纺织品抗菌防霉检测技术研究进展Yd16310

袁英姿1 ，谢小保1 ，李素娟1 ，彭如群1 ，孙廷丽1 ，陈仪本1 ，商成杰2 1，广东省微生物分析检测中心广东省菌种保藏与应用重点实验室，广东广州510070；2，北京洁尔爽高科技有限公司抗菌防霉防螨测试中心北京100083

收稿日期：2012-12-13

获奖情况：“第25届(2012年)全国针织染整学术研讨会”优秀论文。

作者简介：袁英姿(1984-)，女，研究实习员。主要从事抗菌防霉检测技术工作。

原载：针织工业2013/7；81-86

【摘要】文中首先概述了国内外纺织品抗菌、防霉性能测试标准；然后介绍了抗菌检测技术，包括定性检测和定量检测，分析了抗菌试验影响因素，包括测试菌种、接种菌的制备方法、对照样等；同时介绍了纺织品的防霉检测技术及其试验影响因素，包括测试菌种、接种量、培养时间等；最后，指出了现有抗菌防霉测试标准的修订方向。

【关键词】纺织品；抗菌；防霉；标准；检测；定性；定量

【中图分类号】TS 195，5+82 文献标志码：C 文章编号：1000-4033(2013)07-0081-06

本文就国内外织物抗菌防霉测试标准现状、存在问题及进展进行介绍，旨在为抗菌防霉织物的测试与评价提供借鉴。

1 纺织品抗菌防霉检测方法概况

1.1 抗菌标准

对于抗菌性的测试方法，开发较早的是日本和美国，最有代表性且应用较广的是美国纺织印染师和化学师协会(AATCC)的试验法AATCC 100《抗菌整理织物的评价》以及日本工业标准JIS L 1902《纺织品抗菌活性及效果测试》。

AATCC于1958年首次制定了纺织品领域的第一个抗菌检测方法AATCC 90《纺织品抗菌活性评定：平板法》，该标准是一个定性检测方法；随后，其历经8次修订曾于1989年停用，2011年重新启用。第一个纺织品抗菌定量测试标准AATCC 100(抗菌整理织物的评价》于1961年颁布，现在最新的版本是AATCC 100-2004，该方法主要用于纺织品杀菌性能的测定随后，AATCC 陆续制定了AATCC147-1976《织物抗菌性能评价：平行划线法》和AATCC 174-l971《地毯的抗菌性能评价》。

日本于1990年颁布了JIS L1902《纺织品抗菌活性及效果测定》，其最新版本是JIS L 1902-2008，该标准对AATCC l00(抗菌整理织物的评价》做了较大修改，除了可以测定纺织品的杀菌性能，还可以测定纺织品的抑菌性能，检测方法包括定性检测方法和定量检测方法，定量检测方法中除吸收法外，还增加了印迹法，而计算方法包括平板培养计数法和荧光分析法。

国际标准化组织于2004年和2007年分别颁布了ISO 20645-2004 《纺织织物抗菌活性的测定琼脂平皿法》和ISO 20743-2007《纺织品抗菌产品抗菌活性的测定》，ISO 20645-2004为定性测试方法，ISO 20743-2007则为定量测试方法，主要由JIS L 1902(纺织品抗菌活性及效果测试》转化而来，但比它增加了一个测试方法即转移法。

我国于1992年颁布了纺织行业标准FZ／T 01021-1992(织物抗菌性能试验方法》，该标准于2004年8月1日被废止。1994年卫生部颁布了《消毒技术规范》，其中有织物抗菌测试方法的规定(现版本为2002) 1995年颁布了国家标准GB15979《一次性使用卫生用品卫生标准》(现版本为2002)，其中包括杀菌率和抑菌率的计算，但该方法适用范围偏窄。总体来说，我国现有的纺织品抗菌标准主要有：FZ/T 73023-2006(抗菌针织品》、GB／T 20944，1-2007(纺织品抗菌性能的评价第1部分：琼脂平皿扩散法》、GB／T2094，2-2007《纺织品抗菌性能的评价第2部分：吸收法》、GB／T20944，3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》。

1.2 防霉标准

美国AATCC于1946年颁布了第一个纺织品防霉性能的检测方法AATCC 30《纺织材料抗霉菌和抗腐烂性能的评定》。英国于1981年颁布了BS 6085《纺织品抗微生物劣变性能的测定方法》，该法已被欧盟标准EN 14119-2003《纺织品测试微小真菌作用的评估》替代。日本1992年颁布的JISZ 2911-1992《耐真菌测试方法》中规定了纺织品防霉性能的测定，现行的版本号为JIS Z 2911-2010 我国颁布的纺织品防霉标准有国家标准GB/T 24346-2009《纺织品防霉性能的评定》和行业标准FZ/T 60030-2009《家用纺织品防霉性能测试方法》。

2 纺织品抗菌检测

2.1 抗菌检测技术

2.1.1 定量检测

定量检测的原理是经过抗菌处理的产品定量接种测试菌液后，经过一定时间的孵育，抗菌纺织品抑制或杀死测试菌细胞，而没有经过抗菌处理的对照样品接种测试菌后，接种菌不会受到抑制或杀死，因此，根据测试菌数量的减少率可以定量评价纺织品的抗菌效果根据计算方法的不同，计算结果又可以分为抑菌率(对应为抑菌对数值)和杀菌率(对应为杀菌对数值)。

国内外常用的典型代表性抗菌纺织品定量试验方法包括：AATCC100 -2004、AATCC 174-2011、JIS L1902-2008、GB／T 20944.2-2007、FZ／T 73023-2006、GB／T 20944.3-2008、ISO 20743-2007(各标准中文名称见前文)以及《消毒技术规范)(2002)、ASTM E 2149(动态接触条件下固定化抗菌剂抗微生物活性的试验方法》、CAS ll5-2005《保健功能纺织品》、FZ/T62015-2009(抗菌毛巾》、QB/T2881-2007《鞋类衬里和内垫材料抗菌技术条件》。

在定量检测法中，根据测试菌液接种到试样上的方式不同，可分为振荡法、吸收法(浸渍法)、印迹法、奎因法、转移法等：根据回收菌检测方法又可分为平板培养法和荧光分析法。

定量测试方法包括试样(包含对照样)制备、消毒、接种测试菌、孵育培养、接触一定时间后对接种菌进行回收并计数，它适用于非溶出性和溶出性抗菌整理织物定量测试方法的优点是定量、准确、客观，缺点是时间长、费用高。

纺织品抗菌检测方法概况对比如表1所示，其中，抑菌率指作用一定时间后试样与对照样菌数相比的减少率：杀菌率指作用一定时间后试样菌数与接触时间为0的试样菌数相比的减少率：抑菌活性值指对照样和试样作用一定时间后菌数对数值的差值：杀菌活性值指接触时间为0的试样菌数的对数值与作用一定时间后的试样菌数对数值的差值。

表1 纺织品抗菌检测标准分析

2.1.2 定性检测

定性检测原理是通过将抗菌样品紧贴在接种一定量已知微生物的琼脂表面，经过一段时间的接触培养，观察样品周围有无抑菌环或样品与琼脂的接触面有无微生物生长，以此来判断样品是否具有抗菌性能当有抑菌环或样品与培养基接触表面没有菌生长时，说明该样品具有抗菌性能：抑菌环越大，说明纺织品与抗菌剂结合的越不牢固，抗菌性能耐久性越差：当抑菌环的直径大于1 mm时，抗菌纺织品的抗菌剂为溶出性：抑菌环的直径小于1 mm为非溶出性：当没有抑菌环、但样品接触面没有菌生长，说明该纺织品也有抗菌活性，且抗菌性能具有较好的耐久性；当没有抑菌环、且接触面有大量微生物生长时，说明样品没有抗菌活性。

定性测试方法有两种：一种是将菌悬液均匀涂布于固体培养基表面，并将样品贴于含有一定量细菌的琼脂培养基表面，培养一定时间后，观察在样品底部及周围细菌的生长情况，称为混菌培养法或混菌法：另一种是用接种环挑取一定浓度的菌液在琼脂平板培养基上划线，再将样品贴于琼脂表面，培养一定时间后，观察细菌在样品底部及周围的生长情况，称为划线法。

国内外常用的典型代表性抗菌产品的定性试验方法为表1中列出的6种。其中，AATCC 147与ISO20645方法相比，尽管两者原理相似，但测试细节有较大差别，ISO20645方法对测试所用的菌悬液进行了定量规定，且将测试微生物与测试上层琼脂混合，使测试结果更为清晰：ISO 20645方法采用25m m 直径圆形样品，与AATCC 147所采用的25 mmx50 mm矩形样品相比，其对抑菌圈的测试更为方便和准确基于上述原因，ISO20645—2o04在测试的准确性及测试的可重复性方面优于AATCC147—2011方法，因而得到了越来越广泛的认可。

定性测试的特点在于：测试方法简单，测试时间短、测试费用较低：另外。通过观察样品周围有无抑菌圈，该试验方法还可用于判断抗菌产品所采用抗菌剂的溶出性，因此可以说，此方法对溶出性抗菌剂加工产品的效果检测较为明显但该试验不能定量测试抗菌产品抗菌活性的强弱，只能判定产品有无抗菌性能，而且测试相对粗略，测试重复性及稳定性相对较差。

2.2 抗菌试验影响因素

2.2.1 测试菌种

抗菌检测方法的测试菌种主要为细菌，少量标准中增加了酵母菌在抗菌纺织品抗菌性能的评价中，菌种的选择必须具有科学性和代表性纺织品抗菌处理的目的是使纺织品对接触到其表面的致病菌具有抑制和杀灭作用，防止疾病的传播，因此，测试菌种的选择主要基于以下两点：一是测试菌种为人体皮肤或黏膜上常见的条件致病菌：二是在空气环境中分布广泛的病菌。

在目前大部分抗菌产品的抗菌性能检测中，常选择金黄色葡萄球菌、大肠杆菌或肺炎克雷伯氏菌和白色念珠菌分别作为革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和酵母菌的代表但实际上仅用这3种菌来代表织物的抗菌性能是远远不够的作为标准，除考虑科学性外，还需要考虑可操作性和试验效率，因此，在测试基本菌种的基础上，可根据产品的特殊用途增加其他测试菌。

纺织品抗菌测试标准采用的菌种对比如表2所示。

表2 纺织品抗菌测试标准采用的菌种对比

注：各标准中文名称见前文。

2.2.2 接种菌的制备方法

菌液制备是抗菌试验中非常关键的一步，直接决定着试验中细菌生长情况的好坏目前的制备方法分为两步法和三步法所谓两步法，就是连续传代2次活化细菌制备接种菌液：三步法就是连续传代3次活化细菌制备接种菌液在抗菌试验中，必须是活性较高的细菌才能真实地反映抗菌纺织品的抗菌性能在试验中，活性的高低是根据对照样上的细菌在培养前后的增长情况来判断的细菌增长得越多，其活性就越高：反之就越低。

制备方法的不同对测试菌的活性有很大的影响，结果如表3所示。

表3 两步法和三步法培养的细菌数对比

2.2.3 对照样

在定量培养中由于抑菌率是根据试样与对照样的回收菌数的减少率来计算的，因此，对照样上测试菌的增长数量对于抑菌率的结果有直接的影响不同的对照样对于测试菌的增长数量有很大的影响，故应对对照样进行标准化。

2.2.4 其他因素的影响

试样用量的多少对结果有着显著影响，在目前的所有方法中，试验结果计算的各参数都与试样量无关，而在一些标准中只给定试样用量范围试样用量越多，活菌数就减少得越多，从而抗菌效果也越好，但这种结果并不能真实反映纺织品的抗菌性能因此，统一试样用量在抗菌试验中就显得菲常重要测试菌的孵育时间对微生物增长倍数有较大的影响，也影响测试结果，因此，孵育时间不同。测试结果可能不同，而不同的标准的孵育时间存在很大的差异。

3 纺织品防霉检测

3.1 防霉检测技术

纺织品防霉检测主要为定性检测。试验原理为：当经过防霉处理和未经防霉处理的纺织品分别接种一定量的测试霉菌，在适合霉菌生长的环境条件下放置培养一定时间后，根据霉菌在试样表面的生长情况来评价纺织品的防霉性能若试样表面长霉面积越小，则该样品防霉性能越好：若试样表面没有长霉，说明该试样越不容易被霉菌污染。

根据接种后试样放置方式，防霉定性检测方法可分为干式法(或悬挂法)、湿式法(平皿培养法)和土埋法，土埋法主要是测定土壤中微生物的代谢作用使纺织品发生颜色、生物分解等劣变，本文将不对土埋法做详细介绍。

干式法具体步骤是：把待检测样品接菌后悬挂于一湿室(密闭箱内盛一定量水，样品悬挂于上方并不能接触水)，将湿室置于一定温度的环境中，培养28天后观察样品表面霉菌生长情况。

湿式法具体步骤是：把样品置于无机盐培养基平皿中，接种后置于一定温度与湿度的环境中，培养一定时间后观察样品表面霉菌生长情况。

干式法的优点：适合大件或较厚样品的试验，只要箱内盛有足够的水，其湿度可恒定不变：缺点：多个样品同时试验，需要多个潮湿箱并占据大量的空间。

湿式法的优点：适合小件样品的试验，每个样品都相对独立。互不干扰，节省空间，不适用于大件样品的整体试验：缺点：湿度控制，平皿需要较多无机盐培养基以保持充分的湿度，否则培养基失水干裂，湿度降低而影响试验。

选择干式法或湿式法应根据样品厚度来选择，一般户外使用的纺织品最好使用干式法

纺织品防霉检测方法对比分析如表4所示。

表4 纺织品防霉检测标准分析

3.2 防霉试验影响因素

3.2.1 测试菌种

纺织品防霉处理的目的是抑制霉菌孢子萌发及菌丝体生长，防止霉菌对纺织品外观和性能产生劣变。国内外研究结果表明，在纺织品上生长的优势霉菌主要是曲霉、青霉、木霉和球毛壳霉。其次是短梗霉、根霉、毛霉和交链孢等：空气中的优势霉菌也是曲霉、青霉、木霉等。因此，防霉试验中常用的测试菌主要有黑曲霉、青霉、球毛壳霉、绿色木霉等各标准中的测试霉菌对比如表5所示。

表5 纺织品防霉测试标准采用的菌种对比

注：各标准中文名称见前文。

3.2.2 接种量

试验中要求在每支新培养出来的霉菌斜面加入少量无菌水，用接种环轻轻擦洗斜面表面孢子，收集到一带玻璃珠的无菌分散液中，振荡均匀、过滤、收集滤液：离心已过滤的孢子悬浮液，去掉上层清液，用50 mL无菌水沉淀悬浮物，再离心，用此方法清洗孢子3次：最后把孢子液稀释到不同的浓度即可接种不同浓度孢子液的试验结果对比如表6所示。

表6 接种不同浓度孢子液的试验结果对比

从表6结果中可以看出，孢子浓度影响长霉面积，最终会影响到对试样的防霉等级的评价从现有的纺织品防霉标准看，每毫升孢子量多规定为105～106 cfu，这个浓度范围差异不会影响到防霉等级的变化菌液接菌量过多，孢子液颜色深，易堆积于样品表面，影响观察(难以分清楚是喷上的孢子团还是样品上长出的孢子)，样品表面有明显色斑：菌液接菌量过少，难以达到严酷的试验环境。

3.2.3 培养时间

表7是培养不同时间后，几种防霉助剂的处理效果。

表7 不同培养时间的试验结果对比

根据表7结果分析，试验培养2周与培养4周的结果相差较大，培养时间对防霉效果好的样品无明显影响，而对防霉效果不好的样品则影响较大：培养时间超过4周后，培养时间的影响已相对较小因此，许多标准规定培养时间为28天。

4 结束语

ISO／TC 38，WG 23工作组正在对ISO 20743-2007进行修订，修订内容主要包括吸收法中的接种量、增加了培养基、修改了标准的名称，增加了测试菌株如金黄色葡萄球菌ATCC 6538P等。

在纺织品抗菌试验中，纺织品的对照样和菌种代数还没有标准化，这对检测结果的准确性、重复性和再现性有很大的影响，也不利于抗菌纺织品产业的发展另外，在现行的标准中，影响试验结果的各参数还没有统一，每种测试方法都有一定的局限，不同方法测试结果也存在一定差异，因此不同方法测试的结果不能进行简单比较，应根据产品的特性和使用要求，选用合适的方法进行检测。