碘伏復(fù)合物釋放出中間三價離子,在有酸存在時,這種三價離子可以迅速轉(zhuǎn)化為次碘酸和二價碘,而次碘酸和二價碘都是碘殺菌劑中的活性抗微生物形式。
離子表面活性劑含有兩個重要的功能基團(tuán)-親油基團(tuán)和親水基團(tuán),當(dāng)把它放入水中時,這些分子離子化,兩個基團(tuán)就會在分子周圍產(chǎn)生感應(yīng)電荷使表面帶有正電荷或負(fù)電荷,陰離子和陽離子殺菌劑也有同樣的性質(zhì)。
當(dāng)?shù)庠嘏c非離子性表面活性劑如壬基乙酸苯酚氧化物冷凝液混合,或與載體,如聚乙烯吡咯烷酮混合時,該混合水溶液就是碘伏,它是目前使用的最為廣泛的碘化合物形式。在酸性條件下,碘伏具有很強(qiáng)的殺菌生物活性,所以經(jīng)常用磷酸對其進(jìn)行改性。碘伏與表面活性劑以及酸混合便具有去垢特性,因此常把它們作為去垢-殺菌劑。與水或酒精配制的碘懸浮液相比,這些化合物不僅抗菌,而且還具有很強(qiáng)的水溶性、無氣味、對皮膚無刺激性等特性。
為了制備表面活性劑與碘的復(fù)合物,通常將碘加入非離子性表面活性劑中,加熱到55~65℃,以提高碘的溶解性,并保持產(chǎn)品最終的穩(wěn)定性。在碘和表面活性劑間存在放熱反應(yīng),導(dǎo)致了溫度的升高。此反應(yīng)還取決于表面活性劑的類型以及表面活性劑與碘的比例。如果碘量沒有超過表面活性劑的溶解度,那么最終產(chǎn)品能完全、無限地溶于水中。
曾經(jīng)用平衡反應(yīng)式:R+I2→RI+HI來解釋表面活性劑-碘復(fù)合物的行為,這里R代表表面活性劑。由于表面活性劑的碘化作用增強(qiáng),通過碘氧化而形成的碘化物的濃度降低,進(jìn)而影響到有效碘的分配。
游離態(tài)有效碘的濃度決定了碘伏的活性。表面活性劑的存在雖不影響碘伏的活性,但卻能影響碘的殺菌特性。芽孢對碘的抵抗力大于營養(yǎng)細(xì)胞,由表8-1可知,芽孢的致死時間大約是營養(yǎng)細(xì)胞的10~1000倍,碘能有效殺滅營養(yǎng)細(xì)胞,但對芽孢的殺滅作用卻沒有氯有效。
表8-1碘伏造成細(xì)菌芽孢失活的條件
微生物 |
濃度 |
90%致死率 所需時間(min) |
|
pH |
(ppm) |
||
蠟狀芽胞桿菌 |
6.5 |
50 |
10 |
6.5 |
25 |
30 |
|
2.3 |
25 |
30 |
|
枯草桿菌 |
/ |
25 |
5 |
A型肉毒梭菌 |
2.8 |
100 |
6 |
注:所有實(shí)驗(yàn)都在15~25℃蒸餾水中進(jìn)行
摘自:Odlaug.1981
當(dāng)介質(zhì)中存在有機(jī)物時,碘伏殺菌劑比氯化物更加穩(wěn)定。由于碘混合物在非常低的pH下仍保持穩(wěn)定,因此可在6ppm這樣低的濃度下使用,常用濃度為12.5~25ppm。對于病毒,碘殺菌劑比其它殺菌劑更加有效,6.25ppm的碘殺菌劑溶液可在30秒內(nèi)通過Chamber實(shí)驗(yàn)。非選擇性碘化物可以殺死營養(yǎng)細(xì)胞、許多芽孢以及病毒。
在推薦濃度下使用的碘伏殺菌劑一般含50~70mg/L游離碘,可使中強(qiáng)堿水溶液的pH降至3或者更低。如果用高濃度堿水過度稀釋碘伏,結(jié)果會因?yàn)樗岫缺恢泻投鴩?yán)重影響其殺菌效果。當(dāng)pH為2.5~3.5時,該溶液的殺菌效果最好。
在濃縮狀態(tài)下,配制的碘伏有較長的貨架期。但是在溶液中碘會因?yàn)檎舭l(fā)而有所損失。當(dāng)溶液溫度達(dá)50℃時,因碘的升華作用而造成的損失尤為嚴(yán)重。碘能被塑料材料或換熱器上的橡膠墊圈吸收,產(chǎn)生污點(diǎn)和殺菌劑污痕。碘污跡有其優(yōu)點(diǎn),因?yàn)榇蠖鄶?shù)有機(jī)和礦物質(zhì)污垢的污跡是黃色的,從而可以指明清潔不足的位置。碘溶液的琥珀色可作為存在殺菌劑的證據(jù)。但是,顏色的強(qiáng)度并不能作為碘濃度的可靠指標(biāo)。由于碘伏溶液是酸性的,它們不受硬水的影響,而且,如果使用正確的話,碘伏還能阻止礦物質(zhì)的富集。但是,已經(jīng)存在的礦物質(zhì)不會因?yàn)槭褂玫鈿⒕鷦┒磺宄。有機(jī)物(特別是奶)會使碘伏溶液中的碘鈍化,最終導(dǎo)致琥珀色褪去。溶液中只要不存在大量有機(jī)物污垢,碘損失通常極小。在儲存過程中碘的損失有所增加,所以在使用前應(yīng)該檢測溶液的濃度,并將其調(diào)整到需要的強(qiáng)度。
碘化物消毒劑的缺點(diǎn)如下:它通常要比氯貴一些,在某些產(chǎn)品中會產(chǎn)生異味,大約在50℃時就發(fā)生氣化,對細(xì)菌芽孢和噬菌體的殺菌效果不及氯化物,低溫時殺菌效果差,對pH變化敏感。但是,碘殺菌劑對手部消毒很有效,而且它們不會刺激皮膚,因此被推薦應(yīng)用于食品工廠中手的浸泡消毒過程和食品加工設(shè)備的消毒過程中。