織物抗菌防霉檢測技術的研究

謝小保¹，商成杰²

（1．廣東省微生物分析檢測中心  廣東省菌種保藏與應用重點實驗室  廣東省微生物應用新技術公共實驗室  廣東廣州  510070；2．北京潔爾爽高科技有限公司抗菌防霉防螨測試中心  北京  100083）

摘  要：概述了國內外紡織品抗菌和防霉性能測試的常用方法，并介紹了抗菌、防霉測試標準的要點、應用范圍及其優缺點，同時對現有標準的修訂狀況進行了介紹。

關鍵詞：紡織品；防霉性能；抗菌性能；測試方法

Research Progress on test method for Antibacterial and Anti-Fungal Activities of Textile

XIE Xiao-bao¹，SHANG Cheng-Jie²

Abstract：This article has reviewed the test method for Antibacterial and Anti-Fungal Activities of Textile Products which are commonly used at home and abroad, and describes the key points of antibacterial and antifungal test standards, the range of applications and their advantages and disadvantages, and introduced the revision status of the existing standards.

Key Words：Textile；Anti-fungal activity；Tntibacterial activity；Test method

隨著我國經濟的快速發展和人民生活水平的提高，人們對各種日用消費品的功能提出了更高的要求，具有防霉抗菌功能的紡織品逐漸被市場認可?？咕徔椘分饕獞媚康氖墙档筒【诩徔椘分械纳婧蛡鞑C會，防止微生物分解人體汗液及其他分泌物產生的臭味，從而改善和提高人們的生活質量，或者是防止紡織品發霉變質。

北京潔爾爽高科技有限公司起草制定了《GB/T 24253-2009紡織品 防螨性能的評價》、GB/T 20944.1-2007《紡織品抗菌性能的評價》、GB/T 24346-2009《紡織品 防霉性能的評價》、《GB/T 30126-2013紡織品 防蚊性能的檢測和評價》和《FZ/T 01116-2012 紡織品 磁性能的檢測和評價》等國家標準及行業標準，這五個標準的實施對于規范防螨、抗菌、防霉等健康紡織品的發展，保護生產者和消費者的利益，引導我國功能紡織品走向世界先進水平具有重要的促進作用。

本文就國內外織物抗菌防霉測試標準現狀、存在問題及進展作簡要介紹，旨在為抗菌防霉織物的測試與評價提供借鑒。

1．紡織品抗菌防霉檢測方法概況

抗菌性的測試方法中，發展較早的是日本和美國，最有代表性且應用較廣的是美國紡織印染師和化學師協會的試驗法AATCC 100^[1]和日本工業標準JIS L 1902^[2]。美國紡織印染師和化學師協會于1958年首次制定了紡織品領域第一個抗菌檢測方法AATCC 90，該標準是一個定性檢測方法。AATCC 90歷經8次修訂，曾于1989年停用，2011年重新啟用^[3]。

第一個紡織品抗菌定量測試標準AATCC 100于1961年頒布，現在最新的版本是AATCC 100-2004，該方法主要用于紡織品殺菌性能的測定。AATCC隨后陸續制定了“織物抗菌性能評價：平行劃線法AATCC 147（1976）^[4]”、“地毯的抗菌性能評價AATCC 174（1971）^[5]”。日本于1990年頒布了紡織品抗菌標準JIS L1902，其最新版本是JIS L1902-2008，該標準對AATCC 100做了較大修改，除了可以測定紡織品的殺菌性能，還可以測定紡織品的抑菌性能，檢測方法包括定性檢測方法和定量檢測方法，定量檢測方法中除吸收法（Absorption method）外，增加了印跡法（Printing method），而計算方法包括平板培養計數法和熒光分析法（ATP含量）。國際標準化組織于2004年和2007年分別頒布了“紡織織物抗菌活性的測定-瓊脂平皿法ISO 20645-2004和“紡織品-抗菌產品抗菌活性的測定ISO 20743-2007”^[6，7]，ISO 20645為定性測試方法，ISO 20743-2007則為定量測試方法，主要由JIS L1902轉化而來，但比JIS L1902增加一個測試方法——轉移法（Transfer method）。

我國于1992年頒布了紡織行業標準FZ/T01021-1992《織物抗菌性能試驗方法》，該標準于2004年8月1日被廢止。1994年衛生部頒布了《消毒技術規范》，其抗（抑）菌方法中有“織物抗菌測試方法”（現版本為2002）^[8]，1995年頒布了國家標準“一次性使用衛生用品衛生標準GB 15979”（現版本為2002）^[9]，其中包括殺菌率和抑菌率的計算，但該方法適用范圍偏窄。我國現有的紡織品抗菌標準主要有：FZ/T 73023-2006、GB/T 20944.1-2007、GB/T 20944.2-2007、GB/T 20944.3-2008^[10～14]。

美國AATCC于1946年頒布了第一個紡織品防霉性能的檢測方法“紡織材料抗霉菌和抗腐爛性能的評定AATCC 30”^[15]；英國于1981年頒布了紡織品抗微生物劣變性能的測定方法BS 6085，該法已被歐盟標準“紡織品測試-微小真菌作用的評估EN 14119-2003”替代^[16]。日本1992年頒布的“耐真菌測試方法JIS Z 2911-1992”中規定了紡織品防霉性能的測定，現行的版本號為JIS Z 2911-2010^[17]；我國頒布的紡織品防霉標準有國家標準GB/T 24346-2009和行業標準FZ/T 60030- 2009^[18，19]。

2．紡織品抗菌防霉檢測技術

2.1 紡織品抗菌檢測技術

抗菌檢測分為定性檢測和定量檢測。

定性檢測原理是通過將抗菌樣品緊貼在接種有一定量已知微生物的瓊脂表面，經過一段時間的接觸培養，觀察樣品周圍有無抑菌環或樣品與瓊脂的接觸面有無微生物生長來判斷樣品是否具有抗菌性能。當有抑菌環或樣品與培養基接觸表面沒有菌生長，說明有抗菌性能。

抑菌環越大，說明紡織品與抗菌劑結合的越不牢固，抗菌性能耐久性越差，當抑菌環的直徑大于1mm時，抗菌紡織品的抗菌劑為溶出型，當抑菌環的直徑小于1mm為非溶出型；當沒有抑菌環，但樣品接觸面沒有菌生長，該紡織品也有抗菌活性，而且抗菌性能具有較好的耐久性；當沒有抑菌環，而且接觸面長有大量的微生物生長時，則樣品沒有抗菌活性。

定性測試方法有兩種：一種是將菌懸液均勻涂布于固體培養基表面，并將樣品貼于含有一定量細菌的瓊脂培養基表面，培養一定時間后，觀察在樣品底部及周圍細菌的生長情況，稱為混菌培養法；另一種是用接種環挑取一定濃度的菌液在瓊脂平板培養基上劃線，再將樣品貼于瓊脂表面，培養一定時間后，觀察細菌在樣品底部及周圍的生長情況，稱為劃線法。

國內外常用的具有典型代表性的抗菌產品的定性試驗方法包括：AATCC 147-2011、AATCC 90-2011、AATCC 174-2011、ISO 20645-2004、JIS L1902：2008、GB/T 20944.1-2007。其中，AATCC 147與ISO 20645方法相比，盡管兩者原理相似，但測試細節有較大差別：ISO 20645方法對測試所用的菌懸液進行了定量規定；而且將測試微生物與測試上層瓊脂混合，使測試結果更為清晰；ISO 20645方法所采用25mm直徑圓形樣品，與AATCC 147所采用的25mm×50mm的矩形樣品相比，對抑菌圈的測試更為方便和準確?；谏鲜鲈?，ISO 20645-2004在測試的準確性及測試的可重復性方面優于AATCC 147-2011方法，因而得到越來越廣泛的認可。

定性測試的特點在于：測試方法簡單，測試時間短、測試費用較低；對溶出性抗菌劑加工的產品效果較為明顯；但該試驗不能定量測試抗菌產品抗菌活性的強弱，只能判定產品有無抗菌性能，而且測試相對粗略，測試重復性及穩定性相對較差。另外，通過觀察樣品周圍有無抑菌圈，該試驗還可用于判斷抗菌產品所采用抗菌劑的溶出性。

定量檢測的原理是經過抗菌處理的產品定量接種測試菌液后，經過一定時間的孵育，抗菌紡織品抑制或殺死測試菌的細胞，而沒有經過抗菌處理的對照樣品接種測試菌后，接種菌不會受到抑制或殺死，根據測試菌數量的減少率可以定量評價紡織品的抗菌效果，根據計算方法的不同，計算結果又可以分為抑菌率（對應為抑菌對數值）和殺菌率（對應為殺菌對數值）。

國內外常用的具有典型代表性的抗菌紡織品的定量試驗方法包括：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、《消毒技術規范》（2002）。

定量測試方法包括試樣（包括對照樣）制備、消毒、接種測試菌、孵育培養、接觸一定時間后對接種菌進行回收并計數，它適用于非溶出性和溶出性抗菌整理織物。該法的優點是定量、準確、客觀，缺點是時間長、費用高。

定量檢測法中根據測試菌液接種到試樣上方式不同可分為振蕩法、吸收法（浸漬法）、印跡法、奎因法、轉移法等。根據回收菌檢測方法又分為平板培養法和熒光分析法。熒光分析法由于不需要平板培養計數，直接測定洗脫液中的細胞含有的ATP含量，根據ATP的含量計算抑菌率和殺菌率，縮短了測試時間（可減少40h），提高了工作效率。紡織品抗菌檢測方法概況見表1。

2.2 紡織品防霉檢測技術

紡織品防霉檢測主要為定性檢測，試驗原理為：當經過防霉處理和未經防霉處理的紡織品分別接種一定量的測試霉菌，在適合霉菌生長的環境條件下放置培養一定時間后，根據霉菌在試樣表面的生長情況來評價紡織品的防霉性能。當試樣表面長霉面積越小，則該樣品防霉性能越好，如果試樣表面沒有長霉，說明該試樣越不容易被霉菌污染。

根據接種后試樣放置方式分為干式法（或懸掛法）和濕式法（平皿培養法），另外還有土埋法，土埋法主要是測定土壤中微生物的代謝作用使紡織品發生顏色、生物分解等劣變，從而引起斷裂強度發生變化，本文將不對土埋法做詳細介紹。

培養皿法優點：適合小件樣品的試驗，每個樣品都相對獨立，互不干擾，節省空間，不適用于大件樣品的整體試驗；缺點：濕度控制，平皿需要較多無機鹽培養基以保持充分的濕度，否則培養基失水干裂，濕度降低而影響試驗。

懸掛法的優點：適合大件或較厚樣品的試驗，只要箱內盛有足夠的水，其濕度可恒定不變；缺點：多個樣品同時試驗需要多個潮濕箱并占據大量的空間。

選擇培養皿法或懸掛法，應根據樣品厚度來選擇；另外，戶外使用的紡織品最好使用懸掛法。

濕室懸掛法：把待檢測樣品接菌后懸掛于一濕室（密閉箱內盛一定量水，樣品懸掛于上方并不能接觸水），將濕室置于一定溫度的環境中，培養28天后觀察樣品表面霉菌生長情況。

培養皿檢測法：即把樣品置于無機鹽培養基平皿中，接種后置于一定溫度與濕度的環境中，培養一定時間后觀察樣品表面霉菌生長情況。紡織品防霉檢測方法概況見表2。

3．紡織品抗菌試驗影響因素的討論

3.1 測試菌種

抗菌檢測方法的測試菌種主要為細菌，少量標準中增加了酵母菌，在抗菌紡織品抗菌性能的評價中，菌種的選擇必須具有科學性和代表性。紡織品抗菌處理的目的是使紡織品對接觸到其表面的致病菌具有抑制和殺滅作用，防止疾病的傳播。

因此，測試菌種的選擇主要基于以下兩點：一是測試菌種為人體皮膚或黏膜上常見的條件致病菌，二是在空氣環境中分布廣泛。金黃色葡萄球菌廣泛分布于空氣、土壤中，人和動物是主要攜帶者，通常存在于健康人群的鼻腔、咽喉、頭發和表皮中，而且金黃色葡萄球菌是革蘭氏陽性細菌中抵抗力最強的致病菌，因此作為革蘭氏陽性菌的代表。

大腸桿菌分布相當廣泛，已作為革蘭氏陰性菌的代表性菌種用于各種試驗，肺炎克雷伯氏菌存在于人體腸道、呼吸道，可引起支氣管炎、肺炎，泌尿系和創傷感染，甚至敗血癥、腦膜炎、腹膜炎等，也常作為革蘭氏陰性菌的代表用于紡織品的抗菌測試。

白色念珠菌是人體皮膚粘膜常見的條件致病性酵母菌，通常存在于正常人口腔，上呼吸道，腸道及陰道，一般在正常機體中數量少，不引起疾病，當機體免疫功能或一般防御力下降或正常菌群相互制約作用失調，則本菌大量繁殖并侵入細胞引起疾病。白色念珠菌具有酷似細菌的菌落，易于計數觀察，常作為酵母菌的代表。

目前大部分抗菌產品的抗菌性能，常選擇金黃色葡萄球菌、大腸桿菌或肺炎克雷伯氏菌和白色念珠菌分別作為革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌和酵母菌的代表。但實際上僅用這三種菌來代表織物的抗菌性能是遠遠不夠的^[8]，但作為一個標準，除考慮科學性外，還需要考慮可操作性和試驗效率，因此，可在測試基本菌種基礎上，根據產品的特殊用途增加其他的測試菌。

3.2 接種菌的制備方法

菌液制備是抗菌試驗中非常關鍵的一步，直接決定著試驗中細菌生長情況的好壞。目前的制備方法，分為兩步法和三步法。所謂兩步法，就是連續傳代2次活化細菌，制備接種菌液；三步法就是連續傳代3次活化細菌，制備接種菌液。

在抗菌試驗中必須是活性較高的細菌才能真實地反映抗菌紡織品的抗菌性能。在試驗中，活性的高低是根據對照樣上的細菌在培養前后的增長情況來判斷的。細菌增長得越多，其活性就越高；反之就越低。定量試驗中菌種的制備分為兩步活化和三步活化法，活化方法的不同對測試菌的活性有很大的影響，結果見表4。

3.3 對照樣

定量培養中，由于抑菌率是根據試樣與對照樣的回收菌數的減少率來計算的，因此，對照樣上測試菌的增長數量對于抑菌率的結果有直接的影響。

不同的對照樣對于測試菌的增長數量有很大的影響，本實驗室用不同機構的對照樣測試，大腸桿菌增長倍數可相差10倍，而金黃色葡萄球菌增長倍數相差也可達到6倍。因此，對照樣的標準化，可使各檢測機構測試結果的重復性和再現性增強。

3.4 其他因素的影響

試樣用量的多少對結果有著顯著影響，在目前的所有方法中，試驗結果計算的各參數都與試樣量無關，而在一些標準中只給定了試樣用量范圍。試樣用量越多，活菌數就減少得越多，從而抗菌效果也越好，但這種結果并不能真實反映紡織品的抗菌性能。

因此，統一試樣用量在抗菌試驗中就顯得非常重要。測試菌的孵育時間對微生物增長倍數有較大的影響，也影響測試結果，因此，孵育時間不同，測試結果可能不同，而不同的標準的孵育時間存在很大的差異。

菌種代數對測試結果也有一定的影響，測試菌傳代次數越多，菌的活性越弱、其生化特性也可能發生改變，測試結果就不能真實反映產品對測試菌的抗菌性能。

4．防霉試驗中影響因素的探討

4.1 測試菌種

防霉測試的菌種為絲狀霉菌。紡織品防霉處理的目的是抑制霉菌孢子萌發及菌絲體生長，防止霉菌對紡織品外觀和性能產生劣變。紡織品的種類很多，其用途也多種多樣，按紡織品的種類和使用地域環境的不同，霉菌的侵蝕和影響也千差萬別。

國內外研究結果表明，在紡織品上生長的優勢霉菌主要是曲霉（Aspergillus sp.）、青霉（Penicillium sp.）、木霉（Trichoderma sp.）和球毛殼霉（Chaetomium sp.），其次是短梗霉（Aureobasidium sp.）、根霉（Rhizophydium sp.）、毛霉（Chaetomium sp.）、和交鏈孢（Altenaria sp.）等；空氣中的優勢霉菌也是曲霉、青霉、木霉等，因此，防霉試驗中常用的測試菌主要有黑曲霉、青霉、球毛殼霉、綠色木霉等。各標準測試菌見表5。

4.2 接種量

試驗中要求把每支新培養出來的霉菌斜面，加入少量無菌水，用接種環輕輕擦洗斜面表面孢子，收集到一帶玻璃珠的無菌分散液中，振蕩均勻，過濾，收集濾液。離心已過濾的孢子懸浮液，去掉上層清夜。用50ml無菌水沉淀懸浮物，再離心；用此方法清洗孢子三次，然后把孢子液稀釋到不同的濃度。

從表6結果看出孢子濃度影響長霉面積，最終影響到對試樣的防霉等級的評價。從現有的紡織品防霉標準看，每毫升孢子濃度多規定為105～106，這個濃度范圍差異不會影響到防霉等級的變化，菌液接菌量過多，孢子液顏色深，易堆積于樣品表面，影響觀察（難以分清楚是噴上的孢子團或是樣品上長出的孢子），樣品表面有明顯色斑；菌液接菌量過少，難以達到嚴酷的試驗環境。

4.3 培養時間

根據表7比較結果分析：試驗培養2周與培養4周的結果相差較大，培養時間對防霉效果好的樣品無明顯影響，而對防霉效果不好的樣品則影響較大；培養時間超過4周后，培養時間的影響已相對較小。因此，許多標準規定培養時間為28d。

4.4 紡織品防霉標準比較

將常用的抗菌檢測標準比較如表8。

在AATCC 30和EN 14119中，還有土埋法測試紡織品對微生物抗性，土埋法主要是測定土壤中微生物的代謝作用使紡織品發生顏色、生物降解等劣變，從而使產品的拉伸強度降低，對紡織品的質量產生不好的影響。測定所埋樣品的斷裂強度，用斷裂強度表征它的抗霉能力。

5．紡織品抗菌試驗方法的進展

現有的標準中抗菌檢測只包括抗細菌和酵母菌，未涉及到絲狀霉菌，抗真菌一般指防霉試驗。ISO/TC 38/WG 23工作組正在制定的標準ISO/DIS 13629-1，抗真菌活性試驗則不是防霉試驗，而是與抗細菌性能試驗原理完全相同，采用吸收法和轉移法進行接種，然后采用熒光分析法測定ATP的含量計算抗真菌活性值。

吸收法檢測步驟為在0.2g樣品上接種0.2ml濃度為1×10⁵～3×10⁵/mlde孢子液，置于25℃±2℃培養42h±2，最后加入ATP提取試劑并測定吸光度；轉移法檢測步驟為：首先在PDA平板上加入1mL孢子液，均勻鋪平在表面，吸去多余液體，將直徑為3.8cm樣品平放在平板上，并用200g的不銹鋼圓片靜壓60秒，將試樣放入另一個無菌平皿中并置于25℃±2℃保濕箱培養42h±2，最后加入ATP提取試劑并測定吸光度?？拐婢钚灾蛋聪率接嬎悖?/span>

A=（lg Ct–lg Co）-（lg Tt–lg To），其中lg Co為對照樣0時ATP含量的對數值；lg Ct為對照樣42時ATP含量的對數值；lg To為試樣0時ATP含量的對數值；lg Tt為試樣42時ATP含量的對數值。

ISO/TC 38/WG 23工作組正在對ISO 20743- 2007進行修訂，修訂內容主要包括吸收法中的接種量、增加了培養基、修改了標準的名稱，增加測試菌株，如增加金黃色葡萄球菌ATCC 6538P。

現行的標準中，影響實驗結果的各參數還沒有統一，每種測試方法都有一定的局限，不同方法測試結果也存在一定差異，因此不同方法測試的結果不能進行簡單比較，應根據產品的特性和使用要求，選用合適的方法進行檢測。

在紡織品抗菌試驗中，紡織品的對照樣和菌種代數還沒有標準化，這對檢測結果的準確性、重復性和再現性有很大的影響，也不利于抗菌紡織品產業的發展。

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作者簡介：

①謝小保，研究員，主要從事抗菌機理、微生物耐藥性及抗菌防霉檢測技術的研究。

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傳  真：020-87688142

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地  址：廣州市先烈中路100號廣東省微生物研究所

②商成杰，教授級高級工程師，資深染整專家，北京潔爾爽高科技有限公司總經理，多年來從事染整新技術的科研工作，在織物功能整理研究領域卓有建樹，特別是在織物抗菌衛生整理、防螨蟲整理、防紫外線整理、負離子遠紅外整理和超細微膠囊等方面取得重大突破，并獲得抗菌防臭整理劑等多項中國發明專利，出版發行多部紡織功能整理的書籍，并主持起草了多部功能紡織國家標準，為衛生保健事業做出了杰出貢獻。

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