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畜禽消毒劑的研究和應用現狀

時間:2014-10-10 17:43:15  來源:  作者:趙德明;寧章勇

利用消毒劑對畜禽及其周圍環境進行消毒以殺滅病原體、切斷傳染途徑,已成為預防和控制畜禽傳染病流行的重要措施。在消毒劑的更新換代,老藥新用及藥物協同消毒研究等方面有了較大的進展,在實際應用中也各具特色。現將近年常用消毒劑的研究與應用現狀作一綜述。

1 畜禽業常用消毒劑的研究與應用現狀

1.1 醛類消毒劑

1.1.1 作用機理 此類消毒劑主要與菌體蛋白質中的氨基結合使其變性或使蛋白質分子烷基化。戊二醛則可以和胞壁脂蛋白發生交聯、和胞壁磷壁酸中的酯聯殘基形成側鏈,從而封閉細胞壁,阻礙微生物對營養物質的吸收和廢物的排出。

1.1.2 主要產品及應用效果 用于化學殺菌劑的醛類有戊二醛、甲醛、丁二醛和乙二醛及其復合制劑。這類消毒劑的抗菌譜廣、殺菌作用強,具有殺滅細菌、芽胞、真菌和病毒的作用,而且價格便宜。

1.1.3 主要的影響因素及評價 醛類可以說是眾所周知的效果甚佳的消毒劑,過去甲醛制品,因為成本低廉、殺菌力強,曾被廣泛應用,然而甲醛毒性太強、危害使用者的健康、味道刺激、作用緩慢。現多用新一代的戊二醛制品。因為戊二醛沒有甲醛的缺點,卻有優于甲醛的強力消毒殺菌作用,已逐漸取代甲醛成新一代的主要消毒劑。 醛類消毒劑多用于畜禽及圈舍的環境消毒,尤其對疫源地芽胞消毒。但因為該類消毒劑對人畜有較強的刺激性且揮發較快、性質不夠穩定等缺點,使用受到一定的限制。近年來,利用醛類與其他消毒劑的協同作用以減低或消除其刺激性,提高其消毒效果和穩定性,研制出以醛類為主要成分的復方消毒劑,從而減低或消除其刺激性,提高其消毒效果和穩定性,是當前研究的方向。"安滅殺"消毒劑(先靈葆雅公司研發)為戊二醛和專利季銨鹽的復方制劑,兩種成分有相乘效果,是消毒劑的最佳組合之一。除對大腸桿菌、溶血性鏈球菌、金黃色葡萄球菌有良好的殺滅作用外,還對豬細小病毒、豬繁殖呼吸綜合征病毒、豬偽狂犬病病毒、新城疫病毒、豬瘟病毒等有很強的殺滅效果。"安滅殺"對各種畜禽的主要致病病毒和細菌具有快速殺滅作用,同時在消毒池應用持續效力可達7天以上。

1.2 復合酚類

1.2.1 作用機制 在復合酚制劑中,一般含酚41%-49%,醋酸22%~26%。它通過使微生物原漿蛋白質變性、沉淀或使氧化酶、去氫酶、催化酶失去活性而產生殺菌或抑菌作用。Cantor研究認為,酚制劑通過對細胞膜上鑲嵌蛋白及具有通道激活作用的ATP酶、細胞胞質內的LDH酶及其他的氧化還原酶的滅活而殺菌;同時,酚制劑通過對氧傳遞鏈終止使細菌因缺乏能量而死亡。

1.2.2 主要產品和應用效果 菌毒敵、消毒靈、農樂、畜禽安、殺特靈等屬此類產品,是我國生產的酚類消毒劑。該類制劑對細菌、真菌和囊膜病毒具有滅活作用,對多種寄生蟲蟲卵也有一定殺滅作用,但芽胞,無囊膜病毒對其不敏感。

1.2.3 主要的影響因素及評價 因其pH值低,易受堿性有機質的影響。酚制劑具有刺激性氣味,對畜禽機體的粘膜系統具有刺激性,導致外在黏膜的紅腫或其他反應。酚制劑具有氣味滯留性,一般用做空畜禽舍的消毒,不宜用做養殖期間消毒。

1.3 含氯消毒劑

1.3.1 作用機制 含氯消毒劑溶于水中均能產生次氯酸,次氯酸不僅可以和細胞壁作用,且因分子小,不帶電荷,故易侵入細胞內與蛋白質發生氧化作用或破壞其磷酸脫氫酶,使糖代謝失調,導致細菌死亡;次氯酸還可以分解形成新生態氧,將菌體蛋白質氧化。Kutikovsky電鏡觀察發現,芽胞在含氯消毒劑的作用下,殼質層與皮質層明顯分離而逐漸溶解,通透性增加,核心吡啶羧酸漏出。Jean等認為較高濃度的次氯酸鈉溶液可以使腸球菌的蛋白質合成減少,而導致細菌的死亡。有人認為,含氯消毒劑作用于細菌細胞間可溶性酶而快速抑制蛋白質的合成,也能迅速氧化、破壞病毒衣殼上蛋白質的酪氨酸,抑制病毒的特異性吸附,阻止其對宿主細胞的感染。含氯消毒劑中的二氧化氯與細菌或其他微生物蛋白質的部分氨基酸發生氧化還原反應,使氨基酸分解破壞,進而抑制微生物蛋白質的合成,最終導致細菌的死亡。

1.3.2 主要產品和應用效果 作為固體粉劑的含氯消毒劑有優氯凈、強力消毒凈、速消凈等;作為溶液制劑的有消佳凈、84消毒液、消洗液等。國內有許多有機氯復方制劑出現,如二氯異氰尿酸鈉復方制劑、三氯異氰尿酸復方制劑等。OieS等報道,含氯消毒劑在低濃度時即可有效的殺滅牛結核分支桿菌、腸桿菌、腸球菌、金黃色葡萄球菌、枯草桿菌黑色芽胞。胡賢玉報道,含氯復合制劑可以對各種病毒,如口蹄疫病毒、豬傳染性水泡病毒、豬輪狀病毒、豬傳染性胃腸炎病毒、雞新城疫病毒和雞法氏囊病毒具有較強的殺滅作用。

1.3.3 主要的影響因素及評價 pH值對氯在溶液中抗菌作用影響最大。pH值愈高,殺菌作用愈弱,反之,其殺菌作用增強。而且氯消毒劑理化性質不穩定,易受有機質和還原物質的影響,受日光的照射易分解失效,難以貯存。Webb等認為在pH值為4時,殺菌作用最強。含氯消毒劑在消毒劑中占有重要位置,是使用較早的殺菌劑。

1.4 碘伏類消毒劑

1.4.1 作用機理 碘伏高效、低毒、廣譜,對各種細菌、芽胞、病毒以及真菌具殺滅能力,而且快速。碘的滅菌活性部分為正碘離子(I),目前總結碘的殺菌消毒的作用機制有4個方面:(1)碘的正離子與酶系統中蛋白質所含的酪氨酸起親電取代反應,使蛋白質失活。(2)碘的正離子具氧化性,能對膜聯酶中的硫氫基(-SH)進行氧化,成為二硫鍵(-S-S-)從而破壞酶的活性。(3)碘的正離子對帶被膜病毒的類脂雙電層中不飽和脂肪酸的雙鍵進行親電加成反應,從而破壞被膜。(4)碘對病毒外部的蛋白質,使其等電點發生變化,并能使蛋白質抗原特性產生變化。

1.4.2 主要產品及應用效果 利用不同的碘伏與不同的表面活性劑復配,可以得到各種不同的商品碘伏消毒劑如強力碘、威力碘、PVPI等。此外還有由洗必泰與碘形成的配合物。碘伏高效、低毒、廣譜,對各種細菌、芽胞、病毒以及真菌具殺滅能力,而且快速。該類消毒劑為廣譜殺菌劑,能殺死細菌、芽胞、真菌、病毒、結核桿菌、陰道毛滴蟲、梅毒螺旋體、沙眼衣原體、艾滋病病毒和藻類等,它殺死細菌繁殖體的速度很快,但殺死芽胞一般需要較高濃度和較長的時間。可殺滅大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、殺滅枯草桿菌、胞白色念珠菌。能完全滅活人型及牛型結核桿菌。

1.4.3 堿性環境、還原性物質會降低該類消毒劑的消毒效果 該類消毒劑消毒譜廣、作用快速、氣味小、無刺激、無腐蝕、毒性低、性質穩定而耐儲存,碘伏要求在pH 2~5范圍內使用,如pH為2以下則對金屬有腐蝕作用。

1.5 過氧化物類

1.5.1 作用機理 該類消毒劑主要有過氧化氫和臭氧。目前普遍認為:H202分解后產生的各種自由基,如OH基、活性氧衍生物等破壞微生物的通透性屏障,蛋白質、氨基酸、酶和DNA等最終導致微生物死亡。近年來,臭氧在消毒方面的應用有了較快的發展。臭氧為淡藍色氣體,具有廣譜殺菌作用,且其殺菌速度比氯快600~800倍。據報道,它對細菌繁殖體、病毒、真菌和枯草桿菌黑色變種芽胞有較好的殺滅作用;有研究表明,它還對原蟲及其卵囊也有很好的殺滅作用。

1.5.2 主要產品及應用效果 過氧化氫氣體在很低濃度時,可快速滅活多種微生物,如致病性細菌、細菌芽胞、酵母、真菌孢子、病毒等,并形成無害的分解產物一水和氧。過氧乙酸的復方消毒液,對懸液中大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草桿菌黑色變種芽胞以及白色念珠菌的殺滅效果良好,臭氧對細菌繁殖體、病毒、真菌和枯草桿菌黑色變種芽胞有較好的殺滅作用;對原蟲及其卵囊也有很好的殺滅作用。

1.5.3 主要的影響因素和評價 該類消毒劑滅活的關鍵因素為作用時間和濃度,溫度無顯著影響,除非使過氧化氫保持較高氣態濃度。在酸性環境中能很好的發揮藥效。是一類廣譜、高效的消毒劑,特別適合飲水消毒。

1.6 表面活性劑類

1.6.1 作用機理 表面活性劑類消毒劑以季胺鹽類為主。能迅速滲透人胞漿膜脂質體和蛋白質體,改變細胞膜通透性,具有較強的殺菌力。季銨鹽的滅菌活性部分是陽離子即季銨離子,具有降低表面張力的能力,因帶正電荷故能吸引和吸附表面具有負電荷的物體,如細菌、蛋白質、墻壁和玻璃。它能形成離子化凝膠和膠囊,具有導電性,能影響蛋白質表面的溶解度,能使蛋白質變性沉淀,從而破壞酶的活性,因此也是酶的破壞劑。季銨對各種需氧細菌、厭氧細菌的代謝有影響,能使細菌細胞膜破壞,造成磷、鉀的損失,影響細胞膜的通透性,使生命物質外漏。兩性表面活性劑能在廣泛的pH值范圍內發揮滅菌作用。低腐蝕性、低刺激性,滅菌譜和季銨類相似,只是滅菌濃度稍高一點。

1.6.2 主要產品及作用效果 目前廣泛使用的有新潔爾滅、度米芬等。新一代季銨鹽類消毒劑為四烷基銨鹽,如臺灣的第5代早期產品,為溴化二甲基二癸基銨,但其成本較高、水溶性較低。因此人們又發展生產氯鹽,國外如日本的Astup和歐洲的Bardac,國內也已有數種同類產品,如K酉安、1210消毒劑等。除對各種細菌有效外,對常見病毒如馬立克氏病病毒,新城疫病毒、豬瘟病毒、法氏囊病病毒、口蹄疫病毒均有良好的效果。

1.6.3 主要的影響因素及評價 硬水和有機質可以降低此類消毒劑的效果,配伍禁忌較多。此類消毒劑殺菌濃度低、毒性與刺激性低、水溶性好、表面活性強、使用方便、性質穩定、耐熱、耐光、耐儲存。 是一類具有良好發展前景的消毒劑。由于此類消毒劑對無囊膜病毒消毒效果不好,目前季銨鹽類多復合戊二醛,制成復合消毒劑,這樣綜合了兩者的優點,從而克服了季銨鹽的不足。前述的安滅殺就是這類消毒劑。

 2 影響消毒劑作用的主要因素

2.1 濃度 任何一種消毒藥的抗菌活性都取決于其與微生物接觸的有效濃度。一般說來,消毒藥濃度越高抗菌作用越強,但達到一定程度后效應不再增加。因此,為取得良好滅菌效果應選取合適的濃度。

2.2 作用時間 消毒時間與微生物接觸時間越長滅菌效果越好,接觸時間太短往往達不到殺菌效果。被消毒物上微生物數量越多完全滅菌所需時間越長。由于各種消毒劑所需滅菌時間并不相同,所以應用消毒藥時應先根據其特性達到規定的作用時間才能收到良好的消毒效果。

2.3 溫度 一般說來溫度越高消毒效果越好,溫度每增加10℃消毒效果提高1-2倍。

2.4 有機物的存在 基本上所有的消毒藥與任何蛋白質都有不同程度的親和力,在消毒環境中只要有有機物存在,就必然與消毒藥結合成不溶性的化合物,中和或吸附掉一部分藥物而減弱作用。而且,有機物本身還能對細菌起機械性保護作用,使藥物和細菌難以接觸阻礙抗菌作用的發揮。

2.5 消毒方法的選擇 根據消毒劑自身特點采取合適的消毒方法使其達到最佳消毒效果。

3 理想消毒劑的條件

理想的消毒劑應具有以下特點:

(1)易溶于水,且不受水的硬度或酸堿度的影響而降低效力。無腐蝕性,無強烈氣味,無色。

(2)對各種病原微生物都有強大的殺滅能力,包括細菌、真菌、病毒。

(3)作用迅速而能保持長久的殺菌能力。

(4)消毒效力不受有機物的影響而減弱或失效。

(5)安全無毒:對人與畜禽無害。

(6)價格便宜,運輸使用方便。

雖目前的消毒劑還不是完全理想的消毒劑,但應選擇具有上述特點較多的消毒劑。

4 展望

近年來,消毒劑的研制有較大進展,國內外研究開發應用報道很多,但由于消毒劑的開發、應用受到消毒效果及對人畜的毒性、物品的損壞及環境污染等諸多因素影響,有突破性的消毒藥尚未出現,協同研究也還局限在化學消毒藥與增效劑、緩釋劑、助溶劑、填充劑及物理因子的范圍內,距實際需要的理想消毒劑的條件:還有相當大的距離。盡管如此,消毒劑的開發研究是刻不容緩的,我們認為國內消毒劑的研制與開發應著眼于以下幾個方面:

(1)研制對環境無污染、廣譜、高效、安全、穩定的中藥消毒劑。

(2)按實際需要進行消毒劑協同作用的研究。

(3)尋找新型高效殺菌化合物。研制殺菌力強、抗菌譜廣、用途廣泛、使用簡便、腐蝕性小、穩定性好、價格低廉、易運輸包裝、無環境污染、對人畜毒副作用小的新型消毒藥。

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