沈阳市铁路实验中学 吕莫凡

 

摘要：用硝酸银、洗衣粉、牙膏、纯净水混合搅拌制成抗菌液体，把厨用百洁布固定在家用搅拌器的旋转头上，蘸取液体并摩擦不锈钢餐厨具表面，由于Ag离子的扩散渗透在不锈钢餐厨具表面形成具有抗菌功能的表面层。检测结果表明，形成的表面抗菌层能够有效杀死附着的细菌并防止其孳生，这种‘自清洁’抗菌功能在反复的使用、擦洗、浸泡后依然保持。Ag离子的含量极低，对人体无害。这一方法可应用于家庭、餐饮业和其它在公共场所使用的五金制品。

关键词：餐厨具，抗菌

引言：随着生活水平的提高，清洁与健康成为人们追求的重要目标，对生活环境和日常器具用品的清洁化要求一直在增强。近年来，国内外市场抗菌制品品种逐步增加，为人们实现清洁、无菌的要求提供了更多的选择。现有的抗菌材料可分为三大类：天然抗菌材料、有机抗菌材料及无机物抗菌材料。天然抗菌材料是提取动植物具有的抗菌功能的部位;有机物抗菌材料是指各种除菌剂、杀菌剂等，其缺点是在水和空气中易流失、易分解，对人体也有危害，并且缺少广谱抗菌性;无机抗菌材料则具有广谱抗菌、耐水、耐酸碱、耐洗涤、不老化、不产生抗药性、抗菌持久等优点，现在已广泛使用于抗菌塑料、抗菌陶瓷、抗菌皮革、抗菌涂料等，但无法涵盖其它一些需要防菌抗菌的领域，特别是无法满足食品加工、餐具炊具、金属卫浴设备、医疗器械以及公共场合的五金制品等对抑菌抗菌的要求。通过冶炼和特殊热处理技术制备的抗菌不锈钢是一种新型抗菌材料，可用于制作具有抗菌功能的餐厨具及其它食品加工、医疗卫生设备，但成本太高以至于未能大量推广使用，特别是难以走进普通百姓家。发展适用于普通百姓日常生活的抗菌方法，无疑对保障身体健康，防止疾病流行，提高全社会的卫生水平，具有重要的现实意义。

无机抗菌剂主要是含银、铜、锌等离子的化合物，通过具有抗菌功能的金属离子的溶出达到杀菌或抑菌的效果【1】，具有广谱抗菌、耐水耐酸碱、耐热、不老化、不易产生细菌抗药性等特点。由于Ag+的抗菌作用远远大于Cu2+、Zn2+，极其微量(浓度10-12～10-13/cm3)的Ag+就足以杀死水中的大量细菌，抗菌功能强大，而且Ag+对人体的毒性最低,因此可选择含银的无机抗菌剂如AgNO3,在抗菌

液体与餐厨具摩擦过程中虽然只有有极少量银离子渗入表面层，但却可赋予表面抗菌功能。从古代起银就被用来制作餐饮器具，表层极少量的Ag+含量即使有微量溶出，对人体也是安全的。

实验

2.1 制备抗菌溶液

用硝酸银10g、洗衣粉10g、普通牙膏20g、纯净水200ml放在容器中，用电动搅拌器搅拌制成混合液体即抗菌溶液。洗衣粉能够清洁金属表面增加其活性，牙膏是微细颗粒研磨介质。

2.2 形成表面抗菌层

用热水和洗洁精除去餐厨具表面油污;把厨用百洁布固定在家用电动搅拌器的旋转头上，蘸取抗菌溶液，启动搅拌器摩擦餐厨具表面3分钟，期间银离子向表层渗透;再用热水和洗洁精清洗餐厨具表面。

2.3抗菌性能评价

评价方法：检测用材料、工具和试验步骤参照国标GB/T 2591-2003《抗菌塑料 抗菌性能试验方法抗菌效果》中《抗菌材料的抗菌性评价方法》【2】【3】进行。本项研究的抗菌性能评价采用覆膜法【4】检测和评价抗菌性能;

检测样品(试片)：用不锈钢餐盘作为检测用餐具，用2.2所述方法进行处理，另一只餐盘作为对比不做处理，分别剪切5×5cm的试片;

(3)菌株：抗菌性能评价采用标准菌株大肠杆菌ATCC25922和金黄色葡萄球菌ATCC6538;标准菌液浓度为108cfu/ml,使用时用磷酸生理缓冲液(PBS 液，PH 值为7.2)进行稀释：用塑料滴管吸取5ml标准浓度的菌液滴加到45ml的 PBS 液中稀释到107cfu/ml数量级。如此重复稀释直到菌液浓度为105cfu/ml(菌落/毫升)作为试验菌液;选择菌液浓度为 105cfu/ml是鉴于在日常生活中，细菌浓度通常不超过105cfu/ml，相关的实验室多采用105cfu/ml作为检测标准;

(4)培养基：用营养琼脂，成分是蛋白胨10g，牛肉膏3g，氯化钠5g，琼脂15～20g。按上述成分加入到1000ml 蒸馏水中;加热熔化后用0.1mol/l NaOH 溶液调节PH 值，使其在灭菌后PH 值保持在7.0～7.2;分装后置于压力蒸汽灭菌器内，于121℃灭菌30min;

(5)检测用具：超净工作台，恒温培养箱，压力蒸汽灭菌器，电热干燥箱等，实验用具均经过高温高压灭菌处理;

(6)接种与培养：铂金接种丝用酒精灯灭菌后把菌株接种在琼脂上放入恒温箱中进行培养;

(7)抗菌性能检测具体步骤：

①用99%的酒精脱脂棉将试片(5×5cm)擦净，除去油脂，放在培养皿中;

②将0.5毫升浓度为105cfu/ml的菌液滴到样品表面上;用无菌薄膜覆盖，在温度35℃、相对湿度90%的条件下保持24小时;

③用9ml磷酸生理缓冲液冲洗样品，冲下的液体接种到琼脂培养基中，在温度35℃、湿度90%的培养箱中培养48小时取出;

④观察细菌繁殖情况和计算杀菌率：

杀菌率=[(对照样品菌数-抗菌样品菌数)/对照样品菌数]×100%

结果与讨论

3.1抗菌性能检测结果：

表1给出试片对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能，经过抗菌处理的试片其抗菌能力接近100%，而未经处理的试片则完全不具备抗菌能力，说明所做的抗菌处理效果良好。

表1抗菌性能检测结果

试片	杀菌率，%
	大肠杆菌	金黄色葡萄球菌
经抗菌处理	≥99.9	≥99.9 0
未经处理	0

图1给出大肠杆菌的培养照片。由于经抗菌处理的试样上菌液中的细菌已被杀灭，所以从样品上取下的菌液经培养后没有细菌孳生(右);相反，未经抗菌处理的试样上菌液中的细菌未被杀灭，所以从样品上取下的菌液经培养后有大量细菌孳生(左);图2是金黄色葡萄球菌的培养照片。由于经抗菌处理的试样上菌液中的细菌已被杀灭，所以从样品上取下的菌液经培养后没有细菌孳生(右);相反，未经抗菌处理的试样上菌液中的细菌未被杀灭，所以从样品上取下的菌液经培养后有大量细菌孳生(左)。

 

 

图1大肠杆菌培养情况

左：样品未经抗菌处理 右：样品经抗菌处理

 

 

图2金黄色葡萄球菌培养情况

左：样品未经抗菌处理 右：样品经抗菌处理

上述结果清楚地表明，经过本项研究所述的抗菌方法处理后，餐盘的表面具有了良好的抗菌功能，在细菌浓度105cfu/ml的情况下能够杀灭附着其上的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见病菌，防止其孳生。在日常生活中，常见的细菌浓度在102-103个/毫升量级，所以本项研究提出的方法，可以有效地实现餐厨具的自清洁，对防止疾病传播、保护身体健康有良好作用。

3.2 抗菌性能的持久性

为了进一步检验抗菌处理后样品的带菌情况，试片用自来水冲洗，晾干，并经多人用手抚摸擦拭。检测前试片未经任何消毒杀菌处理。配置细菌浓度数量级为∽102个/毫升的菌液，将菌液10毫升涂到试片上，24小时后用无菌棉试纸涂，接种培养基，表2给出培养24-72小时后观察结果：

表2：试片带菌情况

试片号	接种培养时间，小时
	24	48	72
1	未生长	未生长	未生长
2	未生长	未生长	未生长

注：试片1-大肠杆菌生长情况;试片2-金葡菌生长情况

试验说明，经过处理的餐厨具，日常的接触、抚摸后，由于自清洁作用，餐厨具表面的细菌会被杀灭，可以有效地防止细菌的繁殖和传播。

为了验证处理后的餐厨具的抗菌性能的持久性，又做了试片经水浸泡试、清洗/擦拭后的抗菌性能检测，结果见表3和表4。

表3 经水浸泡后的抗菌性能(杀菌率，%)

菌株 浸泡时间（月）	大肠杆菌	金黄色葡萄球菌
3	≥ 99.9	≥ 99.9
6	≥ 99.9	≥ 99.9

表4 反复清洗、擦拭后的抗菌性能(杀菌率，%)

菌株 清洗擦拭	大肠杆菌	金黄色葡萄球菌
0	≥ 99.9	≥ 99.9
用洗涤剂清洗50次	99.9	99.9
用水冲洗50次	99.8	99.8
用抹布擦洗50次	99.9	99.9
用钢丝球擦拭50次	99.0	99.1

经过水的浸泡、反复的清洗摩擦后，抗菌处理后餐厨具依然保持其抗菌性能。因此用本项研究提出的处理方法，可以赋予餐厨具比较持久的良好抗菌性能。

4.结论

本项研究提出的赋予家用不锈钢餐厨具抗菌功能的处理方法，具有良好的抗菌效果，并在反复的使用、擦洗、浸泡后依然保持。

此方法操作简单，所需材料价廉易购，Ag离子含量和溶出率均极低因而对人体是安全的。这一方法可以在家庭和餐饮企业使用，并可推广应用于在公共场所使用的其它五金制品。

参考文献：

【1】无机抗菌材料及应用，金宗哲，化学工业出版社，2004，北京，p37

【2】无机抗菌材料及应用，金宗哲，化学工业出版社，2004，北京，p253

【3】抗菌材料，季君辉、史维明：化学工业出版社，2003，北京，p287

【4】无机抗菌材料及应用，金宗哲，化学工业出版社，2004，北京，p237

致谢：感谢中国科学院沈阳应用生态研究所徐慧研究员对抗菌检测的指导和提供实验条件。