智能坐便器抗菌性能評價技術的研究

陳彩彥，劉新玲，張展豪，袁芳麗，肖景紅，梁宇萍，鄧健娣

（佛山海關綜合技術中心，佛山528000）

1 前言

智能坐便器，是指由機電系統或程序控制，完成一項以上基本智能功能（包括臀部清洗功能、婦洗功能）的坐便器[1]。隨著國民健康衛生觀念的不斷提升，智能坐便器在個人衛生安全方面的功能越來越得到消費者的關注，相關技術和產品也得到了長足的發展。從最初的抗菌塑料的應用，到抗菌陶瓷的發展，再到除菌程序的創新，智能坐便器的抗菌、除菌功能實現從單一方面往多維度的協同發展，帶抗菌、除菌功能的產品深受市場青睞。在智能坐便器產業迅猛發展的同時，也存在著產品的抗菌、除菌功能良莠不齊的現象，因此，需要采用合適的檢測方法，科學評價產品的抗菌、除菌能力，指導消費者選擇產品，推動產品的質量提升。

2 智能坐便器抗菌、除菌功能的實現

智能坐便器一般包含便座、蓋板和座圈、機電系統、水路系統等，其中，座圈是整套坐便器中最直接與人體皮膚接觸的部件，其次是便座和蓋板，清洗用水通過水路系統和噴嘴與人體皮膚接觸。因此，通過在便座、蓋板和座圈、噴嘴等部件使用抗菌材料來實現抗菌功能，通過在水路系統、噴嘴的清潔等環節應用除菌程序，能更好的提升智能坐便器的衛生安全等級，滿足使用者的健康安全要求。

2.1 抗菌功能的實現

抗菌是指抑制和殺滅細菌、酵母菌、霉菌等微生物生長繁殖作用的總稱。智能坐便器所涉及的材料，可以分為塑料材質的蓋板和座圈、陶瓷材質的便座?？咕芰鲜侵杆芰媳旧砭哂锌咕?，可以在一定時間內將沾污在塑料上的細菌殺死或抑制?？咕芰鲜峭ㄟ^在塑料中添加抗菌劑的方法實現的[2]?？咕沾蓜t是指表面具有抗菌功能的陶瓷制品，其抗菌功能的實現從技術角度主要有兩種途徑，一是在陶瓷釉層表面再施涂一層抗菌材料并通過低溫燒成等方法使抗菌層固定，二是抗菌成分直接與陶瓷釉料結合，制成抗菌釉然后施涂于陶瓷坯體上一次燒成得到[3]。

2.2 除菌功能的實現

除菌是指去除或殺死細菌等微生物營養體和繁殖體。智能坐便器可以利用除菌程序實現除菌功能。目前，已被開發利用或報道的應用于智能坐便器的除菌方式[4～6]主要包括：紫外線殺菌，即通過在智能坐便器蓋板上內嵌LED 紫外燈、通過除菌程序控制LED 紫外燈對坐便器內壁等位置進行消毒殺菌；微電解水消毒，即通過在智能坐便器蓋板上安裝電解水產生器，對蓋板和坐便器內壁等進行消毒殺菌；高溫蒸汽殺菌，通過坐便器內的蒸汽發生器產生100℃高溫蒸汽，在巨大壓力下沖洗和溶解附著在坐便圈上的頑固污垢，進行殺菌消毒作用。

3 智能坐便器抗菌功能評價方法探討

3.1 評價方法

塑料、陶瓷等材質抗菌功能的測試采用GB 21551.2-2010[7]《家用和類似用途電器的抗菌、除菌、凈化功能抗菌材料的特殊要求》，其原理為通過定量接種細菌于試驗樣品和對照樣品上，用覆蓋膜的方式使細菌與樣品均勻接觸，經過一定時間的培養后，洗脫得到試驗樣品和對照樣品上的活菌數，通過計算抗菌率的結果反映試驗樣品的抗菌性能。

國家標準GB 21551.2-2010《家用和類似用途電器的抗菌、除菌、凈化功能抗菌材料的特殊要求》要求抗細菌材料的抗菌率必須大于或等于90%。

3.2 試驗過程

試驗采用的菌種為大腸埃希氏菌（AS 1.90）、金黃色葡萄球菌（AS 1.89）。將試驗樣品和對照樣品放置于已滅菌的平皿中，分別取0.2mL 試驗用菌液滴加在表面，用滅菌鑷子夾起滅菌覆蓋膜分別覆蓋在試驗樣品和對照樣品上，鋪平，使菌液均勻接觸樣品，蓋好平皿上蓋，在（37±1）℃、95%RH 條件下培養（24±1）h 后，取出，分別加入20mL 洗脫液，反復洗試驗樣品、對照樣品及覆蓋膜，充分搖勻后，將洗脫液梯度稀釋后接種于營養瓊脂培養基上，在（37±1）℃下培養24h 后進行活菌計數，按GB 4789.2-2016[8]《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》測定洗脫液中的活菌數。每組樣品做3 個平行試驗。按下式計算抗菌率：

3.3 結果及討論

20 臺（套）一體式智能坐便器的試驗結果如表1 所示。

表1 智能坐便器材料抗菌率測試結果

3.3.1 菌種的影響

金黃色葡萄球菌屬于致病葡萄球菌，一類觸酶試驗陽性的革蘭氏陽性球菌，而大腸埃希氏菌屬于革蘭氏陰性桿菌，是腸道正常菌群。目前，國內外的抗菌性能檢測方法標準大多規定這兩種菌種作為指定測試菌。從表1可以看出，無論是陶瓷部件還是塑料部件，對金黃色葡萄球菌和大腸埃希氏菌這兩種菌的抗菌作用是不一致的，對某種菌有抗性，并不意味著對另一種菌也有抗性，相比而言，抗金黃色葡萄球菌作用合格率略高。

3.3.2 材質的影響

無論是金黃色葡萄球菌還是大腸埃希氏菌，塑料部件的抗菌性能合格率均大于80%。陶瓷部件的抗菌性能合格率均不大于15%，不同材質的抗菌性能差異巨大，智能坐便器座圈部件使用的材質主要是塑料。明示具有抗菌功能的智能坐便器產品并不意味著各個部件都具備抗菌效果，消費者在購買這類產品時，可以向店家或廠家索取由國家認可的第三方檢測機構出具的檢測報告，確認陶瓷部件和（或）蓋板、座圈等塑料部件的抗菌性能是否滿足要求。

對于智能坐便器，如廁時直接與人體皮膚直接接觸的蓋板、座圈等塑料部件的抗菌性能，相比于很少與人體皮膚直接接觸的陶瓷便座，對于提升產品的總體衛生性能更為重要，與人體皮膚直接接觸部件是否具有抗菌性能，是消費者更加關心的問題。從試驗結果來看，塑料部件的抗菌性能合格率非常高，說明塑料抗菌技術在智能坐便器中的應用比較成熟, 有利于保證產品的總體抗菌性能。

3.3.3 測試方法的影響

GB 21551.2-2010 附錄A 規定的貼膜法要求，“用于測試的試驗樣品為硬質表面，且表面相對平整光滑”。受智能坐便器部件形狀的限制，本次試驗中的大部分試樣為生產廠家單獨提供的、與部件相同的原材料和加工方法制成的試驗樣品，而不是直接從成品上直接制取試樣，因此，試驗結果是否能夠客觀、準確的代表成品的性能，是需要考慮的問題。浸漬振蕩法是一種新的抗菌性能的檢測方法，于維森等[9]的研究表明，浸漬振蕩法與貼膜法試驗所得的抗菌率并無顯著性差異，適用于各種形狀的部件，而且可以避免貼膜法中沖洗不徹底以及濕度不易保持等影響測試結果的問題，值得開展進一步研究，完善智能坐便器部件抗菌性能的評價方法。

4 智能坐便器除菌功能評價方法探討

4.1 測試方法

GB/T 23131-2019 附錄B《除菌性能試驗方法》中規定了智能坐便器水路中的水、噴嘴、便器內壁等位置除菌功能的測試方法，其他位置或部件的除菌性能測試可參照該方法。測試采用的菌種為大腸埃希氏菌（AS 1.90）、金黃色葡萄球菌（AS 1.89）。

4.1.1 水路系統除菌

將樣機進水口與裝有加標菌液的容器連接，樣機在使用說明規定的條件下開啟除菌程序，在出水口處取樣，檢測出水中殘留的活菌數。樣機進水口端直接取樣，培養計數，作為陽性對照。

4.1.2 噴嘴除菌

用75%酒精對噴嘴表面擦拭2 次，用無菌水擦拭2次，自然晾干。菌液涂覆區域以噴嘴出水口上下限確定的距離為寬度，在保證涂覆面積為100mm2的條件下，在出水口周圍外表面確定長度，在確定的區域內涂覆20μL 加標菌液（菌懸液與2%的黃原膠等體積混合）。待表面微干后，開啟除菌程序，程序結束后，用10mL 濃度為0.85%的生理鹽水回收，測定殘留的活菌數。將菌液涂覆微干后直接回收，測定活菌數，作為陽性對照。

4.1.3 便器內壁除菌

用75%酒精對便器內壁擦拭2 次，用無菌水擦拭2次，自然晾干。在便器內噴桿伸出方向正對的位置，以及左右兩側中心位置各畫出50mm×50mm 的區域，將500μL 加標菌液（菌懸液與2%的黃原膠等體積混合）。待表面微干后，開啟除菌程序，程序結束后，用10mL 濃度為0.85%生理鹽水回收，測定殘留的活菌數。三個位置分別回收。將菌液涂覆微干后直接回收，測定活菌數，作為陽性對照。

4.1.4 試驗結果計算

按下式計算除菌率：

4.1.5 測試結果的影響因素分析

在噴嘴除菌和便器內壁除菌兩個方面，試驗過程中都使用了菌懸液與2%的黃原膠等體積混合后的加標菌液，并說明“待表面微干后”開始后續操作。黃原膠混合物的干燥過程影響著最終的除菌率的計算，由于操作者對“表面微干”的理解，以及試驗環境的溫濕度均會影響對黃原膠混合物的干燥過程，因此宜在標準中規定干燥時間和環境的溫濕度要求，代替“表面微干”的表述，減少干燥過程對測試結果的影響。

在整個試驗過程中，多處需要對殘留活菌數進行測定，即對殘留的黃原膠混合物進行回收。在附錄B 中沒有回收的具體做法做出規定，操作者可采用不同的方法進行回收，如用無菌勺子對殘留物進行刮取的、或用無菌棉簽對殘留物進行擦取。不同的回收方法可能會影響到活菌數的測定，繼而影響到最終除菌率的計算，因此，在標準中宜增加回收方法的規定，以提高結果的一致性。

4.2 評價要求

GB/T 23131-2019《家用和類似用途電坐便器便座》中規定了除菌性能的測試方法，但是未給出技術要求，使得產品的除菌性能的評價缺少技術依據，不利于消費者選購產品和市場監管。GB 28235-2020[10]《紫外線消毒器衛生要求》中要求紫外線空氣消毒器在實驗室模擬現場試驗條件下，對空氣中污染的白色葡萄球菌的滅菌率應≥99.9%；GB 17988-2008[11]《食具消毒柜安全和衛生要求》中將消毒柜消毒效果劃分為一星級和二星級兩個等級，不同的消毒效果等級的消毒效果要求不同。在未來的標準修訂中，建議參考相關標準，制定合格評價要求或分級要求，推動產品的質量提升和應用推廣。

5 結語

我國已經建立了智能坐便器抗菌、除菌功能的評價方法，推動了產品的應用和質量提升，但在測試方法方面還存在著貼膜法不能采用部件直接進行測試影響測試結果可信度、除菌功能測試中干燥和回收要求不明確影響測試結果一致性等不足，除菌性能的技術要求還有待建立。在未來的標準制修訂工作中，有必要進一步完善試驗方法和評價要求，提升標準的實用性和科學性，促進行業的健康發展，更好的滿足消費者的需求。