浅析纺织品异味检测现状与发展

郑勇　莫月香　罗峻

摘要：

基于纺织品异味检测研究的重要性，本文介绍了纺织品异味来源以及纺织品异味检测技术的研究现状，浅析了顶空分析技术、电子鼻技术等在异味客观评价领域的应用，以及各自的优缺点。

关键词：纺织品；异味；客观评价；检测技术

异味是由于鼻孔内味觉器官受到刺激引起的不愉快感觉。纺织品的异味来源主要有两个方面：一是纺织品上残留化学整理剂和助剂；二是纺织品在生产、加工、运输、储存、销售过程中被微生物污染，或从环境中吸附的异味物质。异味对人体健康有很大的危害，国际标准纺织协会标准Oeko-Tex Standard 100—016[1]和我国强制标准GB/T 18401—2010[2]对纺织品上的异味做了明确的规定，规定产品中不得有霉味、高沸程石油味、鱼腥味、芳香烃气味或香味等特殊气味。

目前，对于纺织品异味的检测评价是通过专业人员用嗅辨法来进行，但这种主观的评价方法稳定性不高，受人为因素影响较大，且部分异味中可能会存有对人体有害的物质，对检验人员身体健康造成一定的威胁。因此，纺织品异味评定需要探索一种新的客观评定方法。本文从纺织品异味检测研究的重要性、纺织品异味来源以及纺织品异味检测技术的研究现状与发展前景进行讨论分析，阐述了各检测技术的优缺点。

1 纺织品异味检测现状

国内外对纺织品异味的检测方法和评定标准[2-6]是有差异的，如表1所示。

从表中方法可见，嗅辨法是当前国内外纺织品异味检测的主要方法，即通过专业人士的嗅觉感官来判定气味种类及级别。这种主观评价方法存在三个问题：第一，检测人员对气味分辨不明确，每个人对气味的感觉存在明显的客观差异；第二，异味检测重复性和复现性差；第三，异味物质大多为有害物质，长期吸入异味物质将危害检验人员健康。此外，异味标准样品缺失，使异味检测结果不具可比性。由于主观检测方法的缺陷，导致异味检测指标长期游离在监管体系之外，开发客观检测方法是解决异味检测问题的必然选择。

2 气味客观检测方法

目前，针对气味的客观检测，常见的有两种方法，一种是顶空气相色谱法，另一种是利用电子鼻技术对气味进行鉴定。

2.1 顶空分析技术

顶空分析原理：将待测样品置于密闭的容器中，通过加热升温使待测物挥发，在气-液或气-固两相中达到平衡，直接抽取上部气体进行色谱分析，从而检测样品中可挥发性组分的成分和含量。顶空分析收集样品中易挥发的成分，与液-液萃取和固相萃取方法相比，既可以避免在除去溶剂时引起挥发性物质的损失，又降低了其提取物所引起的干扰，整个分析过程中无需采用有机溶剂进行提取，大大减少了对分析人员和环境的危害。

随着色谱分析方法的发展，顶空分析法也在不断更新，尤其是近10年来，顶空气相色谱已成为普遍使用的技术，它可用于药物中溶剂残留、聚合材料中残留的溶剂和单体、废水中的挥发性有机物、食品中的气味成分、血液中的挥发性成分等的分析。现代顶空技术可分为静态顶空技术、动态顶空技术（吹扫捕集）和顶空-固相微萃取技术三大类。

2.1.1 静态顶空分析技术

静态顶空技术是将样品置于密封容器中，在一定温度下放置一段时间，使两相达到平衡，然后取气相进行分析。静态顶空分析法具有样品处理简单、操作方便、干扰少等优点，但是浓缩倍数小，难以分析较高沸点的组分，在定量分析上存在不足。静态顶空技术已在化工、食品、医药、生物等领域广泛使用。

王昊[7]等采用静态顶空-气相色谱-质谱联用法对涂层织物中6种异味物质进行了分析，最低检测限在0.008μg/mL～0.189μg/mL之间，相对标准偏差RSD值小于4.84%。

严冬霞[8]等采用静态顶空-气相色谱法分析不同年份黄酒中主要香气成分，方法在质量浓度范围内有良好的线性关系，回收率在82%～102%之间，RSD大多在10%以下。

林建[9]等采用静态顶空结合GC-MS法建立3种不同性状化妆品中快速、准确检测甲醛的方法。方法相对标准偏差（RSD）为1.02%～1.42%，回收率为85.5%～104.2%，以3倍信噪比（S/N=3）计算得出方法的最低检出限为1.25mg/kg。

黄欣佩[10]等采用静态顶空-气相色谱-质谱联用技术构建了天然沉香香气成分指纹图谱，为沉香的感官分析提供简便、快速的科学依据。

2.1.2 动态顶空分析技术

动态顶空技术是用流动的气体将样品中的挥发性成分“吹扫”出来，再用捕集器吸附吹扫出来的物质，经热解吸将样品送入仪器分析。动态顶空技术比静态顶空应用更广泛，可分析沸点较高的组分，且有更高的灵敏度，但仪器较复杂，样品基质干扰分析，吸附和解吸会造成样品组分的损失。动态顶空已广泛应用于检测挥发性物质。

朱宏[11]等采用动态顶空与气质联用法鉴定了老陈醋中的挥发性成分，同时测定了这些挥发性物质含量在发酵过程中的变化。

黄代红[12]等采用动态顶空吸附法收集算盘子花气味，运用气相色谱-质谱联用技术分离并鉴定其化学成分。

曲超[13]等采用吹扫捕集-热脱附-气质联用技术分析羊肉在4℃贮藏条件下挥发性物质的变化情况，确定各类化合物的变化趋势。

王珊珊[14]建立了吹扫捕集-气质联用法测定水中31种挥发性有机物（VOCs）的分析方法，方法的测定下限在0.3μg/L～1.0μg/L，回收率为88.2%～97.1%，RSD为1.76%～3.88%。测定下限满足水源水和生活饮用水中VOCs的检测要求。

2.1.3 顶空-固相微萃取分析技术

顶空-固相微萃取方法产生于1993年，顶空-固相微萃取的装置由手柄和萃取头（涂有不同固定相或吸附剂的纤维头）组成，通过萃取头的涂层对顶空中的有机挥发性物质的吸附和解吸脱附分析来完成分析的过程。萃取头的极性和厚度的选取是顶空-固相微萃取技术的关键，可根据“相似相溶原理”来选择萃取头。目前商业化的纤维涂层主要有非极性涂层和极性涂层两类。近几年还出现了混合涂层，这些涂层的应用使顶空-固相微萃取技术的应用范围更广。萃取头可直接在气相色谱进样器的热区中进行热解吸，也可在液相色譜的洗脱池中用溶剂来洗脱。顶空-固相微萃取分析中萃取头具有一定的预浓缩作用，分析的灵敏度高于静态顶空分析，在分析的精密度方面好于动态顶空分析。

成建国[15]等使用顶空固相微萃取（HS-SPME）与气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）建立了水库水、水库附近土壤、居民自来水中2-MIB和GSM的测定方法，2-MIB与GSM的检出限分别为0.72ng/L和0.34ng/L，定量限分别为2.40ng/L和1.13ng/L，相对标准偏差（RSD）≤6.1%（n=6）。

张军[16]等建立了库尔勒香梨花序香气成分的顶空固相微萃取-气相色谱-质谱定性定量方法，适用于梨花香气成分的测定。

刘宝峰[17]等建立了间接顶空固相微萃取-气相色谱-质谱对红花香雪兰天然花香成分的分析方法。沉香醇和松油醇在1μg/mL～100μg/mL范围内有良好的线性关系（R2≥0.981），检出限分别为0.05μg和0.10μg；二氢紫罗兰酮和紫罗兰酮在0.5μg/mL～50μg/mL范围内有良好的线性关系（R2≥0.988），检出限为0.02μg。

2.2 电子鼻技术

电子鼻也称人工嗅觉系统，通过气体传感器和模式识别技术的结合模拟生物嗅觉，实现了气体检测和识别等功能。电子鼻是一项操作简单、快速、样品适用范围广的无损分析技术。电子鼻的应用场合包括环境监测[18]、产品质量检测（如食品、烟草、发酵产品、香精香料、纺织品等）[19]、消防[20]、海关检查[21]、化工控制[22]、医学诊断[23]及食品新鲜度检测[24-25]等。

电子鼻在纺织领域主要用于异味气体的辨别。胡秋芳[26]分别采用嗅觉评判法、Fox4000电子鼻和气相色谱进行纺织品中鱼腥味主要物质的检测，客观检测法电子鼻检测三甲胺、二甲胺、甲胺溶液气味的灵敏度略高于主观检测法嗅觉评判法的灵敏度，且检测结果更客观准确，因此适用于甲胺类物质的气味检测。王昊[27]等利用PEN3电子鼻分别对带有鱼腥味、煤油味、霉味、香水味、芳香烃味以及正常的纯棉织物进行了检测，并利用样品雷达图对各种样品进行了鉴别。张春苗[28]以大气污染和涂料印花工艺中常见的异味物质丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯为主要研究对象，采用人工嗅辨法、Fox4000电子鼻技术配合气相色谱技术对其异味强度进行定量分析，结果表明气味强度高的物质人体鼻子的灵敏度高于电子鼻，而气味强度低的物质电子鼻的灵敏度更高。

电子鼻具有响应时间短、检测速度快、样品预处理简便、测定评估范围广等优点，对气味的客观评估弥补了人类感官描述的模糊性、主观性和不确定性以及气相色谱的繁杂性等缺点。但是，电子鼻也存在不可忽视的缺点：电子鼻系统中传感器阵列专属性和稳定性差，易受环境因素的影响；传感器易于过载或中毒，与干扰气体发生反应，影响测定结果；传感器阵列信息冗余、后期模式识别技术缺乏通用的识别算法、算法受试验数据影响等。

3 结论

综上所述，国内外纺织品标准对气味的检测方法并不一致，且均利用人的嗅觉感官来判定气味种类和级别，这种主观的评价方法并不可靠，受人、时间和地点的影响较大。顶空气相色谱法在食品和医药等领域很早就被应用于气味检测，现已成为比较成熟的检测方法；电子鼻虽然起步较晚，但近几年来，基于电子鼻的气味检测研究越来越多。顶空色谱法能够得到气味不同成分的结构，并能准确定量，但是设备昂贵，检测费用高，检测时间长；与顶空色谱法相比，电子鼻法虽然具有快速、携带方便等优点，但是在气味物质的定性和定量上均不如前者。

参考文献：

[1]OEKO-TEX Standard 100（2016） 生态纺织品标准100 通用及特别技术条件[S].

[2]OEKO-TEX Testing Procedures（2015） OEKO-TEX 测试程序[S].

[3] GB 18401—2010国家纺织产品基本安全技术规范[S].

[4] GB/T 18885—2009生态纺织品技术要求[S].

[5] GB/T 28024—2011絮用纤维制品异味的测定[S].

[6] FZ/T 20027—2014羊绒制品异味测定方法[S].

[7] 王昊， 王晓宁，廖青. 静态顶空-气相色谱-质谱联用法同时检测涂层织物中的6种异味物质[J]. 北京服装学院学报（自然科学版），2010， 30（02）： 54-60.

[8] 严冬霞， 高红波. 静态顶空-气相色谱法分析不同年份黄酒中主要香气成分[J]. 酿酒科技，2011（7）： 114-117，120.

[9] 林建，薛晓康， 丁卯. 静态顶空结合气相色谱-质谱联用法测定3种不同性状化妆品中的甲醛[J]. 中国卫生检验杂志， 2015（23）： 4013-4014.

[10] 黄欣佩，樊云飞，陈晓东，等. 天然沉香香气成分的SHS-GC-MS指纹图谱研究[J]. 广东药学院学报，2015， 31（6）： 737-744.

[11] 朱宏， 王爱莉， 仇菊，等. 动态顶空结合气质联用法测定山西老陈醋发酵过程中挥发性物质的变化[J]. 中国食品学报， 2016， 16（1）： 264-271.

[12] 黄代红， 张振国， 陈国平， 等. 应用动态顶空吸附-气相色谱-质谱法分析算盘子花气味的化学成分[J]. 色谱，2015（3）： 318-322.

[13] 曲超，张顺亮，王守伟， 等. 吹扫/捕集-热脱附-气质联用仪分析新鲜羊肉在冷藏过程中挥发性物质的变化[J]. 肉类研究， 2016， 30（1）： 25-29.

[14] 王珊珊. 吹扫捕集-气质联用测定水中31种挥发性有机物[J]. 供水技术， 2016， 10（2）： 53-57.

[15] 成建国， 刘开颖， 白敏冬，等. 顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用测定饮用水中的2-甲基异莰醇和土臭素[J]. 色谱， 2015， 33（12）： 1287-1293.

[16] 张军， 刘建福， 范勇， 等. 顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用分析库尔勒香梨花序香气成分[J]. 食品科学， 2016， 37（2）： 115-120.

[17] 刘宝峰， 高丰展， 房强， 等. 间接顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法对红花香雪兰天然花香成分的分析[J]. 分析化学，2016（3）： 444-450.

[18] 方向生， 施汉昌， 何苗， 等. 电子鼻在环境监测中的应用与进展[J]. 环境科学与技术，2011， 34（10）： 112-117.

[19] 刘寿春， 赵春江， 杨信廷，等. 电子鼻系统在物流农产品质量安全判别与控制研究进展[J]. 食品科技， 2015（1）： 306-310.

[20] 方向生. 基于电子鼻技术的电气火灾预警系统研究[D]. 浙江大学生物医学工程与仪器科学学院， 2007.

[21] 束庆波. 电子鼻技术在易制毒化学品检测中的应用研究[D]. 安徽工程大学， 2015.

[22] 张双岩. 一种用于危化品安全监测的电子鼻系统[D]. 大连理工大学，2010.

[23] 朱友莲，王勇， 欧阳敏. 电子鼻咽镜联合泪道探通治疗婴幼儿先天性鼻泪管阻塞的临床分析[J]. 中国当代医药， 2016（20）： 126-128.

[24] 赵梦醒， 丁晓敏， 曹荣，等. 基于电子鼻技术的鲈鱼新鲜度评价[J]. 食品科学， 2013， 34（6）： 143-147.

[25] 安莹， 朱继梅. 基于电子鼻的陈醋品牌鉴别及新鲜度评价[J]. 粮食流通技术，2016， 1（1）.

[26] 胡秋芳. 纺织化学品甲胺类物质的气味研究[D]. 北京服装学院， 2014.

[27] 王昊，廖青，龚， 等. 利用电子鼻技术鉴别棉织物的异味[J]. 分析仪器，2010（2）： 21-26.

[28] 張春苗. 丙烯酸酯类物质气味的评价研究[D]. 北京服装学院， 2016.

（作者单位：郑勇，广州市标准化研究院；莫月香、罗峻，广州纤维产品检测研究院）