1
Bài báo cáo:
TÍNH HIỆU QUẢ, PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA
CHẤT KHỬ TRÙNG VÀ VỆ SINH.
GVHD: TS. Nguyễn Thuần Anh
HV: Hà Thị Dung
Trần Nhật Thanh
Lớp: 53 Sau Thu Hoạch
2
Nội Dung: Trang
Giới thiệu……………………………………………………………………….3
1. Các chất khử trùng và vệ sinh, cách thức hoạt động………………………4
1.1. Nhóm chất Halogen (HRA)……………………………………………………4
1.2. Iod ……………………………………………………………………………….5
1.3. Hợp chất amoni bậc bốn(QACs) 5
1.4. Peroxygens ………………………………………………………………………7
1.5. Rượu. …………………………………………………………………………….8
1.6. Aldehyt ………………………………………………………………………… 9
1.7. Bisphenols ……………………………………………………………………….9
1.8. Biguanide ………………………………………………………………………10
2. Những đặc điểm chính của thuốc khử trùng và vệ sinh mong muốn ……… 14
3. Những hạn chế trong việc sử dụng các chất khử trùng và vệ sinh …………….14
4. Đánh giá tính hiệu quả của chất khử trùng và vệ sinh …………………………15
4.1. Loại vi sinh vật ± chuyển hóa các chất ……………………………………….15
4.2. Sự hồi sinh của các tế bào bị thương. ……………………………………… 16
4.3. Điều kiện xử lý: nhiệt độ, pH, nồng độ ……………………………………….16
4.4. Ảnh hưởng của các chất hữu cơ / màng sinh học còn lại ………………… 16
5. Kết luận …………………………………………………………………………….17
TÍNH HIỆU QUẢ, PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA
CHẤT KHỬ TRÙNG VÀ VỆ SINH.
Giới thiệu.
Busta,1999). Một hình thức ứng dụng của clo là chlorine dioxide (ClO2). Đó là tổng hợp
4
bằng phản ứng của clo và natri hypochlorite. Tuy nhiên, chlorine dioxide là chất không
ổn định và dễ phân hủy thành khí ở nhiệt độ cao hơn 30
0
C khi tiếp xúc với ánh sáng
(Beuchat, 1998). Khi được giữ mát và tránh ánh sáng ,chất khử trùng có thể được giữ ổn
định ở nồng độ lên đến 10 g l
-
1 (Erco trên toàn thế giới, 2004).
Phương thức hoạt động của axit hypochlorous
Hiệu quả của khử trùng chính của clo là do hoạt động oxy hóa. Đặc biệt, axit nucleic
và protein bị phá hủy, dẫn đến kết quả làm thay đổi không thể đảo ngược và sự gián
đoạn tổng hợp protein-DNA (Krop, 1990). Nồng độ cao hơn là cần thiết hơn cho việc
đình chỉ hoạt động của các tế bào thực vật. Young và Setlow (2003) kết luận rằng
hypochlorite ảnh hưởng đến sự nảy mầm bào tử có thể do những thiệt hại nghiêm trọng
đến màng tế bào của bào tử bên trong. Đối với hệ thống bào tử treo, Young và Setlow
(2003) cho thấy nồng độ 50 mg l
-1
trong thời gian 10 phút ở nhiệt độ phòng là đủ để giảm
được 4 số thập phân của các bào tử Bacillus subtilis. Ở nồng độ 50 mg l
-1
giảm trong 1 số
thập phân của các bào tử B. Cereus sau 1,5 phút (Wang et al, 1973). Những kết quả này
cho thấy nồng độ gây ức chế tối thiểu có thể khác nhau ở mỗi loài.
Phương thức hoạt động của chlorine dioxide.
Chlorine dioxide (ClO2), nếu áp dụng đúng cách, sẽ cho phép oxy hóa gấp 2,5 lần
sodium hypochlorite (Speek, 2002; Rodgers et al, 2004), và có hiệu quả chống lại vi
khuẩn, virus và bào tử (Hoxey và Thomas, 1999). Các hành động của chlorine dioxide
liên quan đến sự rối loạn tổng hợp protein của tế bào và cơ chế kiểm soát tính thấm của
Reuters,1998):
• Hợp chất tri-alkylbenzyl-amoni (ví dụ như benzalkonium chloride);
• Hợp chất tetra-alkyl ammonium (ví dụ như didecyldimethyl-amoni clorua).
Chất QACs có thể kết hợp tính chất kháng khuẩn với tính chất hoạt động bề mặt và do
đó hữu ích để làm sạch bề mặt cứng và deodorisation (McDonnell và Russell, 1999). So
với clo, chúng có nhiều tốn kém nhưng có lợi thế của việc có hành động còn lại. Chất
QACs có thể vẫn hoạt động trên các bề mặt khoảng 1 ngày (ví dụ như ngành công nghiệp
cá) và do đó không làm tăng sự phát triển của vi khuẩn (Tatterson và Windsor, năm
2001). Tuy nhiên, việc loại bỏ các chất khử trùng bề mặt bằng cách xả với nước trở nên
khó khăn, dẫn đến dư lượng có thể có trong sản phẩm (Kraemer, 1998).
Bảng 1: Hiệu quả của các muối amoni bậc bốn đến các chất truyền nhiễm
khác nhau.
Tác nhân gây bệnh Ảnh hưởng Comments Nguồn
Vi khuẩn
Gram dương
+
+
MIC cao hơn Gram +
Sporostatic
Russell (1995)
6
Gram âm
Bào tử
Virus
Lipid
small non -lipid
non- lipid
Mycobacteria
Nấm men / nấm
(1988) cho thấy một hiệu quả diệt khuẩn E. Coli nồng độ 100 mg l
-1
. Nồng độ thấp
(0.0005% w / v = 5 mg l
-1
)benzalkonium chloride sporostatic, ức chế sự bùng phát nhưng
không sinh bào tử. Chất QACs có thể diệt được bào tử (Russell, 1990).
1.4. Peroxygens
Hydrogen peroxide và axit peracetic là đại diện chính của nhóm peroxygens.
Hydrogen peroxide được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm và thương
mại ở các nồng độ khác nhau từ 3% và 90% w / v, với 35% thường xuyên sử dụng trong
ngành công nghiệp thực phẩm (McDonnell et al, 2002). Đó là áp dụng cho khử trùng vật
liệu đóng gói trước khi điền (Mohr và Duggal, 1997), khử trùng kính áp tròng và khử
trùng bề mặt của trái cây và rau. Hydrogen peroxide là diệt khuẩn và diệt được bào tử
(Hugo và Russell, 1999), nói chung có nồng độ diệt khuẩn là 6%. Peroxygens là nói
chung là nhiều hoạt động chống lại các vi khuẩn Gram dương hơn Gram âm vi khuẩn
(Russell, 1990; McDonnell và Russell, năm 1999). Để đạt được hiệu quả diệt được bào
tử, nồng độ từ 10 đến 30% là cần thiết. Peracetic axit là một chất thương mại kết hợp
giữa hydro, nước peroxide và acid acetic và hoạt động nhanh hơn so với hydrogen
peroxide. Nó có hiệu quả chống lại virus, vi khuẩn, nấm men và các bào tử (Bernstein,
1990). So với hydrogen peroxide, hoạt động acid peracetic là hầu như không chịu ảnh
hưởng của chất hữu cơ (Russell, 1990; McDonnell và Russell, 1999). Nhược điểm là
peroxygens gây ăn mòn trên các công cụ và trang thiết bị.
Phương thức hoạt động
Các phương thức hoạt động của peroxygens được dựa trên quá trình oxy hóa các gốc
tự do (ví dụ: hydroxyl gốc tự do) của các thành phần tế bào cần thiết như chất béo,
protein và DNA (McDonnell và Russell, 1999). Peracetic axit không chỉ tấn công các
protein trong thành tế bào mà còn di chuyển vào trong tế bào và phá vỡ các thành phần tế
bào bên trong tốt (Donhauser et al, 1991).
1.5. Rượu.
là điều cần thiết (Allerberger và Dierich, 1988).
1.6. Aldehyt.
Hai hợp chất aldehyde được sử dụng chủ yếu là chất khử trùng glutaraldehyde và
formaldehyde. Aldehyt đang hoạt động chống lại một loạt các vi khuẩn, vi rút, nấm mốc
và bào tử, có thể dễ dàng loại bỏ từ các bề mặt (sinh học) phân huỷ (Mohr và Duggal,
năm 1997). Tuy nhiên, hoạt động của aldehyt rất dễ bị ảnh hưởng bởi chất ô nhiễm
(protein) còn lại, do đó đòi hỏi phải làm sạch đầy đủ trước khi khử trùng. Andehyt,
9
không gây ra vấn đề cho con người khi được sử dụng trong nồng độ quy định (Mohr và
Duggal, 1997), tuy nhiên nếu là formaldehyde có thể có tác động gây đột biến
(McDonnell và Russell, 1999).
Phương thức hoạt động
Phương thức hoạt động của glutaraldehyde liên quan đến một liên kết mạnh mẽ với
lớp bên ngoài của các tế bào vi khuẩn (Denyer và Stewart, 1998; McDonnell và Russell,
1999) và tế bào phản ứng hóa học với kết quả glutaraldehyde trao đổi chất và ức chế
replicative (Denyer và Stewart, 1998). Cách phản ứng formaldehyde có lẽ là giống nhau.
Liên quan đến điều kiện xử lý, môi trường kiềm là thuận lợi hơn nhiều so với một môi
trường axit. Ứng dụng nồng độ khác nhau giữa 0,08 và 1,6% (w / w) cho bất hoạt E. coli.
Đối với hiệu quả diệt 1 bào tử thích hợp ở nồng độ 2%.
1.7. Bisphenols
Bisphenols là dẫn xuất hydroxy các dẫn xuất halogen hóa của khí mê-tan diphenyl,
diphenylether và diphenyl sunfua, và là hoạt động chống lại vi khuẩn, nấm và tảo.
Triclosan và hexachlorophene là được sử dụng rộng rãi nhất (McDonnell và Russell,
1999). Triclosan, một dẫn xuất của diphenylether, được biết đến như một thành phần
trong một số thuốc xà phòng và gel rửa mặt và kem đánh răng, và có tác dụng chống
staphylococcus (Hugo và Russell, 1999). Nó hiện đang áp dụng như lớp kháng sinh trong
vật liệu đóng gói (Vermeiren et al, 2002;. Chung et al, 2003) và băng tải dây đai
(Quantex, năm 2001; Stekelenburg và Hartog, 2002). Tuy nhiên, Triclosan có thể chứa
nồng độ dioxin và dibenzofurans, cả hai chất có độc tính cao đối với con người (Quantex
,2001). Hexachlorophene đã được sử dụng các loại xà phòng, năm 1972 nó đã được hạn
Chlorhexidine có nguyên tắc tấn công các lớp tế bào bên ngoài nhưng không đủ để
gây ly giải hoặc chết tế bào. Tuy nhiên, sau khi vượt qua bức tường tế bào sẽ gây tổn
thương màng tế bào chất (vi khuẩn) hoặc màng plasma (nấm men) (McDonnell và
Russell,1999). Polymeric biguanide được tổng hợp để tấn công chống lại các màng tế bào
dẫn đến chết tế bào nhanh chóng
Bảng 2. Tóm tắt các chất khử trùng
Chất diệt
khuẩn
Nhóm Halogen
Ứng dụng
50 ± 250 mg l
-1
Diệt khuẩn
> 10 mg l
-1
Diệt được bào
tử
> 50 mg l
-1
Bình luận
Chlorine giá rẻ
Iodine đắt tiền
Bị ảnh hưởng bởi
11
Hợp chất
amoni bậc bốn
Peroxygens
Rượu (ethanol)
Aldehyt
Bisphenols
10% ± 30%
60 ± 70% (w /
v)
20 mg l
-1
các chất hữu cơ
Có hành động còn
lại (khoảng 1 ngày),
trung lập, không
tích cực
Hiệu quả hơn với
hỗn hợp với acid
acetic
Không áp dụng
công nghiệp lớn
Ứng dụng rửa tay và
miệng sản phẩm
Bảng 3: Bảng tổng hợp chất khử trùng và cách hoạt động
Chất khử trùng Cách thức hoạt động Mục tiêu
12
- Nhóm Halogen
- Các hợp chất amoni
bậc bốn(QACs)
-Peroxygen
- Rượu (ethanol)
- Aldehyt
- (Bis) phenol
-Các biguanide
- Halogenation / quá trình oxy hóa
- Tương tác tĩnh điện (ion)
trang thiết bị y tế, Sát trùng
Nhóm chất Halogen
Hypochlorite natri,
clo,
<7 + Khử trùng bề mặt, nước
i-ốt khử trùng, sanitisation, Sát trùng
Biguanide
Chlorhexidine,
alexidine, PHMB
>7 + Sát trùng, bảo quản, khử trùng bề mặt
Chất QACs >7 + Bảo quản; Sát trùng và khử trùng bề mặt,
sanitisation
Phenolics
Bisphenols,
halophenols
<7 +/_ Sát trùng và khử trùng bề mặt
Rượu + Kết hợp sát trùng và khử trùng bề mặt
Axit hữu cơ <7 Bảo quản
Bề mặt anion, natri <7 Kết hợp trong làm vệ sinh
2. Những đặc điểm chính của thuốc khử trùng và vệ sinh mong muốn
- Liên quan đến hoạt động kháng khuẩn
Hoạt động phổ rộng bao gồm cả hoạt động chống lại vi khuẩn, nấm, virus
Hoạt động nhanh chóng kháng khuẩn
Giữ lại sự ổn định (sản phẩm) và hiệu quả kháng khuẩn trên một phạm vi rộng của pH
14
Giữ lại sự ổn định (sản phẩm) và hiệu quả kháng khuẩn trên một phạm vi rộng của nhiệt
độ
Giữ lại hoạt động trong sự hiện diện của các hợp chất hữu cơ và nước cứng
Giữ lại hoạt động sau khi pha loãng
- Trong mối quan hệ với an toàn
chất khử trùng nhất định. Hiệu quả khử trùngđược xác định dựa trên:
• Loại vi khuẩn ± chuyển hóa các chất;
• Sự hồi sinh của các tế bào bị thương / đa dạng sinh học của vi sinh vật;
• Ảnh hưởng của chất hữu cơ / màng sinh học còn lại;
• Các điều kiện xử lý: nhiệt độ, pH, nồng độ…
4.1 Loại vi sinh vật ± chuyển hóa các chất.
Trạng thái trao đổi chất của vi sinh vật rất quan trọng trong việc xác định tác dụng
của thuốc khử trùng. Đối với các tế bào thực vật, vi khuẩn Gram âm xuất hiện thêm khả
năng chống các vi sinh vật do vi khuẩn Gram dương chứa các thành phần của vách tế
bào. Cấu trúc tế bào của vi khuẩn Gram dương có chứa lipid ít hơn so với vi khuẩn
Gram âm (Russell, 1999a). Bào tử vi khuẩn được đánh giá cao có khả năng đề kháng với
hóa chất và các tác nhân vật lý, mà chủ yếu là do lớp áo bào tử và bào tử vỏ não
(Bloomfield và Arthur, năm 1994; Setlow et al, 2002). Đối với các hóa chất, nồng độ để
diệt được bào tử trong nhiều trường hợp cao hơn gấp10 lần so với nồng độ diệt khuẩn
(Russell, 1990). Trong trường hợp của phenol, axit hữu cơ, chất QACs, biguanide,
organomercurials (ví dụ như methyl-Hg, ethyl-Hg) và rượu được sử dụng ở nồng độ cao
có thể diệt được bào tử(Russell, 1990).
4.2. Sự hồi sinh của các tế bào bị thương.
Một khía cạnh khác là sự khác biệt trong tổn thương tế bào sau khi tiêu diệt với
thuốc khử trùng hoặc tác nhân vật lý. Điều này cho thấy rằng một số tế bào ban đầu có
thể hồi sinh. Tuy nhiên, sự phục hồi này không đủ để chỉ ra một cơ chế đề kháng nhưng
là do phương sai thống kê của các hệ thống bảo vệ vi sinh vật. Nó quan trọng là nhận ra
16
độ nhạy cảm cũng như thay đổi trong các loài được xác định (Heinzel, năm 1998,
Russell, năm 1991).
4.3. Điều kiện xử lý: nhiệt độ, pH, nồng độ
pH là một yếu tố quan trọng vì nó có thể sửa đổi các ứng dụng thực tế của chất
khử trùng (Russell, 1991). Ví dụ cho clo pH cần phải được trong sử dụng chất khử trùng
(Russell, 1991). Ví dụ với clo, pHopt trong khoảng 5-8 để có hiệu quả như axit
hypochlorous. Tác dụng tương tự được biết đến với chất khử trùng khác. Vì vậy, biết pH
• Loại trừ / ảnh hưởng của chất khử trùng của các glycocalyx (một lớp nhầy nhụa xung
quanh các tế bào);
• Gây phản ứng hóa học của các glycocalyx với các tác nhân khử trùng;
• Hạn chế sự sẵn có của các chất dinh dưỡng quan trọng sẽ có kết quả làm giảm tốc độ
tăng trưởng;
Những hiệu ứng này có thể được coi là kháng giả là hiệu ứng sẽ kết thúc càng sớm khi
màng sinh học không còn tồn tại.
5. Kết luận.
Nhận biết được tính chất, phương pháp hoạt động của từng chất khử trùng và vệ
sinh sẽ giúp ta ứng dụng hiệu quả các chất này vào từng trường hợp tiêu diệt vi sinh vật
cụ thể. Bên cạnh đó, cần nghiên cứu kỹ các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tiêu diệt vi
sinh vật để cho hiệu quả khử trùng và vệ sinh là tốt nhất. Mỗi chất khử trùng và vệ sinh
có một hiệu quả khử trùng đối với từng loại vi sinh vật, tuy nhiên cũng cần nghiên cứu
những ảnh hưởng của nó với môi trường xung quanh như đối với sức khỏe con người,
dụng cụ thiết bị. Do đó, liều lượng sử dụng phải phù hợp với hiệu quả tiêu diệt vi sinh vật
cao nhất, an toàn với môi trường xung quanh và chi phí tiết kiệm nhất.