衣物洗涤 - 穿着 - 干燥循环中微生物群落和异味挥发性有机化合物的综合研究

本文通过多方法研究合成 T 恤在穿洗干循环中的微生物和异味变化，为优化洗衣产品提供依据。

### 衣物洗涤 - 穿着 - 干燥循环中微生物群落和异味挥发性有机化合物的综合研究
在当今注重环保的时代，家庭洗衣习惯正朝着更环保的方向转变，越来越多的人选择较低的洗涤温度、较短的洗涤周期以及不含氯漂白剂的酶基洗涤剂。这些改变虽然对环境有益，但却给衣物的清洁和微生物去除带来了挑战，进而影响消费者的使用体验，衣物异味问题便是其中之一。本文围绕合成 T 恤在穿着、洗涤和干燥过程中微生物群落与异味挥发性有机化合物（VOCs）的变化展开研究，为解决衣物异味问题提供了重要依据。

研究背景

随着环保意识的增强，现代洗衣习惯发生了显著变化。低温洗涤和无氯漂白剂的使用，虽然减少了水和能源的消耗，但却导致衣物清洁性能和微生物灭活效果受损。衣物在穿着过程中，与皮肤密切接触，会吸附皮肤表面的微生物、分泌物以及异味 VOCs。其中，合成纤维面料如聚酯，比天然纤维面料更易吸附细菌和异味，且能促进特定细菌的增殖，这些细菌可将皮肤分泌物代谢为异味 VOCs。

在洗涤过程中，合成纺织品对皮肤分泌物和异味 VOCs 的保留能力较强，普通的欧洲标准洗涤循环（30°C）难以有效减少微生物负载，反而会导致微生物在衣物、洗衣机和进水之间交换，使衣物上的微生物群落发生改变，环境来源的微生物增多。

衣物干燥条件同样影响微生物活动和异味释放。高温滚筒干燥能有效灭活微生物，而高湿度下长时间干燥则会促进细菌繁殖，产生特定异味。综合来看，现代洗衣习惯和聚酯衣物的流行，使得衣物异味成为一个亟待解决的多因素问题，但目前对于整个洗涤 - 穿着 - 干燥循环中异味、VOCs 和微生物群落的变化研究尚不充分。

研究方法

1. 研究设计与参与者：研究人员从比利时弗拉芒地区招募了 31 名参与者，这些参与者需满足特定的气味评估和微生物检测标准。参与者在研究前需使用指定的无香产品，随后按照规定流程进行衣物的穿着、洗涤和干燥。研究过程中，在不同阶段采集参与者腋窝、T 恤、洗衣机相关部位以及洗涤水的样本。
2. 采样方法：腋窝样本通过棉拭子刮取获取，T 恤样本则从腋窝区域裁剪特定面积。洗衣机橡胶门封用棉拭子刮取采样，洗涤水分别采集进水和出水样本，并进行相应处理。
3. 检测方法
   • 感官评估：由 10 名对气味敏感的人员组成感官小组，评估样本的愉悦度（-8 至 + 8 分）和强度（0 至 10 分）。
   • 流式细胞术：用于测量腋窝和 T 恤样本中完整和受损细菌细胞的浓度，通过特定染色剂区分不同状态的细胞。
   • DNA 提取与测序：采用化学和机械裂解相结合的方法提取 DNA，对部分样本进行 16S rRNA 基因扩增子测序，了解细菌群落组成；对 155 个样本进行鸟枪宏基因组测序，分析微生物群落结构和功能。
   • 气相色谱 - 嗅觉 - 质谱联用技术（GC - O - MS）：用于检测 T 恤样本中的异味 VOCs，通过一系列复杂的操作流程，确定具有异味且浓度高于检测阈值的化合物。
   • 数据分析：运用多种统计方法，如 Wilcoxon 符号秩检验、Spearman - Rho 相关系数分析等，对数据进行处理和分析，探究变量之间的差异和相关性。
   
   

研究结果

1. 气味感官评估结果：不同参与者的样本气味存在显著个体差异，但总体来看，穿着 48 小时后的腋窝气味比穿着后的 T 恤气味更差。洗涤后，T 恤气味有所改善，但仍不如未穿着洗涤的 T 恤。干燥方式对气味有不同影响，干干燥（24.5°C ± 0.2°C，50% 相对湿度）使气味强度降低，而湿干燥（31.8°C ± 0.8°C，80% 相对湿度）则显著增加了 T 恤的异味，且对未穿着洗涤的 T 恤气味也有负面影响。
2. 异味 VOCs 检测结果：通过 GC - O - MS 分析，共鉴定出 10 种异味 VOCs，包括 8 种短链羧酸和 2 种醛。这些化合物在不同处理的 T 恤样本中分布不同，总体上，穿着的 T 恤中异味 VOCs 数量最多，洗涤后减少，但湿干燥时部分化合物重新出现。例如，2 - & 3 - 甲基丁酸在穿着的 T 恤中频繁出现，洗涤后减少，但在湿干燥的 T 恤中又重新出现，可能是某些微生物在湿干燥条件下代谢产生。
3. 细菌负载分析结果：细菌细胞浓度在不同参与者样本中差异较大，但样本组之间仍存在显著差异。穿着 T 恤 48 小时后，腋窝中完整细菌细胞数量显著增加。洗涤后，T 恤上完整细菌细胞浓度增加，表明标准洗涤循环抗菌性能不佳。干干燥使 T 恤上细菌数量减少，而湿干燥则促进细菌生长，且湿干燥后未穿着和穿着的 T 恤上细菌数量无显著差异。此外，细菌细胞浓度与气味参数存在一定相关性，细菌数量越多，气味越差。
4. 微生物群落变化结果：基于微生物属水平组成，样本来源能解释样本组间 33.2% 的差异，穿着、洗涤和干燥过程显著改变了 T 恤的微生物群落，湿干燥导致的群落变化比干干燥更明显。功能组成方面，样本来源仅解释 3.4% 的差异，且整个循环对其影响不显著。进一步分析发现，微生物功能比群落成员更保守，可能与多种因素有关。
5. 细菌交换情况结果：16S rRNA 基因扩增子测序结果显示，洗涤过程中细菌去除不完全，且存在衣物间的细菌转移。FEAST 分析表明，洗涤后的 T 恤上细菌主要来源于腋窝和洗衣机，少量来自进水。
6. 致病基因组变化结果：宏基因组样本分析发现，洗涤和湿干燥会改变衣物的致病基因组。洗涤使一些与粘附、生物膜形成等相关的毒力因子（VF）基因丰度增加，湿干燥进一步增强了这种趋势。抗菌耐药（AMR）基因丰度在不同阶段也有所变化，湿干燥后的 T 恤中 AMR 基因水平最高。

研究讨论

本研究证实，标准欧洲家庭洗涤循环会改变纺织品微生物群落，使革兰氏阴性环境相关细菌取代革兰氏阳性皮肤共生菌。湿干燥条件有利于细菌生长和异味产生，可能与水分蒸发和微生物适应性有关。

在异味 VOCs 方面，本研究通过嗅觉筛选鉴定出的 10 种化合物，与其他研究有所不同，这可能是由于检测方法和样本处理的差异。2 - & 3 - 甲基丁酸等化合物在穿着和湿干燥过程中的变化，表明微生物代谢在异味产生中起重要作用。而 n - 辛醛在洗涤后的出现和湿干燥后的减少，可能与多种因素有关，包括微生物活动、脂质氧化和挥发性等。

功能分析显示，微生物功能在整个循环中相对保守，可能是由于多种复杂因素共同作用。此外，研究首次发现洗涤和湿干燥会增加衣物的毒力组和耐药组，这与微生物群落的变化相关，且可能导致生物膜形成，进而影响衣物的卫生状况和异味产生。

研究结论

本研究采用多学科方法，全面分析了合成衣物在洗涤 - 穿着 - 干燥循环中的微生物和异味变化。结果表明，洗涤过程中存在细菌交换，衣物会获得 “洗涤” 微生物群落，且洗涤和湿干燥会改变衣物的耐药组和毒力组，可能促进生物膜形成，参与 “永久异味” 现象。传统抗菌方法存在局限性，优化酶基技术可能是控制微生物和异味的更绿色有效途径。本研究为开发控制家庭洗衣过程中微生物生存和异味产生的策略提供了关键依据。