目前，碘的抗菌機(jī)理還沒有研究清楚。二價(jià)碘是主要的抗微生物劑，它可以破壞維系蛋白質(zhì)細(xì)胞的鍵，抑制蛋白質(zhì)合成。通常，游離碘元素和次碘酸是有效破壞微生物作用的活性劑。用于殺菌的主要碘化合物是碘伏、碘酒以及水溶性碘溶液，這兩種溶液通常用于皮膚殺菌。碘伏可作為設(shè)備表面的清洗劑、殺菌劑或皮膚防腐劑、，同時(shí)碘伏還可用于水處理過程中。

　　碘伏復(fù)合物釋放出中間三價(jià)離子，在有酸存在時(shí)，這種三價(jià)離子可以迅速轉(zhuǎn)化為次碘酸和二價(jià)碘，而次碘酸和二價(jià)碘都是碘殺菌劑中的活性抗微生物形式。

　　離子表面活性劑含有兩個(gè)重要的功能基團(tuán)-親油基團(tuán)和親水基團(tuán)，當(dāng)把它放入水中時(shí)，這些分子離子化，兩個(gè)基團(tuán)就會(huì)在分子周圍產(chǎn)生感應(yīng)電荷使表面帶有正電荷或負(fù)電荷，陰離子和陽離子殺菌劑也有同樣的性質(zhì)。

　　當(dāng)?shù)庠�素與非離子性表面活性劑如壬基乙酸苯酚氧化物冷凝液混合，或與載體，如聚乙烯吡咯烷酮混合時(shí)，該混合水溶液就是碘伏，它是目前使用的最為廣泛的碘化合物形式。在酸性條件下，碘伏具有很強(qiáng)的殺菌生物活性，所以經(jīng)常用磷酸對(duì)其進(jìn)行改性。碘伏與表面活性劑以及酸混合便具有去垢特性，因此常把它們作為去垢-殺菌劑。與水或酒精配制的碘懸浮液相比，這些化合物不僅抗菌，而且還具有很強(qiáng)的水溶性、無氣味、對(duì)皮膚無刺激性等特性。

　　為了制備表面活性劑與碘的復(fù)合物，通常將碘加入非離子性表面活性劑中，加熱到55～65℃，以提高碘的溶解性，并保持產(chǎn)品最終的穩(wěn)定性。在碘和表面活性劑間存在放熱反應(yīng)，導(dǎo)致了溫度的升高。此反應(yīng)還取決于表面活性劑的類型以及表面活性劑與碘的比例。如果碘量沒有超過表面活性劑的溶解度，那么最終產(chǎn)品能完全、無限地溶于水中。

　　曾經(jīng)用平衡反應(yīng)式：R+I2→RI+HI來解釋表面活性劑-碘復(fù)合物的行為，這里R代表表面活性劑。由于表面活性劑的碘化作用增強(qiáng)，通過碘氧化而形成的碘化物的濃度降低，進(jìn)而影響到有效碘的分配。

　　游離態(tài)有效碘的濃度決定了碘伏的活性。表面活性劑的存在雖不影響碘伏的活性，但卻能影響碘的殺菌特性。芽孢對(duì)碘的抵抗力大于營養(yǎng)細(xì)胞，由表8-1可知，芽孢的致死時(shí)間大約是營養(yǎng)細(xì)胞的10~1000倍，碘能有效殺滅營養(yǎng)細(xì)胞，但對(duì)芽孢的殺滅作用卻沒有氯有效。

表8-1碘伏造成細(xì)菌芽孢失活的條件

注：所有實(shí)驗(yàn)都在15~25℃蒸餾水中進(jìn)行

摘自：Odlaug.1981

　　當(dāng)介質(zhì)中存在有機(jī)物時(shí)，碘伏殺菌劑比氯化物更加穩(wěn)定。由于碘混合物在非常低的pH下仍保持穩(wěn)定，因此可在6ppm這樣低的濃度下使用，常用濃度為12.5～25ppm。對(duì)于病毒，碘殺菌劑比其它殺菌劑更加有效，6.25ppm的碘殺菌劑溶液可在30秒內(nèi)通過Chamber實(shí)驗(yàn)。非選擇性碘化物可以殺死營養(yǎng)細(xì)胞、許多芽孢以及病毒。

　　在推薦濃度下使用的碘伏殺菌劑一般含50～70mg/L游離碘，可使中強(qiáng)堿水溶液的pH降至3或者更低。如果用高濃度堿水過度稀釋碘伏，結(jié)果會(huì)因?yàn)樗岫缺恢泻投鴩?yán)重影響其殺菌效果。當(dāng)pH為2.5~3.5時(shí)，該溶液的殺菌效果最好。

　　在濃縮狀態(tài)下，配制的碘伏有較長的貨架期。但是在溶液中碘會(huì)因?yàn)檎舭l(fā)而有所損失。當(dāng)溶液溫度達(dá)50℃時(shí)，因碘的升華作用而造成的損失尤為嚴(yán)重。碘能被塑料材料或換熱器上的橡膠墊圈吸收，產(chǎn)生污點(diǎn)和殺菌劑污痕。碘污跡有其優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)有機(jī)和礦物質(zhì)污垢的污跡是黃色的，從而可以指明清潔不足的位置。碘溶液的琥珀色可作為存在殺菌劑的證據(jù)。但是，顏色的強(qiáng)度并不能作為碘濃度的可靠指標(biāo)。由于碘伏溶液是酸性的，它們不受硬水的影響，而且，如果使用正確的話，碘伏還能阻止礦物質(zhì)的富集。但是，已經(jīng)存在的礦物質(zhì)不會(huì)因?yàn)槭褂玫鈿⒕鷦┒�被清除。有機(jī)物（特別是奶）會(huì)使碘伏溶液中的碘鈍化，最終導(dǎo)致琥珀色褪去。溶液中只要不存在大量有機(jī)物污垢，碘損失通常極小。在儲(chǔ)存過程中碘的損失有所增加，所以在使用前應(yīng)該檢測(cè)溶液的濃度，并將其調(diào)整到需要的強(qiáng)度。

　　碘化物消毒劑的缺點(diǎn)如下：它通常要比氯貴一些，在某些產(chǎn)品中會(huì)產(chǎn)生異味，大約在50℃時(shí)就發(fā)生氣化，對(duì)細(xì)菌芽孢和噬菌體的殺菌效果不及氯化物，低溫時(shí)殺菌效果差，對(duì)pH變化敏感。但是，碘殺菌劑對(duì)手部消毒很有效，而且它們不會(huì)刺激皮膚，因此被推薦應(yīng)用于食品工廠中手的浸泡消毒過程和食品加工設(shè)備的消毒過程中。