碘化合物——常用消毒剂
目前，碘的抗菌机理还没有研究清楚。二价碘是主要的抗微生物剂，它可以破坏维系蛋白质细胞的键，抑制蛋白质合成。通常，游离碘元素和次碘酸是有效破坏微生物作用的活性剂。用于杀菌的主要碘化合物是碘伏、碘酒以及水溶性碘溶液，这两种溶液通常用于皮肤杀菌。碘伏可作为设备表面的清洗剂、杀菌剂或皮肤防腐剂、，同时碘伏还可用于水处理过程中。
碘伏复合物释放出中间三价离子，在有酸存在时，这种三价离子可以迅速转化为次碘酸和二价碘，而次碘酸和二价碘都是碘杀菌剂中的活性抗微生物形式。
离子表面活性剂含有两个重要的功能基团-亲油基团和亲水基团，当把它放入水中时，这些分子离子化，两个基团就会在分子周围产生感应电荷使表面带有正电荷或负电荷，阴离子和阳离子杀菌剂也有同样的性质。
当碘元素与非离子性表面活性剂如壬基乙酸苯酚氧化物冷凝液混合，或与载体，如聚乙烯吡咯烷酮混合时，该混合水溶液就是碘伏，它是目前使用的最为广泛的碘化合物形式。在酸性条件下，碘伏具有很强的杀菌生物活性，所以经常用磷酸对其进行改性。碘伏与表面活性剂以及酸混合便具有去垢特性，因此常把它们作为去垢-杀菌剂。与水或酒精配制的碘悬浮液相比，这些化合物不仅抗菌，而且还具有很强的水溶性、无气味、对皮肤无刺激性等特性。
为了制备表面活性剂与碘的复合物，通常将碘加入非离子性表面活性剂中，加热到55～65℃，以提高碘的溶解性，并保持产品最终的稳定性。在碘和表面活性剂间存在放热反应，导致了温度的升高。此反应还取决于表面活性剂的类型以及表面活性剂与碘的比例。如果碘量没有超过表面活性剂的溶解度，那么最终产品能完全、无限地溶于水中。
曾经用平衡反应式：R+I2→RI+HI来解释表面活性剂-碘复合物的行为，这里R代表表面活性剂。由于表面活性剂的碘化作用增强，通过碘氧化而形成的碘化物的浓度降低，进而影响到有效碘的分配。
游离态有效碘的浓度决定了碘伏的活性。表面活性剂的存在虽不影响碘伏的活性，但却能影响碘的杀菌特性。芽孢对碘的抵抗力大于营养细胞，由表8-1可知，芽孢的致死时间大约是营养细胞的10~1000倍，碘能有效杀灭营养细胞，但对芽孢的杀灭作用却没有氯有效。
表8-1碘伏造成细菌芽孢失活的条件
微生物 | 浓度 | 90%致死率 所需时间(min) | |
pH | (ppm) | ||
蜡状芽胞杆菌 | 6.5 | 50 | 10 |
6.5 | 25 | 30 | |
2.3 | 25 | 30 | |
枯草杆菌 | / | 25 | 5 |
A型肉毒梭菌 | 2.8 | 100 | 6 |
注：所有实验都在15~25℃蒸馏水中进行
摘自：Odlaug.1981
当介质中存在有机物时，碘伏杀菌剂比氯化物更加稳定。由于碘混合物在非常低的pH下仍保持稳定，因此可在6ppm这样低的浓度下使用，常用浓度为12.5～25ppm。对于病毒，碘杀菌剂比其它杀菌剂更加有效，6.25ppm的碘杀菌剂溶液可在30秒内通过Chamber实验。非选择性碘化物可以杀死营养细胞、许多芽孢以及病毒。
在推荐浓度下使用的碘伏杀菌剂一般含50～70mg/L游离碘，可使中强碱水溶液的pH降至3或者更低。如果用高浓度碱水过度稀释碘伏，结果会因为酸度被中和而严重影响其杀菌效果。当pH为2.5~3.5时，该溶液的杀菌效果最好。
在浓缩状态下，配制的碘伏有较长的货架期。但是在溶液中碘会因为蒸发而有所损失。当溶液温度达50℃时，因碘的升华作用而造成的损失尤为严重。碘能被塑料材料或换热器上的橡胶垫圈吸收，产生污点和杀菌剂污痕。碘污迹有其优点，因为大多数有机和矿物质污垢的污迹是黄色的，从而可以指明清洁不足的位置。碘溶液的琥珀色可作为存在杀菌剂的证据。但是，颜色的强度并不能作为碘浓度的可靠指标。由于碘伏溶液是酸性的，它们不受硬水的影响，而且，如果使用正确的话，碘伏还能阻止矿物质的富集。但是，已经存在的矿物质不会因为使用碘杀菌剂而被清除。有机物（特别是奶）会使碘伏溶液中的碘钝化，最终导致琥珀色褪去。溶液中只要不存在大量有机物污垢，碘损失通常极小。在储存过程中碘的损失有所增加，所以在使用前应该检测溶液的浓度，并将其调整到需要的强度。
碘化物消毒剂的缺点如下：它通常要比氯贵一些，在某些产品中会产生异味，大约在50℃时就发生气化，对细菌芽孢和噬菌体的杀菌效果不及氯化物，低温时杀菌效果差，对pH变化敏感。但是，碘杀菌剂对手部消毒很有效，而且它们不会刺激皮肤，因此被推荐应用于食品工厂中手的浸泡消毒过程和食品加工设备的消毒过程中。
