皮革文物是承载人类文明发展的重要实物遗存，兼具实用价值与丰厚历史信息。但其在历经长期地下埋藏后，由于土壤所含水份、酸碱、微生物等多重因素持续作用，对皮革造成不可逆降解，其中微生物是造成皮革文物损毁的核心诱因。我国古代人类很早就掌握了皮的鞣制工艺，这也是皮革工艺史上里程碑式的技术突破。古代皮革制作工艺先后出现了烟熏鞣、油鞣、铝鞣、铁鞣和植鞣等多种鞣皮技法。鞣制能够将动物生皮转化为结构稳定、耐保存的皮革，同时会降低皮革被微生物腐蚀的程度。但长久以来，学界相关研究大多聚焦于现代鞣制工业如铬鞣和醛鞣皮革的研究，缺乏基于完整复刻古代皮革鞣制工艺，研究不同古法鞣制皮革对微生物侵染的耐受性，以及鞣剂本身是否具有抑菌作用，古代鞣制工艺如何提升皮革抵抗微生物腐蚀性能的机制研究，本研究内容将填补这一领域空白。

本研究通过完整复刻古代铝鞣、铁鞣、植鞣、烟熏鞣和油鞣这五种主要古法皮革鞣制工艺，由四川大学研究团队制备仿古鞣制皮革作为研究对象。实验所用皮革侵染微生物菌种分离自皮革文物表面，经实验证明均是能够造成皮革文物生物腐蚀、生物降解、变色和结构损毁的优势致病菌，分别为黑曲霉、烟曲霉、草酸青霉和产黄青霉。通过实验最大程度模拟皮革文物在真实保存环境下的微生物胁迫作用。

在鞣剂抑菌能力测试研究中，实验设置了不同浓度梯度的铝鞣剂、铁鞣剂和植鞣剂，通过抑菌圈实验可以直观评判不同鞣剂对不同致病菌的抑制效果。实验结果表明金属鞣剂与植物鞣剂抑菌性能存在巨大差异，硫酸铝、硫酸铁这两类矿物鞣剂本身具有显著的抑菌活性，抑菌效果随鞣剂浓度提高逐步增强，作用机制源于金属离子的释放会破坏真菌细胞膜的通透性，干扰真菌生长关键酶的活性，从而直接抑制真菌孢子的萌发与菌丝生长。其中铝鞣剂抑菌的阈值更低，浓度为5 g/L时即可对产黄青霉产生明显的抑制作用，并且随着浓度提高抑菌作用不断增强；但铝鞣剂对烟曲霉无任何抑制效果。铁鞣剂浓度为15 g/L 时可抑制黑曲霉和产黄青霉的生长，浓度为20 g/L 以上能够有效抑制烟曲霉的生长，随着浓度提升抑菌效果持续增强，当鞣剂浓度超过 30 g/L 时，金属离子水解会小幅削弱抑菌表现。与金属鞣剂形成鲜明对比的是荆树皮植物鞣剂，当设置最高浓度为50 g/L 时，植鞣剂对黑曲霉、烟曲霉和产黄青霉这三株皮革病害真菌均无抑菌效果。这一实验结果和部分现代植物单宁抑菌研究结论存在一定的差异，推测是由于植鞣剂中所含单宁种类和实验菌株不同导致。

图 1 皮革文物病害真菌对铝鞣剂和铁鞣剂的敏感性测试

为真实模拟皮革文物在土壤埋藏坏境和博物馆库房存放环境中真菌持续侵染皮革文物的过程，课题设计了三种独立的微生物侵染皮革模拟实验：仿古鞣制皮革悬挂的真菌侵染实验、平板培养真菌侵染仿古皮革实验、滴加真菌孢子侵染仿古皮革实验。经真菌侵染一定时间后，通过观察仿古皮革的宏观外观形貌和扫描电镜观察微观形貌变化，全方位记录仿古鞣制皮革受真菌侵蚀的全过程。在为期一个月的悬挂皮革真菌侵染试验中，未经过鞣制的绵羊浸酸生皮完全被草酸青霉菌丝覆盖，皮面湿滑松散；而经植鞣、铝鞣、铁鞣三类仿古鞣制皮革样品表面仅附着少量真菌孢子，没有真菌菌丝萌发的迹象。扫描电镜观察证实，经鞣制的皮革胶原纤维被鞣剂交联后排布更加致密，形成物理屏障，菌丝无法穿透皮革表层侵入内部的胶原纤维，而生皮的胶原纤维间隙大、结构松散，真菌可快速深入内部大量进行繁殖、生长和降解。

图 2 草酸青霉侵染仿古鞣制皮革的扫描电镜（SEM）显微图像

（A）植鞣革；（B）铁鞣革；（C）铝鞣革；（D）绵羊浸酸皮

在长达180天的平板培养真菌长期侵染仿古皮革实验中，进一步验证了三类仿古鞣制皮革的长效抗微生物腐蚀能力，植鞣、铝鞣和铁鞣的仿古皮革仅在表层附着少量孢子与浅层菌丝，皮革胶原纤维形貌始终完整稳定，没有出现发黏、软化和破损等劣化现象；而对照组浸酸生皮和皮影原皮，在侵染30 天后就出现了真菌孢子渗入胶原纤维表层，90 天后皮革皮面明显黏软，180 天后真菌菌丝大量侵入皮革内部，胶原纤维被严重分解破坏，结构出现大量孔洞与断裂。

图 3 草酸青霉侵染各类仿古鞣制皮革30天后的扫描电镜（SEM）显微图像

（A）植鞣革；（B）铁鞣革；（C）铝鞣革；（D）绵羊浸酸生皮；

（E）皮影原皮

真菌孢子滴染仿古皮革实验很好地区分了五种不同仿古鞣制皮革的防真菌侵染等级，同时对比皮革粒面与肉面被侵染的差异。植鞣皮革和铝鞣皮革表现出最优的抗微生物侵染性能，黑曲霉和草酸青霉孢子液滴加在皮革的粒面、肉面，均无菌丝萌发、无大面积真菌定殖生长；而铁鞣皮革仅粒面出现微量黑曲霉孢子萌发，肉面完全无真菌生长；烟熏鞣皮革粒面滋生大量黑曲霉，肉面保持洁净；油鞣皮革在所有鞣制中抗真菌能力最弱，粒面、肉面均长满茂密的真菌菌丝与孢子，降解程度最为严重。研究结果表明，烟熏鞣和油鞣皮革抵抗真菌侵染能力弱，皮革粒面纤维结构更易附着真菌孢子，相比肉面更容易发生霉变。

图 4 黑曲霉在各类仿古鞣制皮革表面定殖生长的照片

（注：皮革表面分别滴加等量20 μL 1×10⁶/mL 黑曲霉孢子悬液，室温培养5个月）

（A）植鞣革粒面；（B）铁鞣革粒面；（C）铝鞣革粒面；（D）烟熏鞣革粒面；

（E）油鞣革粒面；（F）植鞣革肉面；（G）铁鞣革肉面；（H）铝鞣革肉面；

（I）烟熏鞣革肉面；（J）油鞣革肉面

图 5 草酸青霉在各类仿古鞣制皮革表面定殖生长的照片

（注：皮革表面分别滴加等量20 μL 1×10⁶/mL 草酸青霉孢子悬液，室温培养5个月）

（A）植鞣革粒面；（B）铁鞣革粒面；（C）铝鞣革粒面；（D）烟熏鞣革粒面；

（E）油鞣革粒面；（F）植鞣革肉面；（G）铁鞣革肉面；（H）铝鞣革肉面；

（I）烟熏鞣革肉面；（J）油鞣革肉面

综上研究结果表明，古代鞣制工艺可通过化学抑菌、物理阻隔双重作用大幅度降低微生物对皮革的腐蚀作用，金属鞣革依靠铝离子、铁离子实现化学防霉，植鞣革依靠鞣制形成致密胶原纤维网络、稳定弱酸性环境抑制真菌繁殖；而烟熏鞣和油鞣工艺存在天然不足，烟熏鞣依靠糠醛和愈创木酚与胶原蛋白形成单点弱结合，鞣制交联强度不足，导致无法稳定抵御长期微生物的侵染；油鞣依靠油脂氧化完成胶原纤维定型，没有形成稳定的共价和配位交联结构，皮革内部留存的油脂会直接成为微生物生长的营养源。该项研究填补了我国古法鞣制工艺与皮革文物微生物腐蚀机理关系的空白，过去相关研究多采用现代工业皮革作为实验材料，和真实古代皮革文物材质、鞣制机理差异巨大，而本研究完整复原了古代皮革鞣制工艺，实验数据更贴合古代皮革文物制作和保存的真实场景。

文章信息：Wang, Y., Zhong, L., Wang, Y. et al. Sensitivity of leather tanned by ancient techniques to fungal infestation. Sci Rep 16, 22481 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-51279-3

资金来源：课题依托国家重点研发计划“皮革制文物劣化机理与预防性保护策略研究”项目（2022YFF0904100）和北京科技大学中央高校基本科研业务费资助完成。

作者简介：王宇，北京科技大学科技史与文化遗产研究院博士研究生；钟丽雯，北京科技大学科技史与文化遗产研究院硕士研究生；王媛媛，北京科技大学科技史与文化遗产研究院硕士研究生；查剑锐，北京科技大学科技史与文化遗产研究院讲师；王亚楠，四川大学轻工科学与工程学院教授；杨海亮，中国丝绸博物馆副研究馆员；周旸，浙江理工大学材料科学与工程学院教授；潘皎，北京科技大学科技史与文化遗产研究院教授（通讯作者）。