汉麻水刺非织造布对大肠埃希菌的抑菌性能研究

李金波 梁小荣 贾耀芳

欣龙控股(集团)股份有限公司，海南 澄迈 571924

汉麻是一种资源丰富的可再生性环保原料，在我国种植面积广。由汉麻制取的汉麻纤维是人类最早使用的一种生态纺织原料[1]。汉麻纤维属于天然植物纤维，纤维中含有酚类物质及其衍生物、有机酸和无机盐，能够破坏细菌的菌体结构。此外，汉麻纤维的多孔性结构使纤维内部填充满空气，从而富含氧气，使厌氧菌无法存活[2]。另外，汉麻纤维具有吸湿快干功能，而干燥的环境也不利于细菌繁殖。水刺非织造技术是指通过高压微细水流对纤维网进行加固，形成具有一定面密度和强度的柔性非织造布的技术[3]。水刺非织造布的用途广，已广泛应用于各行各业。在各类非织造布生产技术中，水刺非织造布的生产技术发展最快[4]。汉麻非织造材料因其独特的抑菌性能及手感柔软、透气性好、吸湿干爽等特性，近年来引起非织造材料市场越来越多的关注。欣龙控股(集团)股份有限公司是较早对汉麻纤维非织造材料进行深入研究的企业之一。公司已分别采用汉麻纤维开发研制出汉麻水刺非织造布、汉麻热风非织造布、汉麻热轧非织造布及汉麻卫生纸等材料，产品主要用于婴儿纸尿裤、干湿巾、女性卫生用品、清洁材料等领域。

卫生巾、护垫、干湿巾等卫生用品通常与人体直接或间接接触，业界一般采用GB 15979—2002《一次性使用卫生用品卫生标准》评价其抑菌性能。汉麻纤维属于天然纤维材料，其抑菌机理不同于添加抗菌剂的其他纤维材料，适用于非溶出性抗(抑)菌产品抑菌性能试验方法，故本文采用GB 15979—2002《一次性使用卫生用品卫生标准》中的非溶出性抗(抑)菌产品抑菌性能试验方法，测试汉麻水刺非织造布试样的抑菌性能。为对比产品的抑菌性能差异，以未处理的纯棉织物作为对照样，测试分析不同汉麻纤维含量混纺水刺非织造布对大肠埃希菌的抑菌性能。

1.1 仪器、试剂和试样

1.1.1 试验仪器与器皿

恒温振荡器，DHZ-D型冷冻大容量，苏州培英实验设备有限公司；
恒温培养箱，SPX-250-Ⅱ型，上海跃进医疗器械有限公司；
洁净工作台，SW-CJ-IF型,苏净集团苏州安泰空气技术有限公司；
立式压力蒸汽灭菌器，LDZM-40KCS-Ⅱ型，上海申安医疗器械厂；
电子天平，FA-1004型，上海第二天平仪器厂；
三角烧瓶，容量分别为100、250和1 000 mL；
生化培养皿(平皿)，直径为9 cm；
定量移液枪，容量为1 mL；
试管，口径15 mm，长100 mm。

1.1.2 试剂

0.03 mol/L磷酸盐缓冲液 (PBS)、营养琼脂培养基 (NA)、营养肉汤培养基(NB),北京陆桥技术股份有限公司。

1.1.3 试样

测试试样为汉麻质量分数分别为20%、33%的汉麻/黏胶水刺非织造布和汉麻质量分数为40%的汉麻/棉水刺非织造布，欣龙控股(集团)股份有限公司；
对照试样为未经抑菌处理的纯棉织物。

1.2 菌种及菌种保存

1.2.1 菌种

大肠埃希菌ATCC 25922，广东省微生物菌种保藏中心。

1.2.2 菌种传代及保存

采用液体石蜡保存法，将装有菌种的试管直立保存于室温或 2～8 ℃的冰箱中，储存的菌种每个月接种一次。

2.1 试样准备

分别将试样剪成1.0 cm×1.0 cm大小，然后称取0.75 g测试试样和对照试样，放入250 mL的三角烧瓶中。对试样进行编号，1号是装有汉麻质量分数为20%的汉麻/黏胶水刺非织造布的三角烧瓶，2号是装有汉麻质量分数为33%的汉麻/黏胶水刺非织造布的三角烧瓶，3号是装有汉麻质量分数为40%的汉麻/棉水刺非织造布的三角烧瓶,4号三角烧瓶为对照样——未经抑菌处理的纯棉织物，5号三角烧瓶作为空白对照(不加织物的空三角烧瓶)。将所有三角烧瓶放入立式压力蒸汽灭菌器中于121 ℃下灭菌15 min，拿出放凉备用。

2.2 菌悬液制备

取菌株第三代的营养琼脂培养基斜面新鲜培养物，用5 mL PBS洗下菌苔，再用移液管吸出并转移至一支经灭菌处理的试管中，混匀，吸取1 mL加入含9 mL PBS的试管中混匀作稀释，与比浊管进行浓度对比(用浊度比色法对比判定浓度)，稀释至PBS中菌悬液的菌落数(以菌落形成单位cfu计)为1×106～9×106mL-1,从试管中取5 mL加入含45 mL PBS的三角烧瓶中摇匀备用。

2.3 抑菌性测试试验操作

2.3.1 加入菌悬液

分别向1～4号三角烧瓶中加入70 mL PBS和5 mL菌悬液，使菌悬液的菌落数为1×104～9×104mL-1，通过手摇30 s将溶液混合均匀。

2.3.2 “0”振荡时间测试

将装有织物试样的三角烧瓶放入恒温振荡器中振荡1 min以混合均匀，分别吸取0.5 mL溶液加入含4.5 mL PBS的试管中，摇匀得到10-1稀释度。再分别从10-1稀释度的试管中吸取0.5 mL溶液加入另一支含4.5 mL PBS的试管中，摇匀得到10-2稀释度。重复上述步骤，从10-2稀释度的试管中吸取0.5 mL溶液加入另一支含4.5 mL PBS的试管中，摇匀得到10-3稀释度。分别从10-2和10-3稀释度的试管中吸取0.5 mL溶液置于灭菌平皿中。将在121 ℃下经15 min高温灭菌的营养琼脂培养基自然冷却至45 ℃，然后向每个灭菌平皿中倒入15～20 mL经高温灭菌的营养琼脂培养基，转动平皿，使其混合均匀，待凝固后倒置平皿，放入恒温培养箱中于37 ℃±1 ℃下培养48 h，然后对活菌菌落进行计数。每种试样平行测定2份，所得结果的平均值即为试样振荡前(“0”振荡时间)平均菌落数。

2.3.3 振荡1 h后的测试

将1～5号三角烧瓶放入恒温振荡器中，在25 ℃下以300 r/min的速度振摇1 h后，取出烧瓶，参照2.3.2节的操作步骤，分别从10-1、10-2和10-3稀释度的试管中吸取0.5 mL溶液置于灭菌平皿中，向每个平皿中倒入与2.3.2节中所述相同的营养琼脂培养基15～20 mL，转动平皿，使其混合均匀，待凝固后倒置平皿，放入恒温培养箱中于37 ℃±1 ℃下培养48 h，然后对活菌菌落进行计数。每种试样平行测定两份，所得结果的平均值即为试样振荡1 h后平均菌落数。

2.4 稀释介质的影响测试

在其他测试参数与2.3节相同的情况下，改变测试时使用的稀释介质，将PBS换成营养肉汤培养基，探讨稀释介质对汉麻混纺水刺非织造布试样抑菌性能的影响。

2.5 振荡温度的影响测试

在其他测试参数与2.3节相同的情况下，将振荡温度由25 ℃调整为37 ℃，探讨振荡温度对汉麻混纺水刺非织造布试样抑菌性能的影响。

3.1 抑菌率测试计算结果

采用GB 15979—2002《一次性使用卫生用品卫生标准》中非溶出性抗(抑)菌产品抑菌性能试验方法及其计算方法，测试计算非织造布试样对大肠埃希菌的抑菌率，计算式如式(1)所示。

(1)

式中：A——试样振荡前平均菌落数；

B——试样振荡后平均菌落数。

不同振荡温度与稀释介质下汉麻混纺水刺非织造布的抑菌性能测试结果如图1～图3所示。

图1 以PBS为稀释介质的汉麻混纺水刺非织造布抑菌性能测试结果(振荡温度为25 ℃)

图2 以营养肉汤为稀释介质的汉麻混纺水刺非织造布抑菌性能测试结果(振荡温度为25 ℃)

图3 以PBS为稀释介质的汉麻混纺水刺非织造布抑菌性能测试结果(振荡温度为37 ℃)

3.2 试样抑菌性能分析

按 GB 15979—2002《一次性使用卫生用品卫生标准》中非溶出性抗(抑)菌产品抑菌性能试验方法的评价标准，对试样的抑菌性能进行评价。试验结果显示：空白对照组(5号)的菌落数为1×104～9×104mL-1，对照试样组(4号)振荡前后的平均菌落数差值在10%以内，根据GB 15979—2002的评价标准可知试验有效；
测试试样组(1～3号)与对照试样组(4号)抑菌率的差值>26%，根据GB 15979—2002的评价标准可知，试样具有抗菌作用。经多次抑菌试验得出如下结论。

(1)汉麻质量分数分别为20%和33%的汉麻/黏胶水刺非织造布与汉麻质量分数为40%的汉麻/棉水刺非织造布对大肠埃希菌均具有一定的抑菌效果，且汉麻质量分数为33%的汉麻/黏胶水刺非织造布和汉麻质量分数为40%的汉麻/棉水刺非织造布对大肠埃希菌的抑菌效果明显优于汉麻质量分数为20%的汉麻/黏胶水刺非织造布。表明非织造布中汉麻的质量分数高于30%时，对大肠埃希菌的抑菌效果更明显。

(2)对比图1和图3可知，振荡温度的改变对汉麻混纺水刺非织造布抑菌性能测试结果产生影响但不明显。37 ℃接近人体温度，且该温度为大肠埃希菌最适宜的生长温度，因此振荡温度为37 ℃时可加速大肠埃希菌的繁殖，所有试样在该温度下振荡1 h后测得的菌落数均高于25 ℃下振荡1 h后测得的菌落数。振荡后菌落数增多，表明试样抑菌性能下降。

(3)对比图1和图2可知，稀释介质的改变对汉麻混纺水刺非织造布抑菌性能也有一定的影响。原因是营养肉汤可为菌类生长提供营养环境，“0”振荡时间测试条件下，试样没有与菌液充分接触，在营养充足的条件下，菌落数明显增多，即以营养肉汤为稀释介质的振荡前菌落数明显高于以PBS为稀释介质的菌落数。振荡1 h后，试样产生抑菌作用，两种稀释介质下的菌落数均减少。因此，以营养肉汤为稀释介质的汉麻混纺水刺非织造布抑菌率相对较高。

本文根据 GB 15979—2002《一次性使用卫生用品卫生标准》中的非溶出性抗(抑)菌产品抑菌性能试验方法，测试分析了不同汉麻纤维含量的汉麻混纺水刺非织造布对大肠埃希菌抑菌性能的影响，得出如下结论。

(1)汉麻混纺水刺非织造布试样中汉麻的质量分数高于30%时，对大肠埃希菌的抑菌效果更明显，且随着汉麻纤维质量分数的增加，非织造布的抑菌性能增强。

(2)稀释介质和振荡温度均对汉麻混纺水刺非织造布试样的抑菌性能产生一定的影响。将稀释介质由PBS更换成营养琼脂培养基时，非织造布试样的抑菌性能稍有提高；
将振荡温度由25 ℃调整为37 ℃时，非织造布试样的抑菌性能略微下降。