李素娟,袁英姿,郭梓珊,李聰穎,郭曉苑,謝小保
廣東省科學(xué)院微生物研究所,廣東省微生物分析檢測(cè)中心,華南應(yīng)用微生物國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東省菌種保藏與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510070
涂料是廣泛用于建筑業(yè)的必要裝飾材料,使用量大。建筑物墻體的涂層是保護(hù)建筑物的重要屏障,也是裝飾建筑物的重要手段。由于涂料的成膜物質(zhì)是由多種天然或合成的高分子化合物組成的,這些物質(zhì)大多數(shù)含有微生物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物,若建筑物缺乏對(duì)生物的抵抗防護(hù),將導(dǎo)致霉菌大量生長(zhǎng)而影響其使用性能,同時(shí)危害人類(lèi)的身體健康。因此,涂料防霉是非常有必要的。
比較常用的涂膜防霉測(cè)試培養(yǎng)基主要有無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基,營(yíng)養(yǎng)鹽瓊脂培養(yǎng)基,察氏培養(yǎng)基和馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基等。培養(yǎng)基不同,測(cè)試結(jié)果可能會(huì)不相同。本文通過(guò)選取10款不同廠家生產(chǎn)的涂料,分別制備成涂膜樣本,一半樣本經(jīng)過(guò)GB/T1741—2020《漆膜耐霉菌性測(cè)定法》中規(guī)定老化方法進(jìn)行老化,另外一半樣品不經(jīng)過(guò)老化實(shí)驗(yàn)。所有樣本分別用四種不同的培養(yǎng)基進(jìn)行防霉測(cè)試,研究不同培養(yǎng)基對(duì)防霉測(cè)試結(jié)果的影響,為涂膜防霉測(cè)試提供參考。
隨機(jī)選取市面上不同廠家生產(chǎn)的10種涂料作為實(shí)驗(yàn)樣本,編號(hào)為1~10。
1.2.1無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基
硝酸銨(NH4NO3)1.5 g、磷酸氫二鉀(K2HPO4)1.0 g、氯化鉀(KCl)0.25 g、硫酸鎂(MgSO4)0.5 g、硫酸亞鐵(FeSO4)0.002 g、瓊脂15 g~20 g、無(wú)離子水(蒸餾水)1 000 mL,調(diào)節(jié)pH為6.0~6.5,將上述組成的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基加熱分裝在三角瓶中,放入高壓滅菌鍋于121 ℃滅菌30 min,備用。
1.2.2營(yíng)養(yǎng)鹽瓊脂培養(yǎng)基
硝酸鈉(NaNO3)2.0 g、磷酸二氫鉀(KH2PO4)0.7 g、磷酸氫二鉀(K2HPO4)0.3 g、氯化鉀(KCl)0.25 g、硫酸鎂(MgSO4·7H2O)0.5 g、硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)0.002 g、蔗糖5 g、瓊脂15 g、無(wú)離子水(蒸餾水)1 000 mL,調(diào)節(jié)pH為6.0~6.5。將上述組成的培養(yǎng)基加熱分裝在三角瓶中,于高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)121 ℃滅菌20 min,備用。
1.2.3察氏培養(yǎng)基
硝酸鈉(NaNO3)3.0 g、磷酸氫二鉀(K2HPO4)1.0 g、氯化鉀(KCl)0.5 g、硫酸鎂(MgSO4·7H2O)0.5 g、硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)0.01 g、蔗糖30 g、瓊脂15 g、無(wú)離子水(蒸餾水)1 000 mL,調(diào)節(jié)pH為7.3±0.2。將上述組成的培養(yǎng)基加熱分裝在三角瓶中,于高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)121 ℃滅菌20 min,備用。
1.2.4馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)
馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂20 g、無(wú)離子水(蒸餾水)1 000 mL。將上述組成的培養(yǎng)基加熱分裝在三角瓶中,于高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)121 ℃滅菌20 min。
黑曲霉(Aspergillusniger)CGMCC 3.5487、黃曲霉(Aspergillusflavus)CGMCC 3.3950、臘葉芽枝霉(多主枝孢霉)(Cladosporiumherbarum)CGMCC 3.2757、宛氏擬青霉(Paecilomycesvarioti)CGMCC 3.4253、桔青霉(Penicilliumcitrinum)CGMCC 3.2913、綠色木霉(Trichodermaviride)CGMCC 3.2941、出芽短梗霉(Aureobasidiumpullulans)CGMCC 3.837、鏈格孢(Alternariaalternata)CGMCC 3.4255。
試驗(yàn)以鋁片作為載體面板。將鋁片切割成50 mm×50 mm大小的正方形,在其中一面標(biāo)上樣品編號(hào)后,把相應(yīng)的樣品涂在鋁片的另一面,每種涂料樣品制備24片試驗(yàn)樣片,要求涂布均勻、平整并且涂料能覆蓋整個(gè)鋁片表面。實(shí)驗(yàn)所需樣片共240片,其中經(jīng)老化處理的樣本120片,不經(jīng)老化處理的樣本120片,將涂好的樣片在室溫下自然晾干備用。
老化處理過(guò)程中,老化箱保證黑板溫度在輻照(干)過(guò)程中保持在(60±3)℃保持4 h,保證黑板溫度在凝露過(guò)程中保持在(50±3)℃保持4 h。老化試驗(yàn),整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中輻照度為0.83 W·m-2·nm-1,試驗(yàn)時(shí)間為100 h。處理完畢后在(23±2)℃,濕度(50±5)%環(huán)境中調(diào)節(jié)4 h,再進(jìn)行防霉實(shí)驗(yàn)。
將適量的已滅菌的不同培養(yǎng)基倒入滅菌的90 mm無(wú)色玻璃培養(yǎng)皿中,使培養(yǎng)基厚度為3 mm~6 mm,待培養(yǎng)基凝固后,備用。
將實(shí)驗(yàn)菌株分別轉(zhuǎn)接至PDA斜面培養(yǎng)基上(28±1)℃培養(yǎng)7 d~14 d。實(shí)驗(yàn)前用無(wú)菌水將培養(yǎng)好的各霉菌孢子洗出,收集至滅菌的三角瓶中,振蕩分散孢子,并用玻璃纖維濾紙過(guò)濾菌絲和培養(yǎng)基,制成混合孢子液。將所有的樣片放在凝固的培養(yǎng)基表面,將混合孢子懸浮液均勻地接種到整個(gè)樣品和周邊的培養(yǎng)基上。對(duì)每一種培養(yǎng)基,每個(gè)樣品做3個(gè)平行。將已接種的實(shí)驗(yàn)樣品放入培養(yǎng)箱,于溫度為(28±1)℃、相對(duì)濕度不低于85%的條件下培養(yǎng)28 d,觀察結(jié)果。
經(jīng)過(guò)28 d培養(yǎng)后,按照GB/T1741—2020《漆膜耐霉菌性測(cè)定法》[2]中規(guī)定的評(píng)價(jià)方式對(duì)樣品長(zhǎng)霉情況進(jìn)行判斷,結(jié)果按表1評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷。
表1 長(zhǎng)霉情況評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
由表2可知,不同培養(yǎng)基對(duì)樣品的測(cè)試結(jié)果相對(duì)穩(wěn)定,不同培養(yǎng)基間的結(jié)果測(cè)試差別不大。測(cè)試結(jié)果也取決于涂料防霉劑的能力[3]。當(dāng)樣品的防霉效果較強(qiáng)時(shí),如樣品1和4,結(jié)果判定都是0級(jí),其培養(yǎng)基的種類(lèi)和含糖量對(duì)樣品的結(jié)果沒(méi)有影響;而當(dāng)樣品防霉效果較弱時(shí),如樣品3和9,結(jié)果判定都是4級(jí),無(wú)論是不含糖的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基還是含糖量很高的察氏或PDA培養(yǎng)基,其樣品的測(cè)試結(jié)果都是很差。而防霉效果中等強(qiáng)度的情況下,如樣品5和7,結(jié)果判定有差異,含糖量高的培養(yǎng)基(察氏和或PDA培養(yǎng)基)長(zhǎng)霉等級(jí)比不含糖或含糖量少的培養(yǎng)基(無(wú)機(jī)鹽和營(yíng)養(yǎng)鹽培養(yǎng)基)等級(jí)稍高,說(shuō)明糖多的情況下,霉菌生長(zhǎng)較好,越難抑制其生長(zhǎng),防霉等級(jí)越高。含糖量只有5%的營(yíng)養(yǎng)鹽培養(yǎng)基,其培養(yǎng)結(jié)果和無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基一致。
表2 不經(jīng)老化處理的樣品實(shí)驗(yàn)結(jié)果
由表3可知,經(jīng)老化處理100 h后的樣品防霉測(cè)試結(jié)果與未經(jīng)老化處理的樣品的測(cè)試結(jié)果比較,用無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基測(cè)試結(jié)果,除了樣品5、7、8和10的耐霉菌性能等級(jí)均比未經(jīng)老化處理的樣品防霉等級(jí)增加1級(jí),其余樣品的測(cè)試結(jié)果都是一致的。而察氏培養(yǎng)基和PDA培養(yǎng)基的培養(yǎng)結(jié)果,除了防霉效果較好的樣品1、4以及防霉效果較差的樣品3、9耐霉菌性能等級(jí)未發(fā)生變化,其余經(jīng)老化處理后的涂料樣品耐霉菌性能等級(jí)均變?yōu)?級(jí)。用營(yíng)養(yǎng)鹽培養(yǎng)基測(cè)試結(jié)果,除了防霉效果較好的樣品1、4以及防霉效果較差的樣品3、9耐霉菌性能等級(jí)未發(fā)生變化,其余樣品的耐霉菌等級(jí)發(fā)生了不同程度的改變,樣品5和8耐霉菌性能等級(jí)由老化處理前的0級(jí)變?yōu)?級(jí),樣品2由1級(jí)變?yōu)?級(jí),樣品6和7由原來(lái)的3級(jí)和2級(jí),都變成老化后的4級(jí),而樣品10則由原來(lái)的0級(jí)變成老化處理后的3級(jí)。可以看出含糖量只有5%的營(yíng)養(yǎng)鹽培養(yǎng)基對(duì)經(jīng)老化處理的樣品的耐霉菌性能等級(jí)區(qū)分度較高。
表3 經(jīng)老化處理后的樣品實(shí)驗(yàn)結(jié)果
室外用涂膜產(chǎn)品雖然能夠通過(guò)防霉測(cè)試,但在實(shí)際使用中,涂膜受日光照射,雨水沖刷后,有些產(chǎn)品防霉能力大幅下降,因此,考慮到更符合實(shí)際應(yīng)用,有必要對(duì)涂膜樣品進(jìn)行老化耐久處理。老化的處理方式現(xiàn)在主要有GB/T1741—2007《漆膜耐霉菌性測(cè)定法》[2]標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的流水沖刷的方法和HG/T3950—2007《抗菌涂料》[1]中規(guī)定的紫外照射的方法,中國(guó)建筑科學(xué)研究院石玉梅等[4]做過(guò)少量耐久研究,彭紅等[5]也對(duì)防霉效力的測(cè)試進(jìn)行了研究。而本實(shí)驗(yàn)所用到的老化方式,是參照了新版的漆膜耐霉菌性能?chē)?guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1741—2020《漆膜耐霉菌性測(cè)定法》[6],這種老化方式是由紫外照射和凝露交替進(jìn)行,一直在涂料樣品的色牢度等性能測(cè)試中廣泛應(yīng)用,更加貼近實(shí)際使用情況。
培養(yǎng)基配方中的含糖量多少,決定了測(cè)試過(guò)程中培養(yǎng)基本身的長(zhǎng)霉情況。而涂膜樣品的防霉能力不同,對(duì)培養(yǎng)基的敏感程度也不相同。用不同培養(yǎng)基對(duì)涂膜樣品進(jìn)行防霉等級(jí)測(cè)試,當(dāng)涂膜樣品的防霉能力特別高或特別低時(shí),測(cè)試結(jié)果差異不大;而當(dāng)樣品的防霉能力中等時(shí),測(cè)試結(jié)果經(jīng)常存在差異。尤其經(jīng)過(guò)老化處理后的涂膜樣品,防霉等級(jí)一般會(huì)有不同程度的降低,選擇合適的培養(yǎng)基可以對(duì)涂膜產(chǎn)品老化后的防霉效果更好的區(qū)分,以增加產(chǎn)品的區(qū)分度。
不同的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)里所用的培養(yǎng)基多數(shù)會(huì)存在差異,在進(jìn)行涂料防霉測(cè)試時(shí),采用的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不同,可能導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的差異。因此,比較不同涂料產(chǎn)品的防霉等級(jí),要在同一標(biāo)準(zhǔn)同一培養(yǎng)基的測(cè)試條件下比較才有意義。