郭金沂,王麗琴,任宇華,彭鎂漫,趙 星,吳 晨,郭 郎

[1. 西北大學文化遺產(chǎn)學院,陜西西安 710027; 2. 文化遺產(chǎn)研究與保護技術(shù)教育部重點實驗室(西北大學),陜西西安 710027; 3. 西安市文物保護考古研究院,陜西西安 710068]

0 引 言

青霉、曲霉、枝孢菌和鏈格孢菌是彩繪文物常見的霉菌,其生長代謝會引起彩繪的變色、褪色及脫落等病害,對彩繪文物造成嚴重破壞[1-2],例如:日本高松冢曾為原址保護的國際典范,但因滋生霉菌使彩繪文物表面產(chǎn)生了難以去除的生物黑斑,從而被迫解體搬遷至異地保護[3-4];法國拉斯科洞穴巖畫因表面彩繪產(chǎn)生腐生真菌使有機物分解,為藻類和其他微生物提供營養(yǎng)物,促進藻類生物膜的二次定植,增加了微生物的多樣性,由此長期處于關(guān)閉狀態(tài)[5];青霉、曲霉、枝孢菌和鏈格孢菌還廣泛存在于羅馬尼亞木質(zhì)教堂繪畫[6]、基輔圣索菲亞大教堂中世紀壁畫[7]、西安韓休墓壁畫[8]和古埃及壁畫[9]等多處彩繪文物上。

防止霉菌生長的重要手段是使用抑菌劑?？嗣惯騕10]、異噻唑啉酮、苯扎氯銨[11]、鏈霉屬抗生素[12]、雙氯酚[13]、苯并咪唑類藥物、戊唑醇[14]、羅勒[15]、丁香[16]、肉桂[17]和百里香精油[18-19]、納米銀[20-21]等常常作為文物抑菌劑使用,其中辛基異噻唑啉酮是控制真菌生長的最有效抑菌劑[22]。以往研究發(fā)現(xiàn),不同菌種對特定抑菌劑的敏感性不同,抑菌劑的使用濃度也不盡相同,如苯扎氯銨和異噻唑啉酮是文物上最常使用的抑菌劑,但苯扎氯銨的實際使用濃度卻往往高于異噻唑啉酮[23]。施加過量抑菌劑會造成環(huán)境污染,并使微生物過早產(chǎn)生抗藥性。目前,在多種評價抑菌劑抑菌效果的方法中,抑菌圈是最常見的一種[13],還有最小抑菌濃度值(MIC)[14-15]、抑菌率[20]、毒力[24]、平板計數(shù)和ATP熒光法計算有效菌含量[13]等方法。使用上述方法評價抑菌劑抑菌效果各有優(yōu)劣:MIC代表短時間內(nèi)抑菌劑擁有抑菌活性的最小濃度,實際藥劑使用濃度遠遠超過該值;抑菌率和毒力表征了抑菌劑在固定濃度時的抑菌效果,這兩者都無法表征抑菌的長效性;有效菌落數(shù)檢驗?zāi)鼙碚饕志拈L效性,但用時長、誤差較大。綜上:使用單一方法篩選抑菌劑,其評價指標不夠全面和系統(tǒng);使用兩種或多種方法評價抑菌效果時,各方法的選擇缺乏科學性和邏輯性。截至目前仍缺乏科學的評價彩繪文物抑菌劑的方法體系——面對復(fù)雜多樣的霉菌,如何在眾多的抑菌劑中選擇出有效的抑菌劑,并采用適宜的濃度進行抑菌處理,成為利用抑菌劑防止文物霉變的瓶頸問題。因此,構(gòu)建一套合理的抑菌劑評價體系具有重要意義。本研究以五種彩繪文物上常見霉菌和12種抑菌劑為研究對象,通過對抑菌劑活性、色度變化、抑菌效果及其長效性的評估,旨在構(gòu)建一套彩繪文物抑菌劑綜合性能的評價體系,為彩繪文物抑菌劑的合理選擇提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 霉菌材料

選擇產(chǎn)黃青霉、雜色曲霉、枝孢菌、交鏈孢霉和日本曲霉五種霉菌為研究對象,它們分別屬于彩繪文物常見菌屬——青霉屬、曲霉屬、枝孢菌屬和鏈格孢菌屬,其中前三種霉菌也是課題組在高濕環(huán)境下彩繪顏料中分離出的優(yōu)勢菌種[25],后兩種霉菌是唐代彩繪陶器上分離的優(yōu)勢菌種。在麥芽浸膏瓊脂培養(yǎng)基(MEA)中,五種霉菌均生長良好,形貌清晰。

1.2 抑菌劑材料

文物保護中使用抑菌劑可分為三類:人工有機抑菌劑、人工無機抑菌劑和生物抑菌材料。本研究選擇如下:人工有機抑菌劑應(yīng)用廣泛、種類眾多,化學成分各不相同,實驗為了較為全面地評價抑菌劑,根據(jù)化學成分選擇五類六種人工有機抑菌劑(異噻唑啉酮、戊唑醇、克霉唑、苯并咪唑、苯扎氯銨、雙氯酚);一種人工無機抑菌劑(納米銀);兩類五種生物抑菌材料(納他霉素、肉桂精油、丁香精油、百里香精油和羅勒精油)。這12種抑菌劑的基本信息見表1。

表1 12種抑菌劑的基本信息Table 1 Basic information on 12 kinds of fungicides

1.3 測量方法

1.3.1抑菌劑活性測量方法 以最小抑菌濃度(MIC)和最小殺菌濃度(MBC)表征抑菌劑的活性,其測量方法如下:將液體麥芽浸膏培養(yǎng)液(每升水含30 g麥芽浸粉和3 g大豆蛋白胨)加入96孔板后,在其中繼續(xù)加入以水為稀釋溶劑的抑菌劑-無菌水混合液(部分抑菌劑溶解性差,實驗前進行3 h超聲波震蕩使抑菌劑-水體系混勻)以2倍梯度稀釋法連續(xù)稀釋,混合均勻后在每個孔中加入等量霉菌孢子液。在30℃下培養(yǎng)2 d,肉眼觀察真菌的生長狀況,將培養(yǎng)液保持澄清的抑菌劑最低濃度定義為MIC。將96孔板中澄清培養(yǎng)液20 μL涂布于MEA上,30℃下培養(yǎng)3 d,培養(yǎng)基上未出現(xiàn)真菌生長的抑菌劑最低濃度定義為MBC,如果MBC≥32MIC,說明霉菌已經(jīng)出現(xiàn)抗藥性[26]。

1.3.2色度變化測量方法 選取朱砂、土紅、群青、石綠和鉛白五種顏料,加3%明膠水溶液研細后涂刷在載玻片上作為彩繪模擬樣品,實驗全程保持無菌。將抑菌劑施加于彩繪模擬樣品表面,自然晾干后,重復(fù)三次操作。采用非接觸式色度計測定抑菌劑施加前后樣品的L*(亮度)、a*(紅綠色品坐標)、b*(黃藍色品坐標),根據(jù)式1計算色差值(ΔE),以ΔE表征顏色的變化,肉眼可見的顏色變化極值為ΔE=3.0。由于彩繪文物的色彩是其重要的外貌特征,施加抑菌劑后ΔE不宜超過3.0。

1.3.3抑菌效果評價方法 抑菌效果評價內(nèi)容包括抑制霉菌孢子萌發(fā)效果和抑制霉菌菌絲體生長效果兩個方面。

1) 抑制霉菌孢子萌發(fā)效果的評價方法。以半最大效應(yīng)濃度(EC50)表征抑制霉菌孢子萌發(fā)效果。EC50是指在特定暴露時間后,能達到50%最大生物效應(yīng)對應(yīng)的藥物、抗體或者毒素等的濃度。本實驗中,EC50代表抑制一半孢子萌發(fā)所需的抑菌劑濃度。其測量方法如下:將培養(yǎng)好的霉菌孢子用去離子水從MEA上洗脫、過濾、兩次離心(1 000 r/min)5 min后用去離子水將孢子重懸浮,以0.5%葡萄糖無菌水溶液調(diào)節(jié)孢子濃度至6×106個/mL(A液)。根據(jù)選擇的質(zhì)量分數(shù)梯度對抑菌劑進行稀釋:水溶性抑菌劑直接用水溶解稀釋;難溶于水的抑菌劑用乙醇溶解后用0.1%吐溫80水溶液稀釋,確保最終乙醇體積分數(shù)<2%。

將0.5 mL A液和0.5 mL抑菌劑溶液混勻后滴到凹玻片上,放于帶有淺層水的培養(yǎng)皿中加蓋保濕培養(yǎng),并設(shè)不加抑菌劑組作空白對照。在30℃下培養(yǎng)2 d,當空白對照孢子萌發(fā)率(R0)達到95%以上時,觀察孢子萌發(fā)狀況,保證觀察孢子總數(shù)為200～300。根據(jù)式2～式4計算孢子萌發(fā)率(R)、校正孢子萌發(fā)率(Re)和孢子萌發(fā)相對抑制率(I)。采用SPSS軟件建立I值與抑菌劑質(zhì)量濃度間的毒力回歸方程,由此計算出當I值為50%時,抑菌劑的質(zhì)量濃度,即EC50。

(2)

(3)

(4)

式中:Ng為孢子萌發(fā)數(shù);Nt為調(diào)查孢子總數(shù)。

2) 抑制霉菌菌絲體生長效果的評價方法。利用抑菌圈法表征抑菌劑抑制霉菌菌絲體生長效果以評價抑菌劑的敏感性。通常抑菌圈直徑越大,藥劑敏感性越強,其抑制霉菌菌絲體生長的效果越好。測量方法如下:將直徑6 mm、厚1 mm的濾紙在抑菌劑中浸泡1 h后取出自然晾干12 h,置于涂布有50 μL 106個/mL待測霉菌孢子的MEA培養(yǎng)基上30℃培養(yǎng)4 d,用游標卡尺測量抑制圈直徑。

1.3.4長效性評估方法 以可培養(yǎng)真菌濃度表征抑菌劑在彩繪顏料上抑菌的長效性,參考文獻[13]的方法進行測量:于施加抑菌劑后的90 d時,用無菌解剖刀對殺滅實驗區(qū)及未做處理的霉變對照區(qū)內(nèi)彩繪模擬樣品表層采樣,置于無菌水中混勻后,涂布于MEA培養(yǎng)基上,30℃下培養(yǎng)4 d后計算可培養(yǎng)真菌濃度C(CFU/g)并進行差異性ANOVA分析,式5為計算公式。

(5)

式中:T表示平板上有效菌落數(shù)(CFU);A表示稀釋質(zhì)量濃度(g/mL);B表示涂布平板時的用量(mL)。

2 結(jié)果和討論

2.1 抑菌劑活性與耐藥性判別

以MIC和MBC值表征抑菌劑的活性,其數(shù)值越小,抑菌劑活性越高。表2為12種抑菌劑對五種霉菌的MIC和MBC值,由該表可以看出:

表2 12種抑菌劑對五種霉菌的MIC和MBCTable 2 MIC and MBC of 12 kinds of fungicides on five molds (mg/L)

1) 同一種抑菌劑對五種霉菌的抑菌活性存在差異。以肉桂精油為例,對雜色曲霉的MIC為125 mg/L,而對日本曲霉的MIC為500 mg/L。

2) 對同一種霉菌,不同抑菌劑的MIC和MBC數(shù)值可能極其相近,也可能相差較大,但MIC≤MBC。以日本曲霉為例,戊唑醇的MIC和MBC均為31.25 mg/L,而肉桂精油的MIC和MBC分別為500 mg/L和1 000 mg/L。本研究的12種抑菌劑對五種霉菌未出現(xiàn)抗藥性(MBC<32MIC)。如果出現(xiàn)霉菌對特定種類藥劑產(chǎn)生抗藥性,建議放棄此種藥劑,更換其他抑菌劑;否則,不但抑菌效果差,還會因藥劑濫用污染環(huán)境。

3) 異噻唑啉酮、戊唑醇和納他霉素在31.25～250 mg/L范圍,對五種霉菌有抑菌活性;克霉唑、苯扎氯銨、雙氯酚、肉桂精油和丁香精油在125～2 000 mg/L范圍,對五種霉菌有抑菌活性;百里香精油、羅勒精油、苯并咪唑和納米銀>1000～8 000 mg/L才出現(xiàn)良好的抑菌活性。因此,通過MIC和MBC值可獲取抑菌劑活性及其耐藥性信息,為抑菌劑種類及其濃度的合理選擇提供科學依據(jù)。本實驗舍棄抑菌活性較差的百里香精油、羅勒精油、苯并咪唑和納米銀,選擇其余八種抑菌劑繼續(xù)進行后續(xù)實驗。

在彩繪文物保護中,常使用質(zhì)量分數(shù)表示藥劑濃度,MIC和MBC的傳統(tǒng)單位為mg/L,兩者轉(zhuǎn)換關(guān)系如下:體積分數(shù)75%的酒精溶液作為溶劑時,250 mg/L約為0.029 6%,其余以此類推。根據(jù)以上八種抑菌劑的MIC和MBC值,設(shè)置5組質(zhì)量分數(shù)梯度C1～C5。設(shè)置濃度梯度的原則是:C1處于最小MIC和最大MBC之間;C2略大于最大MBC;C3、C4和C5分別為2倍、3倍和4倍的C2。綜上,異噻唑啉酮、戊唑醇、納他霉素的質(zhì)量分數(shù)為C1:0.01%、C2:0.05%、C3:0.1%、C4:0.15%和C5:0.2%?？嗣惯?、苯扎氯銨、雙氯酚、肉桂精油和丁香精油的質(zhì)量分數(shù)為C1:0.1%、C2:0.5%、C3:1%、C4:1.5%和C5:2%。

2.2 顏色變化

由圖1可知,施加0.2%(C5)納他霉素能引起群青、鉛白和朱砂顏色的明顯變化(ΔE>3.0),不宜使用。

圖1 抑菌劑(C5)對彩繪顏色的影響Fig.1 Effects of the fungicides at C5 concentration on pigment colors

2.3 抑菌效果評估

2.3.1孢子萌發(fā)的抑制效果 EC50值越小,藥劑的毒性越強、對孢子萌發(fā)的抑制效果越好。經(jīng)計算處理,求出孢子萌發(fā)相對抑制率Y(%)與抑菌劑質(zhì)量濃度X(mg/L)間的毒力回歸方程和EC50,結(jié)果見表3,從中可以看出:

表3 七種抑菌劑對五種霉菌的毒力測定Table 3 Toxicities of seven kinds of fungicides on five molds

1) 對于枝孢菌和日本曲霉,戊唑醇的EC50最小、藥劑毒性最強、對孢子萌發(fā)的抑制效果最好;對于產(chǎn)黃青霉、雜色曲霉和交鏈孢霉,異噻唑啉酮對孢子萌發(fā)的抑制效果最好。對于五種霉菌:丁香精油的EC50>10 000 mg/L或無法測出,其毒性弱、抑菌效果差,不宜使用;雙氯酚的EC50值也相對較高,抑菌效果較差。

2) 藥劑毒力與其抑菌活性密切相關(guān)。一般說來,抑菌劑毒性越強,產(chǎn)生抑菌活性所需藥劑的濃度越低,但兩者不是線性關(guān)系,例如:雙氯酚、苯扎氯銨對枝孢霉和雜色曲霉的抑菌活性(MIC和MBC)在同一區(qū)間(表2),但雙氯酚對這兩種菌的EC50是苯扎氯銨的兩倍。同樣,對日本曲霉,肉桂精油與雙氯酚的抑菌活性相同,但雙氯酚的EC50約是肉桂的四倍。在文物保護中,尤其是露天文物,往往受限于原位環(huán)境,環(huán)境中的霉菌孢子數(shù)量眾多,因此抑菌更傾向于在孢子萌發(fā)階段進行,即推薦選擇EC50小的抑菌劑。

3) 在復(fù)雜的彩繪文物保護中,可能多種優(yōu)勢霉菌共存,應(yīng)根據(jù)優(yōu)勢菌種的實際情況,有針對性地選擇兩種或者兩種以上抑菌劑混合使用。判斷抑菌劑混合使用是起到促進作用還是拮抗作用,SR(協(xié)同比)具有重要參考價值[27]。SR為混劑的理論EC50[EC50(th),mg/L,式6]與混劑的實測EC50[EC50(AB),mg/L]的比值(如式7所示)。

(6)

(7)

式中:A、B分別代表兩種抑菌劑;a和b分別代表混劑中A、B的質(zhì)量分數(shù);EC50(A)和EC50(B)分別代表A和B的EC50(mg/L)。

依據(jù)混劑的SR值,可合理選擇混劑中各抑菌劑的種類及其配比。一般認為:當SR值<0.5時,兩種藥物之間存在拮抗作用;SR值>1.5時,兩種藥物具有協(xié)同交互作用。

2.3.2霉菌生長的抑制效果 抑菌圈是判定抑菌劑敏感性的重要指標:當抑菌圈直徑≥20 mm,抑菌劑對該霉菌的抑菌性到達高敏;10～20 mm時為中敏;7～10 mm時為鈍敏;<7 mm時不敏感。一般抑菌圈直徑達到18～22 mm,即中敏到高敏之間時,認為抑菌效果良好。抑菌圈實驗結(jié)果見圖2,從中可知:

圖2 六種抑菌劑對五種霉菌的抑菌圈Fig.2 Inhibition zones of six kinds of fungicides on five molds

1) 六種抑菌劑的抑制圈直徑通常隨著抑菌劑濃度的增加而變大。

2) 在95%置信區(qū)間內(nèi),0.15%異噻唑啉酮和2%苯扎氯銨對五種霉菌都達到了高敏,0.15%戊唑醇、2%肉桂精油和克霉唑?qū)Σ糠置咕m然無法達到高敏,但抑菌圈直徑區(qū)間處于18～22 mm,抑菌效果良好;然而,苯扎氯銨、肉桂精油和克霉唑的適宜濃度是異噻唑啉酮、戊唑醇的十余倍;雙氯酚在測試濃度范圍內(nèi)無法使任何一種霉菌的抑制效果達到高敏,抑菌效果最差,不宜使用。

3) 部分抑菌劑當其濃度達到一定值后,抑菌圈直徑隨濃度增加緩慢增大,甚至可能出現(xiàn)小幅度減小,例如:對產(chǎn)黃青霉,0.15%和0.2%質(zhì)量分數(shù)的戊唑醇其抑菌圈直徑差距很小;而2%雙氯酚的抑菌圈直徑略小于1.5%。說明在達到一定濃度后,繼續(xù)提高濃度對抑菌效果的提升作用影響甚微,甚至會出現(xiàn)負作用。因此,如果使用這些抑菌劑,應(yīng)將濃度控制在合理的范圍,杜絕因藥劑使用濃度過大造成濫用。

2.4 抑制效果的長效性

根據(jù)文物保護原則,理想的抑菌劑在彩繪文物上應(yīng)能長期起到良好的抑菌作用,而2.1、2.3部分是從藥理學角度出發(fā),測試短時間內(nèi)抑菌劑的抑菌效果,這些指標的測試與評估對于抑菌劑的篩選是十分必要的,但短期抑菌效果好的藥劑未必能夠長期有效。因此,評估抑菌劑抑菌效果的長期保持性是非常重要的,為此引入抑制效果的長效性指標,通過測量施加抑菌劑殺滅霉菌一段時間后霉菌重新生長量的濃度來表征。

表4為彩繪模擬樣品在施加抑菌劑90 d后測得的可培養(yǎng)微生物濃度,可培養(yǎng)微生物濃度越大抑菌效果越差。表中數(shù)據(jù)進行同列比較,數(shù)據(jù)后有相同字母者表示差異不顯著(P>0.05),數(shù)據(jù)由大到小標注為a、b、c等。由表4可知:

表4 施加抑菌劑90 d后可培養(yǎng)微生物濃度Table 4 Concentrations of cultivable fungi after 90 days of fungicide application (103 CFU/g)

1) 任意彩繪顏料上的任意一種霉菌,空白對照組的可培養(yǎng)微生物濃度均大于五個施藥組,如在群青顏料上產(chǎn)黃青霉的空白對照組為838 000 CFU/g,是施藥組最大值(戊唑醇)的20倍。且根據(jù)差異性分析做abc分類標注,所有空白對照組均為a,與施藥組差異性顯著,因此所有抑菌劑對五種霉菌在測試時間90 d內(nèi)均有明顯抑菌效果。

2) 不同抑菌劑抑菌效果的長效性存在差異,這種差異不僅與抑菌劑有關(guān),還與霉菌種類有關(guān)。對于產(chǎn)黃青霉、雜色曲霉、枝孢菌和交鏈孢霉,多數(shù)顏料上abc標記法能分出a、b和c這三個字母,筆者認為每種顏料條件的標注均含b時,抑菌劑抑菌效果長效性較差。對于產(chǎn)黃青霉,戊唑醇和肉桂精油的差異性均包含b,長效性較差;同理對于雜色曲霉,異噻唑啉酮和克霉唑較差;對于枝孢菌,克霉唑和苯扎氯銨較差;對于交鏈孢霉,肉桂精油、克霉唑較差。

對于日本曲霉,疏松的結(jié)構(gòu)導致其在施藥后極易從彩繪上分離,因此對于群青、朱砂和土紅這三種日本曲霉能旺盛生長的顏料條件下,空白組和施藥組差距非常大,而各施藥組間的差異性遠不如其與對照組的差距。以土紅為例,施藥組最大值與空白對照組差距超過了26倍,而施藥組最大值與最小值的差距僅為五倍,這導致差異性分析中的分組過少,因此對日本曲霉的抑菌長效性,以各施藥組的可培養(yǎng)濃度具體數(shù)值結(jié)合石綠顏料上的顯著性標記進行分析。石綠上日本曲霉生長受到明顯的抑制,空白對照組的可培養(yǎng)微生物濃度僅為11 200 CFU/g,這說明能生長出來的日本曲霉經(jīng)過了選擇,具有一定的毒性抵抗能力,因此,石綠上施藥組和空白對照組的差距遠小于其他顏料,這使差異性分析中字母標注的變多,出現(xiàn)了d和e字母。綜合四種顏料的可培養(yǎng)微生物濃度和字母分類,筆者認為石綠顏料上包含b和c的異噻唑啉酮和肉桂精油長效性較差?？傮w而言,苯扎氯銨對多數(shù)霉菌的抑菌效果長效性相對較好。

3) 霉菌在不同彩繪顏料上的生長存在差異性。在群青上,五種霉菌都能良好生長,幾種抑菌劑抑菌效果的長效性皆不佳。在朱砂、土紅和石綠上,五種霉菌都能生長,但有效菌落數(shù)均小于群青,尤其是日本曲霉在石綠上生長受到嚴重抑制。在鉛白上,日本曲霉無法生長,空白對照組和施藥組可培養(yǎng)微生物濃度均為0 CFU/g;其他四種霉菌生長受限,其有效菌落數(shù)小于其他四種顏料。鉛白抑制霉菌生長的機制與彩繪顏料的金屬離子毒性密切相關(guān)[24]。

綜上,本研究表明0.15%異噻唑啉酮和戊唑醇,2%苯扎氯銨、肉桂精油和克霉唑?qū)ΤＲ娒咕舾行詮姟⒁志Ч己?。結(jié)合文獻可知,篩選出的抑菌劑適宜濃度接近或小于實際文物保護濃度,例如:武發(fā)思等[13]研究表明0.2%霉敵(主要成分為異噻唑啉酮)對徐顯秀墓霉菌殺滅的中長期效果最好;5%Preventol R-80(主要成分為苯扎氯銨)對枝孢菌的抑菌圈>30 mm[12];韓休墓使用3%克霉唑乙醇溶液進行全墓室的噴灑,其抑菌效果良好[8]。說明該評價方法體系具有一定的科學性。

2.5 抑菌劑性能評價的程序與方法體系的初步構(gòu)建

按照以下程序與方法進行抑菌劑性能評價,初步構(gòu)建常見彩繪文物霉菌抑菌劑的評價體系。

1) 通過測量抑菌劑的MIC和MBC值以確定其活性,其值越小,抑菌活性越高;同時,根據(jù)MBC≥32MIC判別藥劑產(chǎn)生抗藥性。由此獲取抑菌劑活性及其耐藥性信息,初步確定抑菌劑種類及其濃度梯度。

2) 通過測定施加抑菌劑前后彩繪顏料表面的色差值ΔE以獲取顏色變化信息,ΔE>3.0作為顏色改變的依據(jù)。

3) 基于對霉菌孢子萌發(fā)效果抑制和霉菌菌絲體生長效果抑制兩個方面來評價抑菌劑的抑菌效果,分別以EC50和抑菌圈大小表征:EC50越小,對孢子萌發(fā)的抑制效果越好;抑菌圈直徑越大,對霉菌菌絲體生長抑制效果越好。

4) 通過測量在彩繪模擬樣品上(對實際文物,彩繪模擬樣品為原位環(huán)境下的文物彩繪)培養(yǎng)一段時間后培養(yǎng)基上的有效活菌落數(shù),換算得到可培養(yǎng)真菌濃度,以此表征抑菌劑在彩繪顏料上抑菌的長效性?？膳囵B(yǎng)真菌濃度越低,抑菌劑抑菌效果長效性越好。

在初步構(gòu)建的抑菌劑評價方法體系中,前三點主要確定了單一霉菌的抑菌劑抑菌效果和濃度,是實驗室初步篩選。在特定遺址中,面臨的優(yōu)勢霉菌具有特異性,受環(huán)境因素影響可能與本實驗涉及的五種霉菌不完全相同。因此,在彩繪文物保護的實際中,要先確認彩繪表面的是單一還是多種優(yōu)勢霉菌,存在多種優(yōu)勢霉菌時在第三點篩選結(jié)束后,可以根據(jù)各種霉菌的豐度,有針對性選擇多種抑菌劑進行混劑的SR值測定,選擇后續(xù)進行長效性實驗的組合抑菌劑配方。第四點長效性實驗是對于遺址原位篩選的試驗及評價,是抑菌劑性能評價中最為重要的一環(huán),本研究的長效性實驗對象是模擬彩繪樣品,環(huán)境較為穩(wěn)定,彩繪基體內(nèi)部無菌絲入侵,90 d后菌落數(shù)量就不再明顯變化。但原位環(huán)境中,抑菌劑的長效性與優(yōu)勢菌株豐度和使用環(huán)境中微生物群落變遷有很大關(guān)系,每一處遺址面臨的微生物病害可能都不同,推薦延長第四點的長效性實驗時間,能更客觀準確地評價抑菌劑。

3 結(jié) 論

1) 本研究初步構(gòu)建了彩繪文物抑菌劑評價程序與方法體系:通過測量抑菌劑的MIC和MBC值對其進行初步篩選并判斷霉菌是否對抑菌劑產(chǎn)生抗藥性;依據(jù)色差值ΔE判斷抑菌劑是否會改變彩繪文物的顏色;測定抑菌劑的EC50和抑菌圈大小評估抑菌劑抑菌效果;通過彩繪模擬實驗計算可培養(yǎng)真菌濃度從而監(jiān)測抑菌效果的長效性。在此基礎(chǔ)上進行綜合評價。

2) 本研究發(fā)現(xiàn):0.15%異噻唑啉酮和戊唑醇,2%苯扎氯銨、肉桂精油和克霉唑?qū)ΤＲ娒咕舾行詮姟⒁志Ч己?同時,苯扎氯銨對五種霉菌抑菌效果的長效性良好;0.2%納他霉素會引起部分顏料的顏色發(fā)生明顯變化。在實際彩繪文物保護中,面對多種優(yōu)勢霉菌,可篩選并使用具有良好協(xié)同作用的混合抑菌劑。