科普!為什麼純酒精不能殺菌?

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1881年2月19日,美國堪薩斯州成為美國第一個禁止販售酒精產品的州。從此開始了影響巨大的「禁酒令」時代。後來的事實證明,這樣的禁酒令並不能讓社會更和諧穩定。不過,關於酒精,倒是有說不完的有趣話題。

今天我們就來聊聊純酒精為什麼不能殺菌。

用酒精消毒,是大家都知道的常識。可奇怪的是,在醫療上所用的消毒酒精是濃度為75%的酒精,純酒精反而不能殺菌。這是什麼原因呢?

酒精的學名叫做乙醇(C2H5OH),它具有很強的滲透力,能夠鑽入細菌內部,使菌體蛋白質凝固(化學上叫做變性),造成細菌因失去活性而死亡。過去,人們以為純酒精會使細菌的蛋白質變性得太快太強,蛋白質在細菌的表面凝固而形成硬膜,阻止酒精進一步滲入細菌內部,造成純酒精不能消毒殺菌的結果。其實,單獨的純酒精或純水都不能使蛋白質變性,只有當水和酒精同時存在時,酒精溶液才顯示出使蛋白質變性的能力。原來,蛋白質是一種十分複雜的大分子結構,由螺旋狀的長鏈拳曲成一定的幾何形狀。如果蛋白質的立體結構被破壞並且不能還原的話,它就失去了生理活性。在蛋白質分子中,有許多憎水的基團存在螺旋狀的長鏈內部,還有許多親水的基團則「暴露」在外部。所以蛋白分子外圍與水十分「親密」,有一定的水溶性並形成膠體。蛋白質內部的憎水基團之間和外部的親水基團之間,都存在著一定的吸引力,這使它顯得既穩定又活躍。要使蛋白質變性,就要讓拳曲、螺旋的蛋白質分子長鏈舒展、鬆弛,其中關鍵是破壞形成拳曲和螺旋的各種力。

酒精分子有兩個末端,一端是憎水的(-C2H5),可以破壞蛋白質內部憎水基團之間的吸引力;一端是親水的(-0H),但它難以破壞蛋白質外部的親水基團之間的吸引力。另一方面,水分子雖然可以鬆弛蛋白質親水基團之間的吸引力,但它即使鑽進細菌內部,也無法破壞其蛋白質中憎水基團之間的吸引力。所以,純酒精或水都不足以使細菌內的蛋白質變性,只有酒精和水共同存在,同時使保持蛋白質幾何形狀的各種吸引力鬆弛,蛋白質才會失去生理活性。因此,只有一定濃度的酒精溶液,才能達到良好的消毒殺菌目的。

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