我國抗菌劑和抗菌材料的研制工作起步較晚，目前其主要的研究領域為抗菌劑、抗菌母料等，其應用領域則主要包括抗菌塑料制品、抗菌涂料、一次性衛生用品和部分家電制品等。抗菌劑一般包括無機抗菌劑、有機抗菌劑和天然抗菌劑3種。人造板越來越多地應用于食品儲存場所，例如用于食品架等，這就要求其具有良好的抗菌性能。目前人造板抗菌處理多選用水楊酰苯胺和多菌靈、抑菌清、硼酸等作為抗菌劑，其抗菌效果尚可，但對板材的膠合強度影響較大，且存在著二次污染。目前環保型的防霉抗菌木質人造板在國內的產品還是空白。本研究以抗菌劑和中密度纖維板(簡稱中纖板)為原料，通過對制成的中纖板施行幾種不同的抗菌處理，測定不同處理條件所得中纖板的抗菌效果，并分析其物理力學性能的變化規律，以確定研究所用的抗菌劑。

1材料與方法

1．1材料

市售中密度纖維板，將大塊板材鋸切成不同規格大小的試件。編號1:210mm×50mm×9mm，用于測定靜曲強度和彈性模量;編號2:50mm×50mm×9mm，用于測定內結合強度、吸水厚度膨脹率、密度和含水率;編號3:20mm×20mm×9mm，用于測定被菌種侵染過后的質量損失;編號4:100mm×100mm×9mm，用于觀察大腸桿菌的狀態及數量分布。

1．2方法

1．2．1前期處理

對每種規格大小的試件進行前期的相對于對照組的抗菌處理，3種具體處理方法如下:

①用清水除去表面灰塵→烘干→浸泡在1g/L的AgNO3溶液中(30min)→烘干→浸泡在1g/L的NaBH4溶液中(30min)→烘干;

②用清水除去表面灰塵→烘干→浸泡在5g/L的殼聚糖中(15min)→烘干→浸泡在1g/L的Ag-NO3溶液中(30min)→烘干→浸泡在1g/L的NaBH4溶液中(30min)→烘干;

③用清水除去表面灰塵→烘干→浸泡在2%的TiO2懸浮液中(10min)→烘干。

1．2．2實驗步驟

①首先需要在無菌操作室中先接種好菌種(黑曲霉、大腸桿菌)，培養3～5d，待菌種生長情況較好的時候，放置以供之后接種所用。

②將防霉處理和未處理的中密度纖維板的試件用紗布包裹幾層，放入壓力蒸氣滅菌鍋中，在0．1MPa、121℃的條件下滅菌30min，以使試件達到無菌的狀態，待用。

③用培養好的菌種和無菌水制成所需的菌液，移入已經消毒的噴壺當中，用噴壺將菌液噴到需要接種菌類的試件表面，放在托盤中擺好;并從無菌操作室中移到恒溫恒濕培養箱中，在溫度為25～30℃、相對濕度為80%的條件下培養。

④每隔一個周期(10d)取樣，每種條件各取5塊試件，然后進行表面觀察和物理力學性能的檢測，判斷分析防霉抗菌效果。

2結果與分析

2．1周期(前期處理后)板材性能的變化

分別測試未處理板材、防霉處理1板材以及防霉處理2板材的性能，測試結果見表1。

板材經過防霉抗菌處理后物理力學性能下降較多，與處理方法中的浸泡藥液的處理方式有很大關系。板材經過溶液浸泡后，含水率變大，厚度膨脹，從而導致試件密度下降，其物理力學性能也會受到很大的影響。而防霉處理2板材的物理力學性能又比處理1板材的性能略差，與其浸泡殼聚糖溶液這一步有關系。作為天然抗菌劑的殼聚糖在自然界中含量豐富，殺菌速度快，抑菌效果好，而且具有良好的物理、化學性能和生物相容性，但耐熱性能差，大大限制了其應用范圍。殼聚糖還表現出止血活性、抗微生物活性以及與金屬離子的強親和性。而且殼聚糖溶液較黏，附著在試件表面不易擦凈，烘干中還容易因為表面殘留殼聚糖溶液而使試件發生局部的少許變形，這樣便會進一步影響板材的物理力學性能。

2．2第二周期(接菌培養10d后)板材性能的變化

基本操作和測試與周期相同，使用黑曲霉菌和無菌水配成的菌液，將其噴到各種處理的板材表面，用壓力蒸氣滅菌鍋對板材進行滅菌處理，致使板材發生較大變形，局部發生膨脹，結果見表2。板材性能下降較快，與蒸氣滅菌處理有很大關系，中密度纖維板使用的脲醛樹脂膠抗水性差，遇水結合強度很快降低，嚴重影響了板材性能及形狀。未處理噴菌板材的性能下降，可能是與噴菌液的操作有關系，說明黑曲霉菌對板材有侵蝕，導致板材力學強度下降。有些防霉處理2板材的物理力學性能與處理1板材略強，說明了加了殼聚糖后防霉效果可能會好些，但還需進一步實驗才能證明。殼聚糖中糖元的2位為—NHCOCH3或游離的—NH2，3位為仲—OH和6位為伯—OH，這種特殊的結構使得殼聚糖對一些金屬離子在一定的pH值下具有螯合作用。殼聚糖中的—NH與—OH都與金屬離子Ag(I)發生配合反應，也說明了處理2的處理方法雖開始對板材性能有所影響，但防霉效果要比處理1好些。

2．3第三周期(接菌培養20d后)板材性能的變化

性能測試結果見表3。基本操作和測試方法與第二周期相同，實驗中出現的現象亦與上第二期的現象基本相同，不同的是板材性能下降較快。板材力學性能下降較大，相對于第二周期板材的性能下降也較大。第二周期中分析到高壓蒸氣滅菌對板材的嚴重影響，會使板材性能下降、發生變形等。用紫外光照射，板材會與銀離子反應，置換出銀單質，使板材不具有防霉抗菌效果。可用γ射線照射進行滅菌，γ射線對細胞有殺傷力，醫療上用于治療腫瘤。前期處理中的防霉處理，尤其是處理2的對板材的力學性能也有很大影響。未處理噴菌板材性能下降，因為沒有經過防霉抗菌處理，不具有防霉抗菌效果;但板材力學性能下降并非很大，可能是因為木塊吸水使菌類缺乏水分，導致其生長緩慢，菌類沒有大量繁殖，這一點從板材表面沒有出現大量霉菌就可以看出。

2．4黑曲霉菌侵蝕板材的質量損失

將編號為3的試件烘至絕干并稱質量，接種黑曲霉菌后放入恒溫恒濕培養箱中，在溫度為30℃、濕度為80%的條件下培養，每過一個周期拿出相應試件并稱取絕干質量，用于計算質量損失率，結果見表4。

①素板由于沒有進行防霉抗菌處理，導致其質量損失率較大，說明素板被霉菌侵蝕較為嚴重，同時為防霉處理的板材提供了對照。

②防霉處理1板材的質量損失率略微大于處理2板材，說明了處理2的防霉抗菌效果比處理1的效果要好一些。

③實驗中部分試件出現了膨脹松散(與高壓蒸氣滅菌的步驟有關系)，導致質量損失率測試結果略有不準，影響了實驗結果。建議采用γ射線進行滅菌。

④防霉處理2板材質量損失率比防霉處理1略小，說明殼聚糖有一定的防霉抗菌作用，再加上銀這種材料也有良好的抗菌性能，將它們配合在一起會有更好的防霉抗菌性能。

2．5板材對大腸桿菌的抑菌分析

將未處理板材(作為對照)、防霉處理1板材、防霉處理2板材和防霉處理3板材分別進行滅菌，然后在無菌操作室中將大腸桿菌接種到各個試件的表面，培養1～3d后，通過整體宏觀、體式顯微鏡和電子顯微鏡觀察，分析試件表面大腸桿菌生長狀況并記錄，結果見圖1。可以看出，雖然沒有得到大量純凈的大腸桿菌，但實驗結果依舊很好地反映了每種處理板材的防霉抗菌效果。用銀處理的板材表現出很好的防霉抗菌效果，基本沒有菌類在其表面生長;用二氧化鈦處理的板材生長出了些許的菌落菌絲，受環境影響較大，防霉抗菌效果一般;而未處理板材表面長出了大量的菌落菌絲，基本不具備防霉抗菌效果，可作為對照組以供比較分析。

3結論

板材經過防霉抗菌液浸泡處理后，其物理力學性能會有較大程度的下降，含水率變大，密度下降，吸水厚度膨脹率會變大，說明表面浸泡的防霉抗菌處理方法對板材整個性能影響較大。可在保證板材性能不受較大影響的前提下，將浸泡時間適當縮短，選擇出合理的處理時間。

接菌后隨著培養周期的變長，板材各種性能逐漸下降;其中素板性能下降較快，防霉抗菌處理板材性能下降較為緩慢，說明銀離子防霉抗菌處理方法有效地減緩了菌類對板材的侵蝕，具有良好的防霉抗菌效果。

對質量損失率、性能參數等方面的分析得出:同樣是用銀離子，加了殼聚糖的板材防霉抗菌效果略微優于沒加殼聚糖的板材，說明殼聚糖起到了些許作用，具有一定的防霉抗菌效果。

從宏觀、細觀和微觀3種尺度觀察每種板材被大腸桿菌侵蝕的狀況可看出，加了殼聚糖銀離子處理的板材防霉抗菌效果較好，其次是沒加殼聚糖的銀離子處理板材;二氧化鈦處理板材有一定的防霉抗菌效果，但其受環境的影響較大，相比銀離子處理板材的防霉抗菌效果有一定的差距。