
Was sind Desinfektionsmittel auf Basis quartärer Ammoniumverbindungen?
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Quartäre Ammoniumverbindungen (Quats) sind positiv geladene, tensidische Desinfektionsmittel wie Benzalkoniumchlorid (ADBAC) und DDAC, die Keime abtöten, indem sie Zellmembranen und Virushüllen schädigen. Auf sauberen Oberflächen bekämpfen sie viele Bakterien und behüllte Viren, sind jedoch schwach gegen Sporen, Mykobakterien und unbehüllte Viren, und Mist, Seifenrückstände und hartes Wasser inaktivieren sie.

Was sind quartäre Ammoniumverbindungen?
Quartäre Ammoniumverbindungen, oft als Quats oder QAC abgekürzt, sind eine Kategorie künstlich hergestellter Chemikalien, die zur Bekämpfung von Bakterien, Viren und anderen Keimen auf Oberflächen eingesetzt werden1. Chemisch handelt es sich um kationische, also positiv geladene, Tenside2. In den Vereinigten Staaten gelten sie als antimikrobielle Pestizide: Mehr als 2.000 registrierte Pestizidprodukte enthalten Quats, und das erste antimikrobielle Quat-Pestizid wurde im Jahr 1947 registriert1.
Die US-Umweltschutzbehörde (EPA) teilt Quats nach ihrer Struktur in vier Kategorien ein1. Zwei dieser Gruppen sind die Gruppe der Alkyldimethylbenzylammoniumchloride (ADBAC) mit 24 ähnlichen Chemikalien, die manchmal als Benzalkoniumchlorid bezeichnet wird, und die Gruppe der Didecyldimethylammoniumchloride (DDAC) mit fünf1. Desinfektionsmittel enthalten mitunter mehr als ein Quat1. Spätere Produktgenerationen sind im Allgemeinen stärker keimtötend, schäumen weniger und sind toleranter gegenüber organischer Belastung und Seifen2.
| Generation | Beispielwirkstoffe |
|---|---|
| Erste | Benzalkoniumchlorid; ADBAC (Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid)2 |
| Zweite | ADEBAC (Alkyldimethylethylbenzylammoniumchlorid)2 |
| Dritte | ADBAC plus ADEBAC2 |
| Vierte | DDAC (Dialkyldimethylammoniumchloride wie Didecyl-, Dioctyl- oder Dodecylformen)2 |
| Fünfte | DDAC plus ADBAC2 |
Wie töten Quats Keime ab?
Quats brechen die Membranen von Bakterien und die äußeren Hüllen behüllter Viren auf, und das Aufbrechen der Membran tötet die Zelle ab1. Auf molekularer Ebene binden sie irreversibel an die negativ geladenen Phospholipide in Bakterienmembranen und denaturieren Membranproteine, wodurch die Membran die Kontrolle darüber verliert, was sie passieren kann2.
Das braucht Zeit. Wie lange, hängt vom jeweiligen Quat und seiner Konzentration ab, und manche Quats müssen minutenlang mit einem Keim in Kontakt bleiben1. Das Etikett gibt die Einwirkzeit an, also den Zeitraum, in dem eine Oberfläche sichtbar nass bleiben muss, damit das Produkt wirkt1. Manche Produkte wirken nach der Anwendung zudem kurzzeitig bakteriostatisch auf Oberflächen2. Quats wirken am besten bei neutralem bis alkalischem pH-Wert, mit der höchsten Wirksamkeit bei pH 9 bis 10, und unterhalb von pH 3,5 verlieren sie an Aktivität2.
Was töten Quat-Desinfektionsmittel ab, und was erfassen sie nicht?
Quats haben ein engeres Wirkspektrum als oxidierende Desinfektionsmittel. Die EPA definiert ein Desinfektionsmittel als Produkt, das infektiöse Pilze und Bakterien auf Oberflächen zerstört oder irreversibel inaktiviert, jedoch nicht unbedingt deren Sporen4, und die Organismen, gegen die ein bestimmtes Quat-Produkt wirkt, sind die auf seinem Etikett aufgeführten1.
| Organismengruppe | Typische Quat-Wirksamkeit | Hinweise |
|---|---|---|
| Grampositive Bakterien (zum Beispiel Staphylococcus aureus) | Gut2 | Der Standard-Testorganismus für grampositive Bakterien bei EPA-Desinfektionsangaben ist S. aureus2 |
| Gramnegative Bakterien (zum Beispiel Pseudomonas, Salmonella) | Geringer; im Allgemeinen weniger empfindlich als grampositive Bakterien2,3 | Ihre äußere Membran erschwert es dem Quat, die Zellmembran zu erreichen3 |
| Behüllte Viren | Als viruzid eingestuft3 | Quats brechen die äußere Hülle von Viren auf1 |
| Unbehüllte Viren (zum Beispiel Norovirus) | Schwach3 | Im Allgemeinen nicht viruzid gegen unbehüllte Viren2 |
| Pilze | Als fungizid eingestuft3, wobei die Wirksamkeit begrenzt sein kann2 | Prüfen Sie das Etikett auf namentlich genannte Pilze1 |
| Mykobakterien | Schwach; intrinsisch resistent3 | Komplexe Zellwandstruktur3 |
| Bakteriensporen | Unwirksam2 | Intrinsische Resistenz durch komplexe Strukturen3 |
Warum versagen Quats in Ställen, Hühnerställen und Fußbädern?
Schmutz ist der Hauptgrund. Quats werden leicht durch organisches Material sowie durch anionische Seifen und Detergenzien inaktiviert, und hartes Wasser verringert ihre Wirkung, weil Calcium- und Magnesiumionen Komplexe mit dem Desinfektionsmittel bilden2. Mist, Einstreu und Futter können außerdem Organismen verbergen und anstelle der Mikroben mit einem Desinfektionsmittel reagieren2.
Eine Studie zu Stiefelbädern mit Stiefeln, die mit Schweinemist verschmutzt waren, zeigte, wie wichtig das ist. Wenn an den Stiefeln Schweinemist haftete, machte die Art des Desinfektionsmittels keinen Unterschied; ein verunreinigtes Bad brachte zusätzliche Kontamination auf die Stiefel; und Stiefel, die vom Mist freigeschrubbt und anschließend 5 Minuten in einem Quat-Bad eingeweicht wurden, erfüllten den Standard für eine Desinfektion5.
Gebrauchslösungen können ebenfalls zu einer Bakterienquelle werden. Eine Übersichtsarbeit aus dem Jahr 2023 berichtet, dass Desinfektionsmittel mit einem Quat als einzigem Wirkstoff häufiger als andere Typen mit gramnegativen Bakterien kontaminiert werden und dass Serratia marcescens, die aus kontaminierten Fußbädern auf mehreren Milchviehbetrieben isoliert wurde, eine frisch angesetzte Gebrauchskonzentration von Benzalkoniumchlorid überlebte3. Dieselbe Übersichtsarbeit weist darauf hin, dass Baumwoll- und Mikrofasertücher Quats aus Eimern aufnehmen und so die Arbeitskonzentration senken3.
Wie wenden Sie ein Quat-Desinfektionsmittel auf einem Betrieb oder in einem Hundezwinger an?
Bei Quats ist eine vorherige Reinigung unverzichtbar. Die Reinigungs- und Desinfektionsleitlinie eines universitären Tiergesundheitszentrums legt die Reihenfolge fest2:
- Entfernen Sie sichtbaren Mist, Einstreu, Futter und Schmutz durch Abkratzen, Bürsten oder Fegen2.
- Waschen Sie mit Seife oder Reinigungsmittel und Wasser und spülen Sie anschließend gründlich nach, da Seifenrückstände manche Desinfektionsmittel inaktivieren können2.
- Lassen Sie die Oberflächen trocknen, damit Restwasser die Lösung nicht verdünnt2.
- Setzen Sie täglich oder gemäß Etikett eine frische Lösung in der auf dem Etikett angegebenen Konzentration an; stärker ist nicht immer besser2. Befolgen Sie stets das Produktetikett.
- Halten Sie die Oberflächen während der gesamten auf dem Etikett angegebenen Einwirkzeit nass und spülen Sie die Gegenstände anschließend gründlich ab, bevor die Tiere zurückkehren, insbesondere Futter- und Tränkeeinrichtungen2.
- Reinigen und trocknen Sie wiederverwendbare Eimer, bevor Sie neues Desinfektionsmittel einfüllen, und prüfen Sie die Gebrauchskonzentration nach dem Verdünnen3.
- Schrubben Sie bei Fußbädern zuerst den Mist von den Stiefeln und halten Sie das Bad selbst sauber5.
Sind Quats gefährlich für Menschen, Tiere und die Umwelt?
Die Konzentration bestimmt die Gefahr. Quats sind bei Hautkontakt wenig toxisch, können aber je nach Konzentration stark reizend oder ätzend auf Haut und Augen wirken, und beim Einatmen oder Verschlucken sind sie mäßig toxisch1. Mehrere Studien stellten fest, dass Asthma bei Beschäftigten, die Quat-Reinigungsprodukte verwendeten, häufiger auftrat1. Ein Leitfaden zur Tiergesundheit ergänzt, dass Quats bei Verschlucken hochgiftig sind; desinfizierte Bereiche und Gegenstände sollten daher nach der Einwirkzeit und vor der Nutzung durch Tiere abgespült werden2.
Quats binden fest an Boden und Sediment, was ihre Verlagerung ins Grundwasser begrenzt1. Sie sind giftig für Wassertiere, insbesondere Fische; daher sollte vermieden werden, dass Ablaufwasser in Teiche, Bäche und die Kanalisation gelangt2. ADBAC ist als hochgiftig für Fische und wirbellose Wassertiere eingestuft1.
Resistenz ist ein reales, aber begrenztes Problem. Laborstudien zeigen, dass Bakterien eine Toleranz gegenüber Quats entwickeln können, und mehrere Studien bringen eine Toleranz gegenüber Benzalkoniumchlorid mit Antibiotikaresistenz in Verbindung3. Eine Übersichtsarbeit aus dem Jahr 2023 kam zu dem Schluss, dass es nicht genügend Belege aus der Praxis dafür gibt, dass häufiger Quat-Einsatz zu einer weitverbreiteten Antibiotikaresistenz geführt hat, und dass die Gebrauchskonzentrationen oft weit über den Werten liegen, die Bakterien im Labor tolerieren3. Die Übersichtsarbeit fordert mehr Aufmerksamkeit für die korrekte Anwendung, um eine Kontamination von Quat-Desinfektionsmitteln zu verhindern3.
Das Wichtigste in Kürze
- Quats sind kationische, tensidische Desinfektionsmittel; Benzalkoniumchlorid (ADBAC) und DDAC sind die wichtigsten Typen.
- Sie töten ab, indem sie Zellmembranen und Virushüllen schädigen, was die gesamte auf dem Etikett angegebene Einwirkzeit erfordert.
- Bakteriensporen, Mykobakterien und unbehüllte Viren wie Norovirus erfassen sie nicht.
- Mist, Seifenrückstände und hartes Wasser inaktivieren sie; reinigen, spülen und trocknen Sie daher vor der Anwendung.
- Sie sind giftig für Fische und in hohen Konzentrationen reizend; spülen Sie vor der Rückkehr der Tiere ab und halten Sie Ablaufwasser von Gewässern fern.
Literatur
- Quaternary Ammonium Compounds (ADBAC and DDAC) Fact Sheet
- Disinfection 101: Key Principles of Cleaning and Disinfection for Animal Settings
- Quaternary ammonium disinfectants and antiseptics: tolerance, resistance and potential impact on antibiotic resistance
- What are Antimicrobial Pesticides?
- Evaluating the efficacy of boot baths in biosecurity protocols
- Safety and Effectiveness of Consumer Antiseptic Rubs; Topical Antimicrobial Drug Products for Over-the-Counter Human Use (Final rule)
Häufig gestellte Fragen
Ist Benzalkoniumchlorid eine quartäre Ammoniumverbindung?
Wo wird Benzalkoniumchlorid sonst noch verwendet?
Quats kommen auch in von der FDA regulierten medizinischen Produkten und Kosmetika vor, darunter Lotionen, topische Antiseptika und Nasensprays1. Die FDA hat ihre endgültige Entscheidung über Benzalkoniumchlorid in rezeptfreien Händedesinfektionsmitteln für Verbraucher zurückgestellt, damit neue Daten eingereicht werden können6. Desinfektionsprodukte sind Pestizide und sollten niemals am Menschen angewendet werden1.
Können Sie ein Quat mit anderen Desinfektionsmitteln oder Seife mischen?
Mischen verringert in der Regel die Wirkung. Desinfektionsmittel auf Jodbasis werden durch Quats inaktiviert, und viele Seifen und anionische Detergenzien inaktivieren Quats2. Spülen Sie Reinigungsmittel ab, bevor Sie ein Quat auftragen, und befolgen Sie das Produktetikett.
Ist ein Quat-Produkt ein Mittel zur Keimreduzierung (Sanitizer) oder ein Desinfektionsmittel?
Das hängt vom Etikett ab. Die EPA unterscheidet Mittel zur Keimreduzierung (Sanitizer), die Mikroorganismen auf die in Vorschriften des öffentlichen Gesundheitswesens festgelegten Werte reduzieren, von Desinfektionsmitteln, die infektiöse Pilze und Bakterien zerstören oder irreversibel inaktivieren, jedoch nicht unbedingt Sporen4. Quats werden als beides verkauft; prüfen Sie daher, welche Angabe und welche Einwirkzeit das Etikett nennt1.

