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作者:管理员    发布于:2021-05-28 18:12 文字:【】【】【
随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高,人们对各种日用消费品的功能提出了更高的要求,具有防霉抗菌功能的纺织品逐渐被市场认可。抗菌纺织品主要应用目的是降低病菌在纺织品中的生存和传播机会,防止微生物分解人体汗液及其他分泌物产生的臭味,从而改善和提高人们的生活质量,或者是防止纺织品发霉变质。
 
北京洁尔爽高科技有限公司起草制定了《GB/T 24253-2009纺织品 防螨性能的评价》、GB/T 20944.1-2007《纺织品抗菌性能的评价》、GB/T 24346-2009《纺织品 防霉性能的评价》、《GB/T 30126-2013纺织品 防蚊性能的检测和评价》和《FZ/T 01116-2012 纺织品 磁性能的检测和评价》等国家标准及行业标准,这五个标准的实施对于规范防螨、抗菌、防霉等健康纺织品的发展,保护生产者和消费者的利益,引导我国功能纺织品走向世界先进水平具有重要的促进作用。
 
本文就国内外织物抗菌防霉测试标准现状、存在问题及进展作简要介绍,旨在为抗菌防霉织物的测试与评价提供借鉴。
 
纺织品抗菌防霉检测方法概况
 
抗菌性的测试方法中,发展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的试验法AATCC 100[1]和日本工业标准JIS L 1902[2]。美国纺织印染师和化学师协会于1958年首次制定了纺织品领域第一个抗菌检测方法AATCC 90,该标准是一个定性检测方法。AATCC 90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。AATCC随后陆续制定了“织物抗菌性能评价:平行划线法AATCC 147(1976)[4]”、“地毯的抗菌性能评价AATCC 174(1971)”。日本于1990年颁布了纺织品抗菌标准JIS L1902,其最新版本是JIS L1902-2008,该标准对AATCC 100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(Absorption method)外,增加了印迹法(Printing method),而计算方法包括平板培养计数法和荧光分析法(ATP含量)。国际标准化组织于2004年和2007年分别颁布了“纺织织物抗菌活性的测定-琼脂平皿法ISO 20645-2004和“纺织品-抗菌产品抗菌活性的测定ISO 20743-2007”[6,7],ISO 20645为定性测试方法,ISO 20743-2007则为定量测试方法,主要由JIS L1902转化而来,但比JIS L1902增加一个测试方法——转移法(Transfer method)。
 
我国于1992年颁布了纺织行业标准FZ/T01021-1992《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》,其抗(抑)菌方法中有“织物抗菌测试方法”(现版本为2002)[8],1995年颁布了国家标准“一次性使用卫生用品卫生标准GB 15979”(现版本为2002)[9],其中包括杀菌率和抑菌率的计算,但该方法适用范围偏窄。我国现有的纺织品抗菌标准主要有:FZ/T 73023-2006、GB/T 20944.1-2007、GB/T 20944.2-2007、GB/T 20944.3-2008[10~14]。
 
美国AATCC于1946年颁布了第一个纺织品防霉性能的检测方法“纺织材料抗霉菌和抗腐烂性能的评定AATCC 30”[15];英国于1981年颁布了纺织品抗微生物劣变性能的测定方法BS 6085,该法已被欧盟标准“纺织品测试-微小真菌作用的评估EN 14119-2003”替代[16]。日本1992年颁布的“耐真菌测试方法JIS Z 2911-1992”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[17];我国颁布的纺织品防霉标准有国家标准GB/T 24346-2009和行业标准FZ/T 60030- 2009[18,19]。
 
纺织品抗菌防霉检测技术
 
1、纺织品抗菌检测技术
 
抗菌检测分为定性检测和定量检测。
 
定性检测原理是通过将抗菌样品紧贴在接种有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,说明有抗菌性能。
 
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1mm时,抗菌纺织品的抗菌剂为溶出型,当抑菌环的直径小于1mm为非溶出型;当没有抑菌环,但样品接触面没有菌生长,该纺织品也有抗菌活性,而且抗菌性能具有较好的耐久性;当没有抑菌环,而且接触面长有大量的微生物生长时,则样品没有抗菌活性。
 
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;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。
 
国内外常用的具有典型代表性的抗菌产品的定性试验方法包括:
AATCC 147-2011、AATCC 90-2011、AATCC 174-2011、ISO 20645-2004、JIS L1902:2008、GB/T 20944.1-2007。
 
其中,AATCC 147与ISO 20645方法相比,尽管两者原理相似,但测试细节有较大差别:ISO 20645方法对测试所用的菌悬液进行了定量规定;而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方法所采用25mm直径圆形样品,与AATCC 147所采用的25mm×50mm的矩形样品相比,对抑菌圈的测试更为方便和准确。基于上述原因,ISO 20645-2004在测试的准确性及测试的可重复性方面优于AATCC 147-2011方法,因而得到越来越广泛的认可。
 
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;对溶出性抗菌剂加工的产品效果较为明显;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。另外,通过观察样品周围有无抑菌圈,该试验还可用于判断抗菌产品所采用抗菌剂的溶出性。
 
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的细胞,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,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)。
 
国内外常用的具有典型代表性的抗菌纺织品的定量试验方法包括:
AATCC 100-2004、AATCC 174-2011、JIS L1902:2008(1990)、ASTM E 2149-10(2001)、GB/T 20944.2-2007、FZ/T 73023-2006、CAS 115-2005、GB/T 20944.3-2008、FZ/T 62015-2009、ISO 20743-2007、QB/T 2881-2007、《消毒技术规范》(2002)。
 
定量测试方法包括试样(包括对照样)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。该法的优点是定量、准确、客观,缺点是时间长、费用高。
 
定量检测法中根据测试菌液接种到试样上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分为平板培养法和荧光分析法。荧光分析法由于不需要平板培养计数,直接测定洗脱液中的细胞含有的ATP含量,根据ATP的含量计算抑菌率和杀菌率,缩短了测试时间(可减少40h),提高了工作效率。纺织品抗菌检测方法概况见表1。
 
2、 纺织品防霉检测技术
 
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。当试样表面长霉面积越小,则该样品防霉性能越好,如果试样表面没有长霉,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分为干式法(或悬挂法)和湿式法(平皿培养法),另外还有土埋法,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,从而引起断裂强度发生变化,本文将不对土埋法做详细介绍。
 
培养皿法优点: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。
 
悬挂法的优点: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。
 
选择培养皿法或悬挂法,应根据样品厚度来选择;另外,户外使用的纺织品最好使用悬挂法。
 
湿室悬挂法: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。
 
培养皿检测法:即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。纺织品防霉检测方法概况见表2。
 
纺织品抗菌试验影响因素的讨论
 
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。金黄色葡萄球菌广泛分布于空气、土壤中,人和动物是主要携带者,通常存在于健康人群的鼻腔、咽喉、头发和表皮中,而且金黄色葡萄球菌是革兰氏阳性细菌中抵抗力最强的致病菌,因此作为革兰氏阳性菌的代表。
 
 
大肠杆菌分布相当广泛,已作为革兰氏阴性菌的代表性菌种用于各种试验,肺炎克雷伯氏菌存在于人体肠道、呼吸道,可引起支气管炎、肺炎,泌尿系和创伤感染,甚至败血症、脑膜炎、腹膜炎等,也常作为革兰氏阴性菌的代表用于纺织品的抗菌测试。
白色念珠菌是人体皮肤粘膜常见的条件致病性酵母菌,通常存在于正常人口腔,上呼吸道,肠道及阴道,一般在正常机体中数量少,不引起疾病,当机体免疫功能或一般防御力下降或正常菌群相互制约作用失调,则本菌大量繁殖并侵入细胞引起疾病。白色念珠菌具有酷似细菌的菌落,易于计数观察,常作为酵母菌的代表。
 
目前大部分抗菌产品的抗菌性能,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。但实际上仅用这三种菌来代表织物的抗菌性能是远远不够的[8],但作为一个标准,除考虑科学性外,还需要考虑可操作性和试验效率,因此,可在测试基本菌种基础上,根据产品的特殊用途增加其他的测试菌。
 
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。定量试验中菌种的制备分为两步活化和三步活化法,活化方法的不同对测试菌的活性有很大的影响,结果见表4。
 
3、对照样
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,本实验室用不同机构的对照样测试,大肠杆菌增长倍数可相差10倍,而金黄色葡萄球菌增长倍数相差也可达到6倍。因此,对照样的标准化,可使各检测机构测试结果的重复性和再现性增强。
 
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了试样用量范围。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非常重要。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。
 
菌种代数对测试结果也有一定的影响,测试菌传代次数越多,菌的活性越弱、其生化特性也可能发生改变,测试结果就不能真实反映产品对测试菌的抗菌性能。
 
防霉试验中影响因素的讨论
 
1、测试菌种
防霉测试的菌种为丝状霉菌。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。纺织品的种类很多,其用途也多种多样,按纺织品的种类和使用地域环境的不同,霉菌的侵蚀和影响也千差万别。
 
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(Aspergillus sp.)、青霉(Penicillium sp.)、木霉(Trichoderma sp.)和球毛壳霉(Chaetomium sp.),其次是短梗霉(Aureobasidium sp.)、根霉(Rhizophydium sp.)、毛霉(Chaetomium sp.)、和交链孢(Altenaria sp.)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。各标准测试菌见表5。
 
 
2、接种量
试验中要求把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,去掉上层清夜。用50ml无菌水沉淀悬浮物,再离心;用此方法清洗孢子三次,然后把孢子液稀释到不同的浓度。
 
从表6结果看出孢子浓度影响长霉面积,最终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,每毫升孢子浓度多规定为105~106,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或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、培养时间
根据表7比较结果分析: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28d。
 
 
4、纺织品防霉标准比较
将常用的抗菌检测标准比较如表8。
 
 
在AATCC 30和EN 14119中,还有土埋法测试纺织品对微生物抗性,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、生物降解等劣变,从而使产品的拉伸强度降低,对纺织品的质量产生不好的影响。测定所埋样品的断裂强度,用断裂强度表征它的抗霉能力。
 
纺织品抗菌试验方法的进展
 
现有的标准中抗菌检测只包括抗细菌和酵母菌,未涉及到丝状霉菌,抗真菌一般指防霉试验。ISO/TC 38/WG 23工作组正在制定的标准ISO/DIS 13629-1,抗真菌活性试验则不是防霉试验,而是与抗细菌性能试验原理完全相同,采用吸收法和转移法进行接种,然后采用荧光分析法测定ATP的含量计算抗真菌活性值。
 
吸收法检测步骤为在0.2g样品上接种0.2ml浓度为1×105~3×105/mlde孢子液,置于25℃±2℃培养42h±2,最后加入ATP提取试剂并测定吸光度;转移法检测步骤为:首先在PDA平板上加入1mL孢子液,均匀铺平在表面,吸去多余液体,将直径为3.8cm样品平放在平板上,并用200g的不锈钢圆片静压60秒,将试样放入另一个无菌平皿中并置于25℃±2℃保湿箱培养42h±2,最后加入ATP提取试剂并测定吸光度。
 
抗真菌活性值按下式计算:
A=(lg Ct–lg Co)-(lg Tt–lg To),其中lg Co为对照样0时ATP含量的对数值;lg Ct为对照样42时ATP含量的对数值;lg To为试样0时ATP含量的对数值;lg Tt为试样42时ATP含量的对数值。
 
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,增加测试菌株,如增加金黄色葡萄球菌ATCC 6538P。
 
现行的标准中,影响实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。
 
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。
 

脚注信息
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