作者:廖洋 刘阳 来源:科学网微信公众号 发布时间:2023/10/21 20:56:36
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他们的研究与所有人的健康相关,你却容易忽略!

 

文 | 廖洋 刘阳

秋高气爽,玉露生凉。刚刚度过了炎炎夏日,你有没有衣物发霉的困扰?明明是洗干净的衣服,为什么还是会发霉、发臭呢?

近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所(以下简称“青岛能源所”)与新加坡、北京、神户三地宝洁创新中心合作,通过研究日常使用的棉质毛巾中微生物含量、多样性和异味成分,为生活中的这些“小尴尬”提供了一个合理的解释。

追本溯源,洗净的衣物臭味何处来?

让我们一起追溯一下衣物变脏的过程吧!

干净的衣物,一旦与人体亲密接触,就会不断的从人体获得汗水和皮脂。我们的整个世界中充满着肉眼难辨的微生物,而人体更是微生物的天然温床。在人体和环境中的微生物眼中,这些汗水和皮脂,甚至是衣物本身,就是“美味食物”,在适宜温度的加持下,微生物愈发肆意生长和繁殖。

衣物上大量繁殖的微生物,会产生一些代谢物,包括挥发性有机化合物,如丁酸、3-甲基丁酸、4-甲基-3-己烯酸和己醛等。青岛能源所单细胞中心主任徐健表示,这些物质会散发出令人不悦的特殊气味,就是我们从脏衣服上闻到的“不良气味”的来源。

既然是这些微生物的存在导致了脏衣物上的异味,那么,为何洗干净的衣服也经常会有莫名的味道呢?

让我们一起来了解一下。

实际上,看起来光滑平整的纺织品,都是由一定数量的纤维按照一定的织造工艺组成。我们将它们拿到显微镜下观看,当放大几百倍后,就会发现,这些纤维纹理是粗糙且扭曲的。这意味着,这些不规则的纤维有着许许多多缝隙或者褶皱,其中就很容易藏污纳垢。

因此,在我们日常洗涤衣物时,并不能百分之百的去除衣物上的残留物,比如皮脂和微生物等还会残存。而这些洗涤工序的“漏网之鱼”,一旦遇到湿润的环境,比如梅雨天气、不充分的晾晒等情况,就会导致微生物恣意生长,进而让洗后的衣物也会散发出阵阵“臭味”。

水波旋转,洗衣机内的乾坤

日常洗涤的“余孽”——微生物和皮脂等,导致了后续异味的产生,那是否有办法能够提高洗涤效果呢?

青岛能源所单细胞中心与宝洁公司的科研人员合作,带着这个问题开始了他们的解答。双方科研人员借助前期开发的2bRAD-M技术、微生物生理学实验、气质联用、感官评价等,对洗衣机洗涤衣物这一过程进行了深入的研究。

宝洁新加坡创新研究中心研发总监和首席科学家刘吉泉博士介绍:“以往,对纺织品中微生物多样性的理解仅限于属水平,难以准确定位或区分潜在的有益或有害的微生物,即致病或引起臭味的微生物。所以,我们采用了2bRAD-M技术,这是一种高分辨率、高灵敏度的微生物组测序技术,我们希望能够在更高的分类学特异性水平上,例如物种水平上,了解脏衣物上产臭微生物的类型、组成和丰度。”

研究团队拿出正常使用3天的棉质毛巾为研究对象,以洗衣机洗涤作为毛巾的清洗手段,分别在洗前、洗后、室内晾干三个时间点取样124次,利用2bRAD-M技术分析物种水平的微生物组成。

结果发现,虽然清洗前不同毛巾上的微生物组成不同,但是经过同一个洗衣机清洗,洗后毛巾的微生物组成发生明显的变化,且毛巾间的微生物组成趋于一致。

同时,研究人员还发现了洗衣机漂洗水浸泡的毛巾、同时洗涤的预灭菌毛巾、漂洗水中的微生物组成高度相似,这说明洗涤过程中毛巾之间、漂洗水与毛巾之间均发生了微生物的交叉污染。

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实验设计 (图源:iMeta)

一个细节,洗后的衣物更“干净”

“我们在实验中引入了抗菌洗涤剂、非抗菌洗涤剂之间洗涤效果的对比,”宝洁北京创新研究中心研发总监和首席科学家汤鸣博士进一步介绍道。

产臭微生物是衣物产生异味的主要原因之一,微生物介导的含硫氨基酸(蛋氨酸和半胱氨酸)降解释放甲硫醇,并经过后续快速的自氧化反应生成二甲基二硫或二甲基三硫化物等多种具有难闻气味的挥发性有机物。

青岛能源所单细胞中心研究助理代娅婕说:“抗菌洗涤剂不仅减弱了洗涤过程中毛巾之间的微生物交叉污染,而且显著降低了洗后毛巾上残留的产臭微生物的丰度。”

同时,研究还发现,抗菌洗涤剂处理的毛巾在感官评价上优于非抗菌洗涤剂处理组。

“目前,对洗涤剂抗菌效力的评估大多停留于实验室水平,尚未阐明真实场景中洗涤剂对日常使用纺织品产生异味的控制机制,本研究一方面为‘抑菌’‘除臭’洗涤剂的开发提供指导意见,另一方面对其他微生物传播相关的应用也具有一定的指导意义。”宝洁北京创新研究中心研发总监和首席科学家汤鸣博士表示,“本研究证实了合理的分类洗涤、洗涤剂产品选择对于衣物洗涤的重要意义”。

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洗涤过程对“脏衣物”上微生物组及后续异味产生的影响 (图源:中国科学院青岛生物能源与过程研究所)

青岛能源所单细胞中心主任徐健表示,这项研究检测了洗涤过程中物种级别微生物组的变化,但是无法区分微生物的死活。

下一步,研究人员将从单细胞代谢表型的角度,进一步增强对洗涤过程中纺织品上微生物组成及变化的理解。

徐健进一步表示:“借助拉曼组技术平台,可以分析微生物细胞的原位代谢活性,如活力、底物利用速率、产物含量、环境应激等;进而通过拉曼激活细胞分选技术在单细胞分辨率上建立原位代谢表型组与基因组之间的联系,或通过基于单细胞拉曼光谱的功能靶向性‘先筛后养’策略高效分离培养目标微生物。”

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拉曼组技术平台 (图源:青岛星赛生物科技有限公司)

院企合作,共同守护健康

青岛能源所和宝洁公司的“微生物之缘”起始于2010年。

2016年6月,双方共同启动为期5年的“皮肤、口腔及居住环境微生物组联合科学研究计划”——iMicroCare,并于2021年启动第二期,旨在扩大微生物组指导下的家庭和个人护理产品研发方面的合作,宣传和推广微生态精准健康的理念。

青岛能源所单细胞中心助理研究员荆功超介绍:“在iMicroCare支持下,我们和宝洁公司共同开发了GermRadar病原雷达,和中国海洋大学、宝洁公司、欧易生物等合作开发了简化宏基因组测序技术2bRAD-M,为人体与环境中‘困难’菌群样品的高效解析提供了新手段。”

双方利用井喷式增长的微生物组数据,聚焦微生物群落的结构和功能变化,并提出多项指标参数,支撑基于菌群的慢性疾病或生态灾害诊断,用数据科学赋能人体微生态健康监测新模态。

同时,研究团队在口腔(牙龈)护理、皮肤护理、室内环境评价、幼儿园室内环境评估、衣物洗涤过程评估等领域开展了卓有成效的工作,联合推动微生态服务人体与室内环境的精准健康。

“单细胞中心与青岛星赛生物科技有限公司联合建立了基于拉曼组策略的单细胞拉曼-分析-分选-测序-培养平台。”青岛能源所单细胞中心研究员马波介绍,“利用这个平台,青岛能源所与宝洁公司还将共同推动微生物组的代谢功能研究进入单细胞精度。”

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2bRAD-M技术能高效地分析低生物量、高度降解或污染严重的微生物组(图源:中国科学院青岛生物能源与过程研究所)

综上所述,洗干净的衣服为什么还会有臭味,就像是一场微观世界的“藏猫猫”游戏。微生物们在衣服的每个角落找地方躲藏,等待机会再次发出它们的“臭味儿”。我们需要通过更科学的清洗和晾干措施,来赢得这场游戏。

参考文献:

1. TzeHau Lam, Yuxiang Liu, Fumi Iuchi, Yolanda Huang, Kejing Du, Yajie Dai, Jia Wu, Linda Lim, Jason Goo, Yoshiki Ishida, Jiquan Liu*, Jian Xu*. Impact of antibacterial detergent on used-towel microbiomes at species-level and its effect on malodor control. iMeta, 2023, 2(3): e110. https://doi.org/10.1002/imt2.110

2. iMicroCare十年合作,从最“小”处呵护健康. 科学网

3. 为什么阴干的衣服容易臭?原因真的没想到. 人民日报

 
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