科學人雜誌
教科書之外

不勝酒力的病毒

2021-04-01 陳文盛
葡萄酒裡有智慧,啤酒裡有自由,水裡有細菌。——富蘭克林(Benjamin Franklin,美國博物學家及開國元勳)


歷史上,原始人很早就在野外發酵的水果和穀類接觸到酒精(乙醇),被它對神經的麻醉效應所迷住。後來人類開始釀酒,到了1000多年前又發展出蒸餾高濃度烈酒和乙醇的技術。高濃度的乙醇除了讓人類感受更強烈的神經效應之外,還帶來一些其他用途,包括燃燒、溶劑、清潔和消毒等。


乙醇的多功能來自於它的低毒性和物理特性。它的分子(C2H5OH)一端是疏水(非極性)的乙基(C2H5-),另一端是親水(極性)的羥基(-OH),因此可以和疏水的有機溶劑相溶,也可以形成氫鍵而與水相溶。這「兩親性」(amphiphilic)和肥皂及清潔劑一樣,但是較為溫和。這些兩親性分子在水溶液中會破壞生化物質的結構。以蛋白質為例,它長串的胺基酸(多?)能摺疊成特定結構,是依賴很多非共價鍵的作用,包括親水性胺基酸之間的氫鍵,以及疏水性胺基酸之間的相吸引。酒精一方面會搶著和親水性胺基酸形成氫鍵,破壞它們之間原有的氫鍵和離子鍵,另一方面又會搶著結合疏水性胺基酸,破壞內部原有的疏水性核心,結果就使蛋白質失去自然的結構和活性(亦即「變性」)。酒精濃度夠高的話,還會讓蛋白質凝結沉澱。相同的道理,高濃度的酒精也會沉澱DNA和RNA。


這種會讓蛋白質變性的特性,使酒精成為很棒的消毒液,特別在新冠病毒帶來全球瘟疫的當頭,到處都有人使用酒精液消毒。


公衛專家特別強調消毒液的酒精體積濃度(v/v)要75%左右最好。一般蒸餾純化的酒精可以達到95%濃度,市面上也常見到。有好奇心的人會問:為什麼不用95%的酒精呢?酒精濃度更高不是更好嗎?這問題我從前在實驗室研究細菌的時候就出現。指導教授說:酒精接觸到細菌時,會使細菌的蛋白質變性;夠多的蛋白質變性,細菌就會死去。如果使用的酒精是95%或100%,細菌表層的蛋白質全都變性,凝固起來,反而形成一層保護罩,阻擋更多酒精進入。如此一來細菌就可能只是暫時休眠、沒有死去,等到酒精消失(例如蒸發)後,細菌就復甦過來。假如一開始使用的酒精濃度只有75%,也就是還有25%的水,細菌表層的蛋白質不會完全凝固,仍然留下空隙讓酒精繼續進入內部,就可達到殺死細菌的效果.......


# 關鍵字:教科書之外酒精細菌病毒
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