migração de biocidas para as superfícies das células bacterianas e a sua subsequente penetração no interior da célula, aumentando assim a sua eficácia bactericida. A dodecil dimetil betaína e os óxidos de amina possuem propriedades bactericidas inerentes e exibem um efeito sinérgico no que diz respeito à detergência. Os alquilglicosídeos são de natureza suave e possuem excelente capacidade de espalhamento, reduzindo efetivamente a sensação pegajosa deixada nas superfícies de pisos e móveis.
Em relação ao método de incorporação do biocida, a maioria dos biocidas é adicionada diretamente às formulações de detergentes como matéria-prima durante o processo de composição. Embora esta abordagem seja simples e fácil de executar, ela proporciona benefícios antimicrobianos ou bacteriostáticos ao objeto limpo apenas durante o ciclo de lavagem propriamente dito; oferece retenção limitada desses benefícios quando o processo de limpeza é concluído. Esta limitação é particularmente pronunciada em produtos como os detergentes para a roupa, que requerem um enxaguamento extensivo com grandes volumes de água durante as fases finais do ciclo de lavagem, tornando ainda mais desafiadora a manutenção sustentada dos benefícios antimicrobianos ou bacteriostáticos. Consequentemente, alguns esforços de pesquisa têm se concentrado no desenvolvimento de métodos alternativos de incorporação,-como o uso de microencapsulação-para obter propriedades de liberação-sustentada para esses agentes benéficos.
