沈阳市某典型高湿车间微生物滋生状况研究

于水 公辉 郑淑 冯国会

沈阳建筑大学市政与环境工程学院

沈阳市某典型高湿车间微生物滋生状况研究

于水 公辉 郑淑 冯国会

沈阳建筑大学市政与环境工程学院

由于霉菌等微生物较容易在高湿环境下生长，因此具有该特征的民用建筑或工业建筑都会存在霉菌等微生物滋生的风险。本文通过调研和实验方法对某典型高湿车间局部发霉处进行分析研究，通过采集标本和对标本的培养、镜检后，发现两种主要菌类：酵母菌、黑曲霉菌。其中黑曲霉极有可能是诱发肝癌的因素之一，对室内人员身体健康存在潜在的危害。同时考虑取样对象为食品厂，黑曲霉能引起食材的腐烂或软腐，存在一定的食品安全隐患。因此对于此类高湿建筑必须采取一定措施预防霉菌等微生物的滋生，进而保障建筑室内空气品质具有安全性。

霉菌 酵母菌 孟加拉红 镜检

0 引言

霉菌等微生物在自然界分布很广，种类繁多，很多霉菌对人体是有害的。其中霉菌的种类有限，最主要的是曲霉菌[1]。由于霉菌能形成极小的孢子，因而很容易通过空气及其他途径传播。人们平时经常接触的霉菌和细菌通常对人体无害。然而，在某些情况下吸入大量的霉菌孢子可以引发哮喘，鼻炎或支气管炎症状，由室内环境引起的呼吸健康疾病通常称为病态建筑综合症[2]。免疫力低的人还可能因此引起头疼、发烧、皮肤或黏膜发炎；或产生致癌物质，引起霉菌性肺炎等疾病；过敏性疾病有些毒性强的霉菌，更会引起严重的肺部病变，甚至死亡。由此可以看出，霉菌污染严重地威胁室内人员的身体健康，影响室内人员的生活质量。

由于建筑围护结构表面或内部结露等原因造成微生物滋生，主要为霉菌滋生，其分布很广泛，并具有很强的繁殖能力。霉菌生长繁殖的基本条件：①存在孢子，墙体表面或内部具有营养物质作为能量来源，同时需要合适pH值，最佳为中性环境；②温度范围为10～38℃，最佳的范围为24～35℃；③相对湿度范围为70%～100%。一般情况，温暖潮湿阴暗和通风较差的环境有利于霉菌生长和繁殖，最终导致墙体表面或内部耐久性降低，而且霉菌的扩散降低室内空气品质（IAQ）而影响人体的健康。尤其针对高湿的食品厂内霉菌等微生物的滋生会影响食品的安全可靠性。因此本文将对某典型高湿食品厂内霉菌等微生物生长环境进行现场调研和实验研究，确定微生物种类和生长环境对微生物生长的影响。

1 研究对象

当墙体处于高湿环境或墙体存在结露情况时，会诱发墙面霉菌等微生物的滋生而影响室内美观和室内空气品质，因此本研究选取某一个典型高湿农副食品工厂的车间，是目前东北最大的芽菜工厂化生产基地。该基地芽菜及豆类衍生制品生产规模宏大、品类繁多，芽菜年综合生产能力4.2万吨，日生产可达150吨以上，芽品包括：黄豆芽、绿豆芽（精、散包装）几大类。民以食为天，食以安为先，食品安全是关系人民群众身体健康和生命安全的一件大事。在对该基地实地观察后发现在芽菜厂里存在微生物滋生现象。室内日平均温度为25.2℃，平均相对湿度为82%，日相对湿度变化范围为70%～100%，由于在每天11:00和15:00开始淋水，湿度达到99%，其余时间湿度都在70%以上。微生物滋生存在两方面的问题，首先，微生物掉落到芽菜培养池中会引起豆芽根部的溃烂，导致生产量下降及豆芽菜质量下降；其次，滋生的微生物中或许会有某种病原体，通过芽菜威胁到人们的健康，从而引发食品安全隐患。导致微生物的滋生原因可能是因为芽菜厂通风存在问题，再加上芽菜发酵产生的湿热环境而引起的。本着健康饮食、创建绿色产品，杜绝微生物滋生的目的，对芽菜厂的微生物做了鉴定分析，以寻求解决措施。

2 实验方法

霉菌生长繁殖的基本条件：①存在孢子；②墙体表面或内部具有营养物质作为能量来源，同时需要合适pH值，最佳为中性环境；③温度范围为10～38℃，最佳的范围为24～35℃；④相对湿度范围为70%～100%。其中水分一般被认为是霉菌生长所必须的[3]。本实验将采集到的样本经培养后进行镜检，来确定菌种类型，从而寻找相应的解决措施。采用的仪器主要包括：培养皿、试管、移液管、锥形瓶、玻璃棒、不锈钢杯、托盘天平、孟加拉红培养基、高压蒸汽灭菌锅、恒温培养箱、电磁炉、光学显微镜。

3 实验过程

具体实验过程见图1所示。

图1 实验流程图

1）标本的采集：将该厂区采集的标本置于洁净的培养皿中，本实验在厂区不同的地方采集多组标本，且在常温和低温（用冰块冷藏）两种温度条件下带回，这样就保证了采集的标本更有代表性。

2）液体细菌培养基的制备：将2.5gNaCl、5g蛋白胨、1.5g牛肉膏、500ml蒸馏水倒入不锈钢烧杯中混合，用电磁炉煮沸至完全溶解，在加热过程中要不断地搅拌，防止培养基溢出，之后要调节溶液的pH至7.4～7.6，然后在120℃的恒温条件下灭菌20分钟即可。这为原菌液的扩大再培养提供了生长条件，灭菌环节避免了杂菌对实验的干扰。

3）原菌液的制备与培养：用少量的无菌水将装载实验样本的培养皿清洗后倒入上述液体细菌培养基。倾入时在酒精灯火焰旁操作，倾入后立即塞上棉塞，并用牛皮纸包好缠紧，避免有空气中的杂菌进入，干扰实验。将倾入菌液的培养基置于恒温培养箱中于37℃的条件下恒温培养36小时，这样经恒温培养后原菌种增多，更利于培养皿中菌落的生成。

4）固体真菌培养基的制备：将2.5g蛋白胨、0.5g磷酸二氢钾、0.25g硫酸镁、5g葡萄糖、0.05g氯霉素、0.015g孟加拉红、10g琼脂、500mL蒸馏水倒入不锈钢烧杯中混合，用电磁炉煮沸至完全溶解，在加热过程中要不断地搅拌，防止培养基溢出。之后要调节溶液的pH至7.4～7.6，然后在120℃的恒温条件下灭菌20分钟即可。孟加拉红和氯霉素分别抑制了原菌种中细菌和放线菌的生长，使得形成的菌落主要是以真菌为主，避免其他杂菌干扰实验，更容易对实验结果进行分析。

5）菌液的稀释：取5支经灭菌处理的试管，将原菌液在其中分别稀释10、100、1000、10000、100000倍，选取合适浓度的菌液进行接种，会有利于对生成的菌落进行观察。

6）细菌的接种：稀释平板法和平板涂布法。前者取三个洁净的培养皿，用洁净的移液管依次从吸取0.5ml经稀释10000、1000、100倍后的菌液依次滴入培养皿中。将冷却至40～50℃的固体真菌培养基加入至三个培养皿中，培养皿中培养基的厚度约为2～3mm。轻轻地顺时针逆时针来回晃动培养皿，使培养基与菌液混合均匀，冷却后成平板。在倾注前应将盛载培养基的烧瓶口在火焰上稍微转一周，达到灭菌的效果，避免杂菌干扰实验。后者取三个洁净的培养皿，将冷却至40～50℃的固体真菌培养基依次加入三个培养皿，培养皿中培养基的厚度约为2～3mm。轻轻地顺时针逆时针来回晃动培养皿，使培养基分布均匀，冷却后成平板。用洁净的移液管依次吸取0.5mL经稀释10000、1000、100倍的菌液滴加到上步骤中冷却后的平板上，用三角刮刀轻轻地将菌液涂抹均匀（见图2）。

图2 细菌的接种

7）恒温培养：将上述六个培养皿用报纸包好缠紧，放入37℃的恒温培养箱中培养48～60h，使菌种在适宜的温度下长成菌落，便于观察。

8）菌落镜检：将长出的不同特征的菌落制成8个玻片，以增加实验的准确性，放在光下显微镜下观察，并换油镜观察细菌的形态特征。

4 结果分析

实验中观察到的菌落乳白色，比细菌菌落大而厚，菌落表面光滑、湿润、粘稠，容易挑起，菌落质地均匀，正反面和边缘、中央部位的颜色都很均一，显微镜下呈现椭圆状，确定其为酵母菌[4]，见图3。酵母是单细胞微生物。它属于高等微生物的真菌类。酵母菌是单细胞真核微生物，形态通常有球形、卵圆形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等，比细菌的单细胞个体要大得多，一般为1～5μm或5～20μm。有些酵母菌对生物或用具是有害的，如：白色隐球菌是一种一般对人类无害的出芽型酵母菌。但在免疫系统缺陷者身上，可能感染病人引起一种名为隐球菌病的疾病。另外，有案例显示，一位进行免疫抑制治疗的病人肺部受到白色隐球菌的感染后，导致出现急性呼吸窘迫综合症的病症。

图3 酵母菌

实验中观察到的菌落表面呈黑色，粉末状。分生孢子头的顶囊球形或近球形，小梗双层，第一层粗大，第二层短小，呈黑色，放射状排列，布满整个顶囊，顶端有链形孢子，菌丝呈黑褐色，顶囊大球形，小梗双层，分生孢子为球形，呈黑、黑褐色，平滑或粗糙，确定为黑曲霉菌，见图4。在高温、高湿环境下，黑曲霉容易大量生长繁殖产酶生热，浸染棉花时引起落花或烂铃，或生于多汁的果实上，引起腐烂或软腐，浸染洋葱鳞片表面生长大量黑粉；梅雨季节亦容易引起衣物发霉等。

图4 黑曲霉菌

5 结论

霉菌在人们的生活中无处不在，有许多的建筑材料都是对霉菌比较敏感的，非生物降解的材料如铝，当有生物降解材料覆盖时，会有霉菌的生长[5]，它比较青睐温暖潮湿的环境，一有合适的环境就会大量的繁殖，必须采取措施来阻止霉菌的繁殖或切断其传播途径来避免霉菌的感染，可以考虑采用以下措施进行预防：

1）注意保持自身的清洁卫生，选择合适的个人清洁护理产品，在公共场所最好不要用公用的或者别人用过的洗具。

2）高湿的车间或工厂内需具备良好的通风条件，保证正常的换气，以降低车间或工厂内湿度。

3）对于具有空调系统的车间或工程内，需保证空调的正常运转，保证车间内部空气能够达到设计指标，尤其是温度和相对湿度的控制对霉菌等微生物的滋生有重要的作用。

4）需定期检查水龙头和水管等可能存在水患的位置，防止漏水，避免湿热的环境造成霉菌滋生。

5）温度相对较低的车间的门，需一直保持关闭状态。如果这些温度较低车间的门没有关闭，那么旁边车间传过来的热空气涌进来，容易导致室内湿度增加，从而在空气冷却的时候形成液化，形成霉菌等微生物适宜生存的环境。

6）厂区内要定期进行大扫除，预防霉菌滋生和避免存在水患位置。

[1]Gobakken L R,Westin M.Surface mould growth on five modified wood substrates coated with three different coating systems when exposed outdoors[J].International Biodeterioration&Biod -egradation,2008,62(4):397-402

[2]Crook B,Burton N C.Indoor moulds,sick building syndrome and building related illness[J].Fungal Biology Reviews,2010,24 (3):106-113

[3]Johansson P,Ekstrand-Tobin A,Svensson T,e t al.Laboratory study to determine the critical moisture level for mould growth on building materials[J].International Biodeterioration&Biodeg -radation,2012,73:23-32

[4]赵泰霞,孟祥晨,张巧云.酸奶中污染酵母菌和霉菌的分离及鉴定[J].食品工业科技,2012,33(2):189-192

[5]Vacher S,Hernandez C,Bartschi C,et al.Impact of paint and wall-paper on mould growth on plasterboards and aluminum[J]. Building and Environment,2010,45(4):916-921

A Re s e a rc h on Bre e ding Prope rtie s of Mic roorga nis m Grow ing in a Typic a l High Hum idity Works hop in She nya ng

YU Shui,GONG Hui,ZHENG Shu,FENG Guo-hui
Municipal and Environmental Engineering Institute,Shenyang Jianzhu University

As the fungi and other microbes growing more easily in environment of high humidity,there is a risk of fungi and other microbes growth in civil and industrial buildings with this feature.This paper analyzed the microorganism in a typical high humidity workshop via survey and experiment.After collecting specimens,laboratory cultivates and microscopic examination,two main funguses have been found:the yeast and the aspergillus niger.Aspergillus niger is most likely one of the factors that induce liver cancer.Thence,there is a potential threat to people’s health that stays indoors.In addition,the sample takes from a food factory;aspergillus niger can cause rot or soft rot ingredients,so there is also a risk of food safety.Some measures must be taken to prevent the growth of these microorganisms in this typical high humidity factory,and then make sure the indoor air quality is clean and safe to both the food and workers.

fungi,yeast,bengal medium,microscopic examination

1003-0344（2015）05-041-4

2014-4-3

于水（1983～），女，博士，副教授；辽宁省沈阳市浑南新区浑南东路9号沈阳建筑大学市政与环境工程学院A2-403（110168）；E-mail:yushui19832002@163.com

国家自然科学基金（51308353）；辽宁省教育厅项目（L2013227）