培養基對涂膜防霉性能試驗的影響

李素娟，袁英姿，郭梓珊，李聰穎，郭曉苑，謝小保

廣東省科學院微生物研究所，廣東省微生物分析檢測中心，華南應用微生物國家重點實驗室，廣東省菌種保藏與應用重點實驗室，廣東 廣州 510070

涂料是廣泛用于建筑業的必要裝飾材料，使用量大。建筑物墻體的涂層是保護建筑物的重要屏障，也是裝飾建筑物的重要手段。由于涂料的成膜物質是由多種天然或合成的高分子化合物組成的，這些物質大多數含有微生物生長所需要的營養物，若建筑物缺乏對生物的抵抗防護，將導致霉菌大量生長而影響其使用性能，同時危害人類的身體健康。因此，涂料防霉是非常有必要的。

比較常用的涂膜防霉測試培養基主要有無機鹽培養基，營養鹽瓊脂培養基，察氏培養基和馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基等。培養基不同，測試結果可能會不相同。本文通過選取10款不同廠家生產的涂料，分別制備成涂膜樣本，一半樣本經過GB/T1741—2020《漆膜耐霉菌性測定法》中規定老化方法進行老化，另外一半樣品不經過老化實驗。所有樣本分別用四種不同的培養基進行防霉測試，研究不同培養基對防霉測試結果的影響，為涂膜防霉測試提供參考。

1 材料

1.1 實驗樣品

隨機選取市面上不同廠家生產的10種涂料作為實驗樣本，編號為1～10。

1.2 培養基

1.2.1無機鹽培養基

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、無離子水(蒸餾水)1 000 mL，調節pH為6.0～6.5，將上述組成的無機鹽培養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營養鹽瓊脂培養基

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、無離子水(蒸餾水)1 000 mL，調節pH為6.0～6.5。將上述組成的培養基加熱分裝在三角瓶中，于高壓蒸汽滅菌鍋內121 ℃滅菌20 min，備用。

1.2.3察氏培養基

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、無離子水(蒸餾水)1 000 mL，調節pH為7.3±0.2。將上述組成的培養基加熱分裝在三角瓶中，于高壓蒸汽滅菌鍋內121 ℃滅菌20 min，備用。

1.2.4馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基(PDA)

馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂20 g、無離子水(蒸餾水)1 000 mL。將上述組成的培養基加熱分裝在三角瓶中，于高壓蒸汽滅菌鍋內121 ℃滅菌20 min。

2 實驗菌株

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。

3 實驗步驟

3.1 漆膜的制備

試驗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，在其中一面標上樣品編號后，把相應的樣品涂在鋁片的另一面，每種涂料樣品制備24片試驗樣片，要求涂布均勻、平整并且涂料能覆蓋整個鋁片表面。實驗所需樣片共240片，其中經老化處理的樣本120片，不經老化處理的樣本120片，將涂好的樣片在室溫下自然晾干備用。

3.2 老化實驗

老化處理過程中，老化箱保證黑板溫度在輻照(干)過程中保持在(60±3)℃保持4 h，保證黑板溫度在凝露過程中保持在(50±3)℃保持4 h。老化試驗,整個實驗過程中輻照度為0.83 W·m-2·nm-1,試驗時間為100 h。處理完畢后在(23±2)℃，濕度(50±5)%環境中調節4 h，再進行防霉實驗。

3.3 防霉實驗方法

將適量的已滅菌的不同培養基倒入滅菌的90 mm無色玻璃培養皿中，使培養基厚度為3 mm～6 mm，待培養基凝固后，備用。

將實驗菌株分別轉接至PDA斜面培養基上(28±1)℃培養7 d～14 d。實驗前用無菌水將培養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濾菌絲和培養基，制成混合孢子液。將所有的樣片放在凝固的培養基表面，將混合孢子懸浮液均勻地接種到整個樣品和周邊的培養基上。對每一種培養基，每個樣品做3個平行。將已接種的實驗樣品放入培養箱，于溫度為(28±1)℃、相對濕度不低于85%的條件下培養28 d，觀察結果。

4 結果與討論

經過28 d培養后，按照GB/T1741—2020《漆膜耐霉菌性測定法》[2]中規定的評價方式對樣品長霉情況進行判斷，結果按表1評級標準進行判斷。

表1 長霉情況評級標準

4.1 不經耐久性處理的樣品結果

由表2可知，不同培養基對樣品的測試結果相對穩定，不同培養基間的結果測試差別不大。測試結果也取決于涂料防霉劑的能力[3]。當樣品的防霉效果較強時，如樣品1和4，結果判定都是0級，其培養基的種類和含糖量對樣品的結果沒有影響；而當樣品防霉效果較弱時，如樣品3和9，結果判定都是4級，無論是不含糖的無機鹽培養基還是含糖量很高的察氏或PDA培養基，其樣品的測試結果都是很差。而防霉效果中等強度的情況下，如樣品5和7，結果判定有差異，含糖量高的培養基(察氏和或PDA培養基)長霉等級比不含糖或含糖量少的培養基(無機鹽和營養鹽培養基)等級稍高，說明糖多的情況下，霉菌生長較好，越難抑制其生長，防霉等級越高。含糖量只有5%的營養鹽培養基，其培養結果和無機鹽培養基一致。

表2 不經老化處理的樣品實驗結果

4.2 經老化處理后的樣品結果

由表3可知，經老化處理100 h后的樣品防霉測試結果與未經老化處理的樣品的測試結果比較，用無機鹽培養基測試結果，除了樣品5、7、8和10的耐霉菌性能等級均比未經老化處理的樣品防霉等級增加1級，其余樣品的測試結果都是一致的。而察氏培養基和PDA培養基的培養結果，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耐霉菌性能等級未發生變化，其余經老化處理后的涂料樣品耐霉菌性能等級均變為4級。用營養鹽培養基測試結果，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耐霉菌性能等級未發生變化，其余樣品的耐霉菌等級發生了不同程度的改變，樣品5和8耐霉菌性能等級由老化處理前的0級變為2級，樣品2由1級變為2級，樣品6和7由原來的3級和2級，都變成老化后的4級，而樣品10則由原來的0級變成老化處理后的3級。可以看出含糖量只有5%的營養鹽培養基對經老化處理的樣品的耐霉菌性能等級區分度較高。

表3 經老化處理后的樣品實驗結果

室外用涂膜產品雖然能夠通過防霉測試，但在實際使用中，涂膜受日光照射，雨水沖刷后，有些產品防霉能力大幅下降，因此，考慮到更符合實際應用，有必要對涂膜樣品進行老化耐久處理。老化的處理方式現在主要有GB/T1741—2007《漆膜耐霉菌性測定法》[2]標準中規定的流水沖刷的方法和HG/T3950—2007《抗菌涂料》[1]中規定的紫外照射的方法，中國建筑科學研究院石玉梅等[4]做過少量耐久研究，彭紅等[5]也對防霉效力的測試進行了研究。而本實驗所用到的老化方式，是參照了新版的漆膜耐霉菌性能國家標準GB/T1741—2020《漆膜耐霉菌性測定法》[6]，這種老化方式是由紫外照射和凝露交替進行，一直在涂料樣品的色牢度等性能測試中廣泛應用，更加貼近實際使用情況。

5 結論

培養基配方中的含糖量多少，決定了測試過程中培養基本身的長霉情況。而涂膜樣品的防霉能力不同，對培養基的敏感程度也不相同。用不同培養基對涂膜樣品進行防霉等級測試，當涂膜樣品的防霉能力特別高或特別低時，測試結果差異不大；而當樣品的防霉能力中等時，測試結果經常存在差異。尤其經過老化處理后的涂膜樣品，防霉等級一般會有不同程度的降低，選擇合適的培養基可以對涂膜產品老化后的防霉效果更好的區分，以增加產品的區分度。

不同的測試標準里所用的培養基多數會存在差異，在進行涂料防霉測試時，采用的測試標準不同，可能導致檢測結果的差異。因此，比較不同涂料產品的防霉等級，要在同一標準同一培養基的測試條件下比較才有意義。