抗菌羽绒产品抗菌性能测试方法研究

文/沈金金 吴鲜鲜 叶翔宇 赵仙梅 徐筱燕 蒋冬红

1 引言

羽绒制品以其轻、薄、暖等特点受到广大消费者的青睐，但羽绒是一种动物性蛋白纤维，存储不当容易成为微生物滋生的场所。随着人们对健康的关注，具备抗菌功能的各类产品逐步走入人们的生活。在这样的背景下，抗菌羽绒也随之出现。抗菌羽绒是将水洗羽绒通过后续加工将抗菌整理剂添加在羽绒上，属于后加工抗菌产品。抗菌技术运用于羽绒能有效保护羽绒，减少微生物产生的异味，并减少病原微生物对人体的危害。

准确检测和评估抗菌效果及其安全性，对抗菌产品市场的长远健康发展显得尤为重要。抗菌羽绒抗菌物质的溶出性和洗涤后抗菌羽绒的抗菌性能，能直接反映抗菌剂与羽绒结合的牢固程度和量化抗菌羽绒的抗菌效果，但是目前国内尚没有针对抗菌羽绒抗菌效果、抗菌物质溶出性的相关国家标准和行业标准。

2 抗菌性能测试方法标准比较

目前国内外相关的纺织品抗菌标准主要有GB/T 20944《纺织品抗菌性能的评价》[1]、FZ/T 73023—2006《抗菌针织品》[2]、GB/T 15979—2002《一次性使用卫生用品卫生标准》[3]、AATCC 100—2012《纺织材料中抗菌整理剂的评定》[4]和AATCC 147—2011《纺织品抗菌活性的评定方法：平行划线》[5]等。其中FZ/T 73023和GB/T 20944是国内比较常用的测试标准，相对其他标准，这两个标准在试验菌种、洗涤剂、洗涤方法、空白对照样及抗菌效果的判定等方面都有详细说明[6]。

表1对各检测方法标准之间的区别进行了对比，可以看到检测中吸收法和振荡法为常用的定量方法，晕圈法为常用的定性方法，金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、肺炎杆菌为常见的试验菌。

金黄色葡萄球菌是人类化脓感染中最常见的病原菌，自然界中无处不在，是革兰氏阳性菌中抵抗力较强的致病菌，是革兰氏阳性菌的代表。大肠杆菌作为一种机会致病菌，是人和许多动物肠道中最主要且数量最多的一种细菌，已作为革兰氏阴性菌的代表性菌种用于各种试验。因此，本文选取金黄色葡萄球菌、大肠杆菌作为试验对象。

根据羽绒轻、蓬松、不易固定、吸湿性较低的特点，本文从洗涤方法、抗菌测试过程、抗菌物质溶出性测试过程等3个方面进行研究。抗菌效果测试主要参考了GB/T 20944.2—2007和GB/T 20944.3—2008标准，抗菌物质溶出性测试主要参考了FZ/T 73023—2006标准中的晕圈法。

表1 抗菌测试方法标准及区别

3 羽绒洗涤过程

目前羽绒洗涤方法相关的标准有GB/T 127052—2009《织物防钻绒性试验方法》[7]、FZ/T 73053—2015《针织羽绒服》[8]、IDFB—2017《测试规则》[9]。根据实验室洗涤过程效果判断，IDFB—2017中的羽绒洗涤方法最为合适。本文借鉴了IDFB—2017中18—C的测试方法，并根据实际情况改良了试验步骤。

3.1 设备和材料

洗衣机按A AT C C 1 3 5标准中要求；烘干机按AATCC135标准中要求；Woolite 洗涤剂。

制备的样品应为圆形小枕头，采用100%高密机织棉布面料，线数为230～300根，直径为20英寸。

3.2 制备样品

剪裁两块直径为20英寸的面料，将两片圆形面料缝合成一个枕壳，留一个装绒小口，把枕壳翻面。称取50g羽绒，通过小口充入圆形枕壳中，最后将枕头缝合。

3.3 试验方法

洗涤和干燥程序：洗涤循环选择标准挡（洗涤、漂洗、旋干）；洗涤温度低于29℃；干燥程序选择（A）滚筒烘干。洗涤步骤：将枕头放入洗衣机中（冷水正常机洗）并加入60毫升洗涤剂，按照AATCC设定的标准机洗程序洗涤，漂洗完成后，将枕头放入滚筒中温烘干。按照以上步骤执行一定次数，最后一次洗涤循环完成后再进行两次漂洗再烘干，确保样品没有洗涤剂残留。

4 羽绒抗菌测试

抗菌性能测试主要按照GB/T 20944.2—2007和GB/T 20944.3—2008标准进行，对试样放置部分进行了适当改进。

4.1 试验所用的菌种和样品

试验菌种：革兰氏阳性菌：金黄色葡萄球菌ATCC6538；革兰氏阴性菌：大肠杆菌8099。

样品准备：试验样品准备如图1所示。未处理前样品作为对照样品—A；抗菌羽绒作为试验样品—B；洗涤后抗菌羽绒作为试验样品—C（其中洗涤部分按本文中所阐述的洗涤方法进行，共洗涤5次）。

图1 羽绒试样

4.2 参照GB/T 20944.2—2007试验部分

本部分试验基本与GB/T 20944.2—2007标准中方法步骤相同，但改进了试样的放置方式和灭菌处理过程，提出羽绒试样接种时的注意细节。

（1）试样放置

准备与玻璃小瓶圆柱内径大小一样的圆形滤纸片覆盖在羽绒上，将瓶内剩余空间用锡纸团填满，确保将羽绒压平压实，盖上瓶盖，此时步骤目的使羽绒灭菌后定型便于后续试验操作。

（2）试样灭菌

采用高压蒸汽灭菌（121℃，20min），取出玻璃小瓶，拧出瓶盖，去掉锡纸团，用无菌镊子小心将圆形滤纸片取出，将放有羽绒的敞口玻璃小瓶放在生物安全柜中，干燥1h后盖上瓶盖，备用。

（3）接种时需要注意的细节

接种菌液时将枪头压在羽绒样品中，将菌液打在正中间位置，防止菌液留在最上层羽绒。

4.3 参照GB/T 20944.3—2008试验部分

本部分试验基本与GB/T 20944.2—2007标准中方法步骤相同，改进了试样的放置方式和增加了灭菌时间，添加了样品接种前步骤。

（1）试样放置与灭菌

将试样直接放于三角瓶中，瓶口用锡纸包裹，再用绳子扎紧，放入高压灭菌锅中高压蒸汽灭菌（121℃，20min）。

（2）样品接种前步骤

将PBS缓存液依次加入试样三角瓶中，用锡纸重新包裹瓶口，用绳子扎紧，用手剧烈振荡，使缓冲液完全浸透羽绒后再接种菌液。

4.4 试验结果及数据分析

试验结果如表2和表3所示。

表2 参考GB/T 20944.2—2007的抗菌试验结果

表3 参考GB/T 20944.3—2007的抗菌试验结果

大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长值分别为3.1、2.9、2.3、2.1，均达到了两个标准中关于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的增长值≥1.5的要求。同时表3对照烧瓶中的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的活菌浓度均比接种时的活菌浓度高，符合GB/T 20944.3—2007的标准要求。

两个试验方法得出的抗菌率数据比较接近，以上两个抗菌试验均有效。按照本文的洗涤方法，两个试验洗涤前样品B的抑菌率均比洗涤后的样品C的抑菌率高，但洗涤前后抗菌羽绒的抗菌效果变化不大，均具有良好的抗菌效果，说明此抗菌羽绒具有较好的抗菌耐久性。

5 羽绒抗菌物质溶出性测试

抗菌物质溶出性测试主要参考了FZ/T 73023—2006标准中的晕圈法，所用的菌种和样品均与本论文中羽绒抗菌测试部分相同，对试验操作部分进行了适当改进。

5.1 试验准备

（1）菌种制备：与FZ/T 73023—2006标准附录E中接种菌液制备方法相同。

（2）试样准备：从样品中选取完整绒朵，放入带盖的玻璃小瓶中，每份称取0.01g，A取6份，B取6份，C取6份，旋紧瓶盖，高压蒸汽灭菌（121℃，15min），备用。

（3）工具准备：准备耐高压灭菌塑料圆环18个（直径30mm，高1.5mm），用锡纸包裹后高压蒸汽灭菌（121℃，15min），备用；不锈钢尖头镊子一把；若干无菌拭子。

5.2 试验操作

（1）试样接种：与FZ/T 73023—2006标准附录E中试样接种方法相同，制备9个接种有金黄色葡萄球菌的琼脂平皿，9个接种有大肠杆菌的琼脂平皿。

（2）贴试样：将塑料圆环放在琼脂平皿正中间，用灭菌镊子夹取绒朵贴在圆形琼脂圈内，确保每朵绒朵都能与琼脂接触，同时彼此之间不留空隙，均匀地贴在琼脂上如图2所示，最后将圆环取出。接种金黄色葡萄球菌的平皿贴A、B、C各3份，接种大肠杆菌的平皿贴A、B、C各3份。

图2 贴试样

5.3 培养及测量

倒置平皿，放入生化培养箱，37℃培养18h。用游标卡尺测量试样的直径和抑菌圈外沿直径。抑菌圈外沿测量时，应选择均匀且完全不长菌的抑菌圈。

5.4 试验结果及数据分析

试验结果如表4所示。

可以看出A抗菌处理前样品不具有抗菌效果，作为空白测试样D=0mm，可以判定试验有效。洗前抗菌羽绒B抑菌圈分别为10.14mm和10.17mm，洗后抗菌羽绒C抑菌圈分别为4.89mm和4.18mm，洗涤前后抑菌圈宽度均大于1mm，根据FZ/T 73023—2006可判断抗菌羽绒为溶出性抗菌产品。

根据GB/T 31713—2015[10]可判断，洗前D＞10mm为高度溶出性，洗后1mm＜D≤5mm为微溶出性，结果表明洗涤过程对抗菌物质溶出性影响较大。本文的抗菌羽绒样品洗涤5次后仍有溶出性，与洗涤前后抗菌羽绒的抗菌效果变化不大测试结果符合，进一步说明此抗菌羽绒具有较好的抗菌耐久性。在使用过程中，需关注所使用抗菌物质的安全性。

表4 测量结果

6 结论

本文对抗菌羽绒产品的抗菌性能测试方法开展了研究，找出了最佳羽绒样品洗涤操作流程，经过改进的抗菌性能测试方法和溶出性测试方法可用于抗菌羽绒抗菌效果的评价，测试结果具有较好的一致性。下一步，将在洗涤次数对抗菌性能的影响，以及抗真菌效果评价等方面开展进一步研究。