抗菌陶瓷產(chǎn)品抗菌性能檢測方法的研究綜述

袁芳麗 陳彩彥 劉新玲 趙江偉 張展豪 鄧健娣

摘 要：本文綜述了建材產(chǎn)品的國內(nèi)外抗菌性能檢測方法，重點以陶瓷產(chǎn)品的抗菌性能為研究對象，研究分析了不同國家陶瓷產(chǎn)品抗菌性能的檢測標準，并對其差異性進行了比較分析，對我國抗菌陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量評價具有指導(dǎo)意義，可以提升我國抗菌陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量安全水平。

關(guān)鍵詞：陶瓷產(chǎn)品；抗菌性能；檢測方法

1 前言

具有抗菌作用的抗菌產(chǎn)品，在疫情時期和后疫情時期均受到廣大消費者的特別關(guān)注，這類產(chǎn)品的主要特點是產(chǎn)品表面具有抑制或殺滅接觸到表面的細菌微生物的作用，即具備抗菌功能。而抗菌陶瓷作為一類新型功能建材產(chǎn)品，其抗菌功能的實現(xiàn)從技術(shù)角度主要有兩種途徑，一是在陶瓷釉層表面再施涂一層抗菌材料并通過低溫燒成等方法使抗菌層固定，二是抗菌成分直接與陶瓷釉料結(jié)合，制成抗菌釉然后施涂于陶瓷坯體上一次燒成得到。第一種方法施涂的抗菌材料主要有兩類，一類是光催化氧化鈦系列的抗菌材料，另一類是金屬銀漿直接噴涂在陶瓷釉層表面，這一技術(shù)解決了直接在釉層中摻金屬銀用量大、成本高等問題，產(chǎn)品表面不易脫落、抗菌性好。第二種方法是直接制備抗菌功能釉，國內(nèi)多數(shù)廠家以這種抗菌陶瓷技術(shù)為主。這種方法的問題是金屬成分摻量多、成本高、高溫燒成易散失或不能完全到表層，抗菌性易減弱[1]。

抗菌產(chǎn)品的主要特點就是能夠?qū)Ρ砻娴募毦幸种苹驓缱饔?。然而，細菌是一類用肉眼根本看不到、摸不著的微生物，所謂的抗菌作用不能直接觀測，而是需要通過微生物實驗室進行一系列專業(yè)的檢測，最終反應(yīng)其抗菌作用的大小。美國、日本、國際標準化組織以及我國均制定了抗菌產(chǎn)品的檢測標準，對抗菌產(chǎn)品抗菌作用大小的檢測方法和流程均有嚴格規(guī)定，這類標準不僅針對抗菌陶瓷，也包含了適用于抗菌塑料、抗菌涂料等建材產(chǎn)品。本文綜述了建材產(chǎn)品的國內(nèi)外抗菌性能檢測方法，重點以陶瓷產(chǎn)品的抗菌性能為研究對象，研究分析了不同國家陶瓷產(chǎn)品抗菌性能的檢測標準，并對其差異性進行了比較分析，對我國抗菌陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量評價具有指導(dǎo)意義，可以提升我國抗菌陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量安全水平。

2建材產(chǎn)品的國內(nèi)外抗菌性能檢測標準

2.1建材產(chǎn)品的國內(nèi)外抗菌性能檢測標準匯總

無論是國內(nèi)還是國外，不乏以陶瓷、塑料、涂料、馬桶等建材產(chǎn)品為測試主體的抗菌性能檢測標準，詳見表1、表2。

2.2建材產(chǎn)品的國內(nèi)外抗菌性能檢測方法簡述

縱觀國內(nèi)外建材產(chǎn)品的抗菌性能檢測標準，可以發(fā)現(xiàn)抗菌性能檢測方法主要有四種：擴散法、貼膜法、振蕩法和吸收法。

擴散法，屬于定性方法，其試驗原理為利用抗菌劑不斷溶解，經(jīng)瓊脂擴散形成不同濃度梯度，試樣放在兩層培養(yǎng)基上，培養(yǎng)一定時間后，根據(jù)培養(yǎng)基和試驗接觸處細菌繁殖的程度，定性評定試樣的抗菌性能。主要用于抗菌劑在試驗瓊脂上會擴散的試樣的抗菌性能檢測，或者是用于抗細菌性能安全性評價。

貼膜法，屬于定量方法，其試驗原理為通過定量接種細菌于待檢驗試樣和對照試樣上，用貼膜的方法使細菌均勻接觸待檢驗試樣和對照試樣，經(jīng)過一定時間的培養(yǎng)后，洗脫得到待檢驗試樣和對照試樣上的活菌數(shù)，通過計算抗菌率或者抗菌活性值的結(jié)果反映試樣的抗菌性能。主要用于非吸水性，且可制成有一定面積的制品（件）和涂層，如塑料、陶瓷、漆膜、板材和金屬等硬質(zhì)表面材料抗菌性能的檢測。

吸收法，屬于定量方法，其試驗原理與貼膜法類似，不同之處在于沒有用貼膜的方法使細菌均勻接觸試樣，而是利用試樣材質(zhì)的吸水特性使細菌與試樣接觸。主要用于具有吸水性，如無紡布、織物、泡沫、粉末和微孔材料等制成的零部件抗菌性能的檢測。

振蕩法，屬于定量方法，其試驗原理與吸收法類似，因其檢測過程中細菌和試樣接觸培養(yǎng)的過程中需要振蕩培養(yǎng)而得名。主要用于粉末、纖維、織物、塑料粉體和微孔濾材等材料抗菌性能的檢測。

3抗菌陶瓷產(chǎn)品的抗菌性能檢測方法

3.1 抗菌性能檢測方法簡述

抗菌陶瓷是指表面具有抗菌功能的陶瓷制品。目前，各國的檢測標準對陶瓷產(chǎn)品的抗菌性能檢測主要采用貼膜法，即通過定量接種細菌于待檢驗試樣和對照試樣上，用貼膜的方法使細菌均勻接觸待檢驗試樣和對照試樣，經(jīng)過一定時間的培養(yǎng)后，洗脫，應(yīng)用平板活菌計數(shù)法（GB 4789.2《食品安全國家標準 食品微生物學(xué)檢驗 菌落總數(shù)測定》[23]）得到待檢驗試樣和對照試樣上的活菌數(shù)，通過計算抗菌率或者抗菌活性值的結(jié)果反映試樣的抗菌性能。檢測流程見圖1。

3.2 抗菌性能檢測方法分析比較

美國、日本、國際標準化組織以及我國均制定了抗菌陶瓷產(chǎn)品的檢測標準，具體要求見表3。

4分析與討論

（1）測試菌株的選擇。

自然界中的微生物種類數(shù)以億計，按其結(jié)構(gòu)分類為革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌。這兩大類菌群中，考慮其在自然界中的生存能力和與人類社會的密切聯(lián)系，革蘭氏陽性菌以金黃色葡萄球菌為代表菌，革蘭氏陰性菌以大腸埃希氏菌為代表菌。

金黃色葡萄球菌屬于葡萄球菌屬最重要的致病葡萄球菌，一類觸酶試驗陽性的革蘭氏陽性球菌，在自然界中分布很廣，其臨床意義主要為引起局部組織的化膿性感染、深部組織的化膿性感染以及敗血癥等全身感染[24]。

大腸埃希氏菌為埃希菌屬的代表種，屬革蘭氏陰性桿菌，大多寄居于人和動物的腸道內(nèi)，是腸道正常菌群，可隨著人和動物的排泄物廣泛分布于水、土壤和腐物中。

中國、日本和國際標準化組織對測試菌株的規(guī)定主要是指定了大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌兩大菌種，中國和國際標準化組織標準中也指出了更換菌種的可能性，在測試菌株的選擇上較為靈活；而美國僅指定了大腸埃希氏菌為測試菌株，其主要原因為標準制定方認為抗菌陶瓷對金黃色葡萄球菌的抗菌性能不穩(wěn)定。

（2）單位面積接種菌量的規(guī)定。

除美國外，中國、日本和國際標準化組織對于接種面積的規(guī)定都較為統(tǒng)一，首選邊長4厘米的正方形接種范圍，美國的首選接種范圍為邊長2厘米的正方形，對接種菌液的濃度和體積的規(guī)定也各有不同，導(dǎo)致了最終單位面積接種菌量有所不同。從筆者日常的檢驗經(jīng)歷得知，單位面積的接種菌量不是越多越好，其與對照樣品表面接觸24h后的活菌數(shù)量的多少并不是正關(guān)聯(lián)，考慮其原因主要與耗氧量、營養(yǎng)物質(zhì)、優(yōu)勝劣汰等因素有關(guān)。

（3）抗菌性能的結(jié)果表達。

在中國標準中，抗菌性能的結(jié)果數(shù)值以百分比表示，為接觸24小時后，對照樣品和測試樣品表面殘留活菌數(shù)量的差值除以對照樣品表面殘留活菌數(shù)量后的百分比；日本和美國標準中，則是將各樣品表面殘留活菌數(shù)量取對數(shù)值，以對照樣品表面殘留活菌數(shù)量的對數(shù)值與測試樣品表面殘留活菌數(shù)量的對數(shù)值的差值為抗菌性能結(jié)果，稱之為抗菌活性值。對數(shù)值的差值一般為一個個位數(shù)的數(shù)值，沒有百分比來得更為直觀。但是，筆者認為，由于對數(shù)值考慮到了微生物的生長分裂形式和生長波動因素，比百分比的結(jié)果表達更為客觀準確。

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Review on the Testing Methods of Antibacterial Properties of Antibacterial Ceramics

YUAN Fang-li， CHEN Cai-yan， LIU Xin-ling， ZHAO Jiang-wei， ZHANG Zhan-hao， DENG Jian-di

（Comprehensive Technology Centre of Foshan Customs， Foshan 528000， China）

Abstract： This papersummarizes the testing methods of antibacterial properties of building materials at home and abroad， focusing onthe antibacterial property of ceramic products as the research object， analyzes the testing standards of antibacterial property of ceramic products in different countries， compares their differences， which has guiding significance for the quality evaluation of antibacterial ceramic products in China， and can improve the quality safety level of antibacterial ceramic products in China.

Keywords： Ceramic products；Antibacterial properties； testing method