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畜禽消毒剂的研究和应用现状

时间:2014-10-10 17:43:15  来源:  作者:赵德明;宁章勇

利用消毒剂对畜禽及其周围环境进行消毒以杀灭病原体、切断传染途径,已成为预防和控制畜禽传染病流行的重要措施。在消毒剂的更新换代,老药新用及药物协同消毒研究等方面有了较大的进展,在实际应用中也各具特色。现将近年常用消毒剂的研究与应用现状作一综述。

1 畜禽业常用消毒剂的研究与应用现状

1.1 醛类消毒剂

1.1.1 作用机理 此类消毒剂主要与菌体蛋白质中的氨基结合使其变性或使蛋白质分子烷基化。戊二醛则可以和胞壁脂蛋白发生交联、和胞壁磷壁酸中的酯联残基形成侧链,从而封闭细胞壁,阻碍微生物对营养物质的吸收和废物的排出。

1.1.2 主要产品及应用效果 用于化学杀菌剂的醛类有戊二醛、甲醛、丁二醛和乙二醛及其复合制剂。这类消毒剂的抗菌谱广、杀菌作用强,具有杀灭细菌、芽胞、真菌和病毒的作用,而且价格便宜。

1.1.3 主要的影响因素及评价 醛类可以说是众所周知的效果甚佳的消毒剂,过去甲醛制品,因为成本低廉、杀菌力强,曾被广泛应用,然而甲醛毒性太强、危害使用者的健康、味道刺激、作用缓慢。现多用新一代的戊二醛制品。因为戊二醛没有甲醛的缺点,却有优于甲醛的强力消毒杀菌作用,已逐渐取代甲醛成新一代的主要消毒剂。 醛类消毒剂多用于畜禽及圈舍的环境消毒,尤其对疫源地芽胞消毒。但因为该类消毒剂对人畜有较强的刺激性且挥发较快、性质不够稳定等缺点,使用受到一定的限制。近年来,利用醛类与其他消毒剂的协同作用以减低或消除其刺激性,提高其消毒效果和稳定性,研制出以醛类为主要成分的复方消毒剂,从而减低或消除其刺激性,提高其消毒效果和稳定性,是当前研究的方向。"安灭杀"消毒剂(先灵葆雅公司研发)为戊二醛和专利季铵盐的复方制剂,两种成分有相乘效果,是消毒剂的最佳组合之一。除对大肠杆菌、溶血性链球菌、金黄色葡萄球菌有良好的杀灭作用外,还对猪细小病毒、猪繁殖呼吸综合征病毒、猪伪狂犬病病毒、新城疫病毒、猪瘟病毒等有很强的杀灭效果。"安灭杀"对各种畜禽的主要致病病毒和细菌具有快速杀灭作用,同时在消毒池应用持续效力可达7天以上。

1.2 复合酚类

1.2.1 作用机制 在复合酚制剂中,一般含酚41%-49%,醋酸22%~26%。它通过使微生物原浆蛋白质变性、沉淀或使氧化酶、去氢酶、催化酶失去活性而产生杀菌或抑菌作用。Cantor研究认为,酚制剂通过对细胞膜上镶嵌蛋白及具有通道激活作用的ATP酶、细胞胞质内的LDH酶及其他的氧化还原酶的灭活而杀菌;同时,酚制剂通过对氧传递链终止使细菌因缺乏能量而死亡。

1.2.2 主要产品和应用效果 菌毒敌、消毒灵、农乐、畜禽安、杀特灵等属此类产品,是我国生产的酚类消毒剂。该类制剂对细菌、真菌和囊膜病毒具有灭活作用,对多种寄生虫虫卵也有一定杀灭作用,但芽胞,无囊膜病毒对其不敏感。

1.2.3 主要的影响因素及评价 因其pH值低,易受碱性有机质的影响。酚制剂具有刺激性气味,对畜禽机体的粘膜系统具有刺激性,导致外在黏膜的红肿或其他反应。酚制剂具有气味滞留性,一般用做空畜禽舍的消毒,不宜用做养殖期间消毒。

1.3 含氯消毒剂

1.3.1 作用机制 含氯消毒剂溶于水中均能产生次氯酸,次氯酸不仅可以和细胞壁作用,且因分子小,不带电荷,故易侵入细胞内与蛋白质发生氧化作用或破坏其磷酸脱氢酶,使糖代谢失调,导致细菌死亡;次氯酸还可以分解形成新生态氧,将菌体蛋白质氧化。Kutikovsky电镜观察发现,芽胞在含氯消毒剂的作用下,壳质层与皮质层明显分离而逐渐溶解,通透性增加,核心吡啶羧酸漏出。Jean等认为较高浓度的次氯酸钠溶液可以使肠球菌的蛋白质合成减少,而导致细菌的死亡。有人认为,含氯消毒剂作用于细菌细胞间可溶性酶而快速抑制蛋白质的合成,也能迅速氧化、破坏病毒衣壳上蛋白质的酪氨酸,抑制病毒的特异性吸附,阻止其对宿主细胞的感染。含氯消毒剂中的二氧化氯与细菌或其他微生物蛋白质的部分氨基酸发生氧化还原反应,使氨基酸分解破坏,进而抑制微生物蛋白质的合成,最终导致细菌的死亡。

1.3.2 主要产品和应用效果 作为固体粉剂的含氯消毒剂有优氯净、强力消毒净、速消净等;作为溶液制剂的有消佳净、84消毒液、消洗液等。国内有许多有机氯复方制剂出现,如二氯异氰尿酸钠复方制剂、三氯异氰尿酸复方制剂等。OieS等报道,含氯消毒剂在低浓度时即可有效的杀灭牛结核分支杆菌、肠杆菌、肠球菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌黑色芽胞。胡贤玉报道,含氯复合制剂可以对各种病毒,如口蹄疫病毒、猪传染性水泡病毒、猪轮状病毒、猪传染性胃肠炎病毒、鸡新城疫病毒和鸡法氏囊病毒具有较强的杀灭作用。

1.3.3 主要的影响因素及评价 pH值对氯在溶液中抗菌作用影响最大。pH值愈高,杀菌作用愈弱,反之,其杀菌作用增强。而且氯消毒剂理化性质不稳定,易受有机质和还原物质的影响,受日光的照射易分解失效,难以贮存。Webb等认为在pH值为4时,杀菌作用最强。含氯消毒剂在消毒剂中占有重要位置,是使用较早的杀菌剂。

1.4 碘伏类消毒剂

1.4.1 作用机理 碘伏高效、低毒、广谱,对各种细菌、芽胞、病毒以及真菌具杀灭能力,而且快速。碘的灭菌活性部分为正碘离子(I),目前总结碘的杀菌消毒的作用机制有4个方面:(1)碘的正离子与酶系统中蛋白质所含的酪氨酸起亲电取代反应,使蛋白质失活。(2)碘的正离子具氧化性,能对膜联酶中的硫氢基(-SH)进行氧化,成为二硫键(-S-S-)从而破坏酶的活性。(3)碘的正离子对带被膜病毒的类脂双电层中不饱和脂肪酸的双键进行亲电加成反应,从而破坏被膜。(4)碘对病毒外部的蛋白质,使其等电点发生变化,并能使蛋白质抗原特性产生变化。

1.4.2 主要产品及应用效果 利用不同的碘伏与不同的表面活性剂复配,可以得到各种不同的商品碘伏消毒剂如强力碘、威力碘、PVPI等。此外还有由洗必泰与碘形成的配合物。碘伏高效、低毒、广谱,对各种细菌、芽胞、病毒以及真菌具杀灭能力,而且快速。该类消毒剂为广谱杀菌剂,能杀死细菌、芽胞、真菌、病毒、结核杆菌、阴道毛滴虫、梅毒螺旋体、沙眼衣原体、艾滋病病毒和藻类等,它杀死细菌繁殖体的速度很快,但杀死芽胞一般需要较高浓度和较长的时间。可杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、杀灭枯草杆菌、胞白色念珠菌。能完全灭活人型及牛型结核杆菌。

1.4.3 碱性环境、还原性物质会降低该类消毒剂的消毒效果 该类消毒剂消毒谱广、作用快速、气味小、无刺激、无腐蚀、毒性低、性质稳定而耐储存,碘伏要求在pH 2~5范围内使用,如pH为2以下则对金属有腐蚀作用。

1.5 过氧化物类

1.5.1 作用机理 该类消毒剂主要有过氧化氢和臭氧。目前普遍认为:H202分解后产生的各种自由基,如OH基、活性氧衍生物等破坏微生物的通透性屏障,蛋白质、氨基酸、酶和DNA等最终导致微生物死亡。近年来,臭氧在消毒方面的应用有了较快的发展。臭氧为淡蓝色气体,具有广谱杀菌作用,且其杀菌速度比氯快600~800倍。据报道,它对细菌繁殖体、病毒、真菌和枯草杆菌黑色变种芽胞有较好的杀灭作用;有研究表明,它还对原虫及其卵囊也有很好的杀灭作用。

1.5.2 主要产品及应用效果 过氧化氢气体在很低浓度时,可快速灭活多种微生物,如致病性细菌、细菌芽胞、酵母、真菌孢子、病毒等,并形成无害的分解产物一水和氧。过氧乙酸的复方消毒液,对悬液中大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌黑色变种芽胞以及白色念珠菌的杀灭效果良好,臭氧对细菌繁殖体、病毒、真菌和枯草杆菌黑色变种芽胞有较好的杀灭作用;对原虫及其卵囊也有很好的杀灭作用。

1.5.3 主要的影响因素和评价 该类消毒剂灭活的关键因素为作用时间和浓度,温度无显著影响,除非使过氧化氢保持较高气态浓度。在酸性环境中能很好的发挥药效。是一类广谱、高效的消毒剂,特别适合饮水消毒。

1.6 表面活性剂类

1.6.1 作用机理 表面活性剂类消毒剂以季胺盐类为主。能迅速渗透人胞浆膜脂质体和蛋白质体,改变细胞膜通透性,具有较强的杀菌力。季铵盐的灭菌活性部分是阳离子即季铵离子,具有降低表面张力的能力,因带正电荷故能吸引和吸附表面具有负电荷的物体,如细菌、蛋白质、墙壁和玻璃。它能形成离子化凝胶和胶囊,具有导电性,能影响蛋白质表面的溶解度,能使蛋白质变性沉淀,从而破坏酶的活性,因此也是酶的破坏剂。季铵对各种需氧细菌、厌氧细菌的代谢有影响,能使细菌细胞膜破坏,造成磷、钾的损失,影响细胞膜的通透性,使生命物质外漏。两性表面活性剂能在广泛的pH值范围内发挥灭菌作用。低腐蚀性、低刺激性,灭菌谱和季铵类相似,只是灭菌浓度稍高一点。

1.6.2 主要产品及作用效果 目前广泛使用的有新洁尔灭、度米芬等。新一代季铵盐类消毒剂为四烷基铵盐,如台湾的第5代早期产品,为溴化二甲基二癸基铵,但其成本较高、水溶性较低。因此人们又发展生产氯盐,国外如日本的Astup和欧洲的Bardac,国内也已有数种同类产品,如K酉安、1210消毒剂等。除对各种细菌有效外,对常见病毒如马立克氏病病毒,新城疫病毒、猪瘟病毒、法氏囊病病毒、口蹄疫病毒均有良好的效果。

1.6.3 主要的影响因素及评价 硬水和有机质可以降低此类消毒剂的效果,配伍禁忌较多。此类消毒剂杀菌浓度低、毒性与刺激性低、水溶性好、表面活性强、使用方便、性质稳定、耐热、耐光、耐储存。 是一类具有良好发展前景的消毒剂。由于此类消毒剂对无囊膜病毒消毒效果不好,目前季铵盐类多复合戊二醛,制成复合消毒剂,这样综合了两者的优点,从而克服了季铵盐的不足。前述的安灭杀就是这类消毒剂。

 2 影响消毒剂作用的主要因素

2.1 浓度 任何一种消毒药的抗菌活性都取决于其与微生物接触的有效浓度。一般说来,消毒药浓度越高抗菌作用越强,但达到一定程度后效应不再增加。因此,为取得良好灭菌效果应选取合适的浓度。

2.2 作用时间 消毒时间与微生物接触时间越长灭菌效果越好,接触时间太短往往达不到杀菌效果。被消毒物上微生物数量越多完全灭菌所需时间越长。由于各种消毒剂所需灭菌时间并不相同,所以应用消毒药时应先根据其特性达到规定的作用时间才能收到良好的消毒效果。

2.3 温度 一般说来温度越高消毒效果越好,温度每增加10℃消毒效果提高1-2倍。

2.4 有机物的存在 基本上所有的消毒药与任何蛋白质都有不同程度的亲和力,在消毒环境中只要有有机物存在,就必然与消毒药结合成不溶性的化合物,中和或吸附掉一部分药物而减弱作用。而且,有机物本身还能对细菌起机械性保护作用,使药物和细菌难以接触阻碍抗菌作用的发挥。

2.5 消毒方法的选择 根据消毒剂自身特点采取合适的消毒方法使其达到最佳消毒效果。

3 理想消毒剂的条件

理想的消毒剂应具有以下特点:

(1)易溶于水,且不受水的硬度或酸碱度的影响而降低效力。无腐蚀性,无强烈气味,无色。

(2)对各种病原微生物都有强大的杀灭能力,包括细菌、真菌、病毒。

(3)作用迅速而能保持长久的杀菌能力。

(4)消毒效力不受有机物的影响而减弱或失效。

(5)安全无毒:对人与畜禽无害。

(6)价格便宜,运输使用方便。

虽目前的消毒剂还不是完全理想的消毒剂,但应选择具有上述特点较多的消毒剂。

4 展望

近年来,消毒剂的研制有较大进展,国内外研究开发应用报道很多,但由于消毒剂的开发、应用受到消毒效果及对人畜的毒性、物品的损坏及环境污染等诸多因素影响,有突破性的消毒药尚未出现,协同研究也还局限在化学消毒药与增效剂、缓释剂、助溶剂、填充剂及物理因子的范围内,距实际需要的理想消毒剂的条件:还有相当大的距离。尽管如此,消毒剂的开发研究是刻不容缓的,我们认为国内消毒剂的研制与开发应着眼于以下几个方面:

(1)研制对环境无污染、广谱、高效、安全、稳定的中药消毒剂。

(2)按实际需要进行消毒剂协同作用的研究。

(3)寻找新型高效杀菌化合物。研制杀菌力强、抗菌谱广、用途广泛、使用简便、腐蚀性小、稳定性好、价格低廉、易运输包装、无环境污染、对人畜毒副作用小的新型消毒药。

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