2009年9月7日星期一

酒精介紹

酒精濃度與消毒作用       林良平博士
----酒精濃度約70%(w/w)或75%(v/v)才有最佳之消毒作用----


酒精之化學名為乙醇(ethanol;ethyl alcohol)其化學式為C2H5OH,係無色、流動性且易燃性之液體;另具有欣快的味道。廣泛地應用於消毒劑(disinfectants)[註1]、脫水劑、固定劑、溶劑(solvents)、及飲食(僅限於經直接微生物發酵產生之酒精)。一般化學藥品用酒精(乙醇)者為99.5%(v/v; 以容積計),另特殊目的作成為100%者,稱為絕對酒精(absolute ethanol)。欲使成為非飲食用,往往添加少量之甲醇(methanol; methyl alcohol)等變性劑者,吾人稱此為變性酒精(denatured alcohol)或工業酒精(industrial alcohol),專供為燃燒用純度不高(例如酒精燈用)者,吾人稱為燃料酒精(comburtion alcohol),經常添加微量之粉紅色色素以示區別[註2]。


提到酒精一般人會連想到「酒」,所稱酒應指酒精成分以容量計算超過0.5%之飲料,其他可供製造或調製飲料之未變性酒精及其他製品(公賣局菸酒管理法中所做的定義)。酒類於民國91年前屬公賣局專賣,現已開放自由製造並進出口,若製造為家用則免稅,超過一定量則要交稅,並受財政部國庫署之管理。


一般人都知道,醫療上常用70%(以重量計)或75%(以容積計)的酒精作為消毒劑,但為何在70或75%左右濃度的酒精才具有消毒作用,欲瞭解此消毒之作用機制,應先充分瞭解酒精(乙醇)之基本性質。酒精的濃度70或75%最具殺菌功效,此為國際上所推荐之適宜消毒濃度(其實60~95%均具消毒作用),目前菸酒公司生產95%(以容積計)的藥用酒精,建議以比例用水稀釋,並採擦拭法,擦拭和手部常接觸的電話、桌椅、門把、接種(無菌)台等,避免空氣中殘留過多酒精,最好不要用來拖地,應擦拭桌面、不可僅噴灑。另注射或抽血時,經常使用70或75%酒精擦拭皮膚(swabbing skin)[註3]。對微生物之控制,來自於簡單的拭掉灰塵及微生物。使用酒精之好處在於其快速作用及揮發,不留殘痕(residue)。


一瓶450㏄純酒精(化學用),搭配150㏄純水(冷開水、過濾水或礦泉水)稀釋,簡單算法約3:1比例。以市面販售的500㏄、95%(以容積計)濃度藥用酒精為例,為了方便以容積計算之,要稀釋成濃度70(w/w)或75%(v/v)的酒精,可以用95乘以500再除以75,得出的數目633.3就是稀釋後的容量,也就是95%濃度藥用酒精要另外加133.3㏄蒸餾水。但要注意,一定要用煮沸過的冷開水或純水,而酒精揮發性強,故封緊未用部分的瓶蓋。酒精怕高溫、火源,儘量放在遠離火源的陰涼處,不要囤積,最好用多少買多少。供用時直接擦拭,不要再空氣中噴灑以免酒精濃度過高,若有人點菸(火),恐有危險。


基本上,酒精(乙醇)有使蛋白質凝固而變性的性質,此作用需要水之存在,酒精的消毒(殺菌)原理即基於此。一般細菌的細胞主為蛋白質並以其他化合物各種方式結合存在,而細菌的細胞膜為一種半透性膜,由外界選擇性吸收物質進入細胞體內的功能。當細胞膜碰到高濃度(90~95%)的酒精時,會產生凝固作用而變質,使細胞質與外界的溝通完全隔絕,酒精反而無法進入細胞內,故細菌細胞不會因此而死亡。過一段時間後,由於細胞內的多種代謝作用,會再生成新的細胞膜,或使原來的細胞膜又恢復其原先之機能,使細菌又再度復活。另外酒精也溶解多種脂質,故溶解被覆型病毒(enveloped viruses)上之脂質,使破壞病毒。酒精(乙醇)有效地殺死(kill)細菌及真菌,但對內生孢子(endospores)及無被覆型病毒(nonenveloped viruses),則無效。


若使用70(w/w)或75%(v/v)濃度的酒精就不同。因為此濃度的酒精,不會使細菌的細胞膜凝固,當它和一些營養成份同時透過細胞膜而被吸收於細胞內時,卻酒精和細胞內的細胞質產生作用,使細胞質凝固而完全喪失代謝功能,酒精終於達到消毒(殺死)細菌的功效。但如果酒精濃度低於70或75%時,不能使細菌之細胞質完全凝固,因此降低或無效果。另外乙醇與其他消毒化合物存在時具有增強(enhance)消毒作用,即降低細菌之存活率[註4]。


[註1]消毒或清毒作用(disinfect or disinfection ),即消滅病原微生物或抑制它們生長。消毒劑(disinfectant),即能夠消滅或抑制病原微生物的製劑,此指特別供用於物品(體)的消毒。可分為完全(complete)及不完全(incomplete)消毒劑,前者為能完全消滅病原微生物的生長形和含芽胞形的消毒劑,後者為消滅(殺死)生長中的細胞,但一般不能消滅芽胞(spores)的消毒劑。
消毒上最常用的醇類是乙醇(ethanol)及異丙醇(isopropanol; isopropyl alcohol)。異丙醇經常以擦拭醇類(rubbing alcohols)用而銷售,在國內常見者,例如:BDR酒精擦拭Alcohol Swabs:Becton Dickinson and Co., Franklin Lake, NJ 07417-1883 U.S.A.;PDIR酒精棉片(Alcohol Prep Pad:Professional Disposables, Inc., Orangeburg, NY 10962-1376 U.S.A.;MEDI-PAK Alcohol Prep Pad:General Medical Corp. Richmond, VA 23228 U.S.A.及LORIS Antiseptic Isopropyl Alcohol Pad. Lernapharm Quebec, Canada, H9H 2P1,以上全部以70%異丙醇浸泡砂布(pad)至飽和而製成。其防腐及消毒(antiseptic and disinfectant)作用,稍為優於乙醇,因相較於乙醇不易蒸發,價格便宜而容易取得。純異丙醇以98-99.9%銷售,分子式為CH3CHOHCH3,由丙烯(propylene)製造,係可燃性液體,微呈乙醇及丙酮混合液之味道,略具苦味而非飲用,對人具有毒性(即飲用100ml就導致死亡)。

[註2]一般酒精類:指下列含酒精成分超過80%之未變性酒精:

1.食用酒精(edible alcohols):以糧穀、薯類、甜菜或糖蜜為原料,經發酵、蒸餾製成含酒精成 分超過80%之未變性酒精。
2.非食用酒精(non-edible alcohols):前項食用酒精以外含酒精成分超過80%之未變性酒精。


在台灣地區酒精之管理機關為台灣省菸酒公賣局(簡稱公賣局;目前(民國91年後)改稱為台灣菸酒公司),其管理辦法所稱酒精分為下列五種。
1.工業用酒精:供製造物品及科學實驗用之酒精,其規格如下:
外觀:無色透明;香味:無雜臭;成分:含酒精在95%以上(以容積計);過錳

酸鉀還原物試驗:試驗之酒精,其粉紅色持續在10分鐘以上。
2.精製酒精:供製造物品及科學實驗用之高級酒精,其規格如下:
成分:含酒精在95%以上(以容積計);與水混合性:試驗合格;蒸發殘渣:不

得大於0.001%;酸度(以乙酸計):不得大於0.003%;鹼度(以氨計):不得大於0.003%;丙酮、異丙醇:試驗合格;甲醇:不得大於0.1%;硫酸變暗之物質:試驗合格;過錳酸鉀還原物:試驗合格。

3.無水酒精:供科學實驗用之高度數酒精,其規格除含酒精應在99.5%以上(以容積計)外,餘與精製酒精相同。

4.變性酒精:精製酒精、工業用酒精或無水酒精依變性標準變性之酒精。此酒精已不適合於食(飲)用。

5.藥用酒精:經中央衛生主管機關檢驗符合中華藥典規定之標準,以用於醫療衛生、調製藥品或科學實驗之酒精,其規格與精製酒精同。
前項藥用酒精之供應管理,依「藥用酒精供應管理辦法」辦理。本辦法酒精變性標準,由公賣局邀請行政院行政院衛生署及經濟部等有關單位會商訂定之。

酒精添加變性劑供其變性者,其變性方法應符合酒精變性劑標準表規定(財政部

台財康字第0890351440號令,89.12.30),此酒精變性劑標準表中,列舉49種酒精

變性劑,其變性劑包括木精、苯、甲醇、苯乙醇等(大部分為屬毒素者)。製造化

妝品類使用酒精,其所使用變性劑,不能選用含有毒素者,另製選食品類亦不得

選用有毒素之變性劑。至於酒精及其相關物品之進出口,應向財政部國庫署申請

許可証。


至少目前為止有六種以上,最近者甚至以「優質酒精」表示,似些混淆之嫌,令

注意者公賣局自己制量不足時,尚依賴台糖新營副產廠以糖蜜製造。



[註3]酒精不宜使用在傷口,因醇類(alcohols) 導引蛋白質之凝結層形成而此層下

面細菌仍繼續生長。

[註4]酒精(乙醇)用來增強其他化合物之消毒作用。例如在美國銷售之消毒劑「ZephiranTM」水溶液約於2分鐘內殺死僅40%之細菌,而碘酒液(tincture)添加之「ZephiranTM」在相同之時間內殺死85%之細菌。上圖表示碘酒液(tincture)及水溶液之有效性比較。圖中殺菌曲線下坡之斜率愈高,其消毒劑之效率愈高。1%碘之70%乙醇溶液效果最高;肥皂水溶液效果最低,注意對相同之消毒劑,碘酒液(tincture)比水溶液更為有效。吾人日常生活所使用之來舒(Lysol)噴霧消毒劑(Destributed by Reckitt Benckiser Inc., Parsippany, NJ 07054-0224,U.S.A.)標榜於30秒殺死99.9%之病菌(Germs),此劑所含活性物質(active ingredients)為0.106%糖酸烷基二甲基苯銨[Alkyl(50% C14,40%C12,10%C16) dimethyl benzyl ammonium saccharinate ]及79.646%乙醇。

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