DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0339319
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41533720
تاريخ النشر: 2026-01-14
المؤلف: Güven Özdemir وآخرون
الموضوع الرئيسي: مواد البناء والحفاظ
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة خطر تدهور الأنسجة الفطرية في القطع الأثرية النسيجية الإثنوجرافية في متحف الإثنوجرافيا بجامعة إيجه، مع تسليط الضوء على قابلية هذه المواد العضوية للتلوث بالفطريات الدقيقة. أظهرت عينات الهواء والأسطح المجمعة من مواقع مختلفة في المتحف خلال الربيع والخريف أحمال فطرية كبيرة، تتراوح من 120-450 CFU/m³ على وسائط DG-18 و300-1000 CFU/m³ على وسائط PCA، مع العثور على أعلى التركيزات في صناديق العرض ومناطق التخزين. تم تحديد ما مجموعه 58 عزلة فطرية، معظمها من أجناس Aspergillus وPenicillium وCladosporium وAlternaria وRhizopus. أشارت الاختبارات الإنزيمية إلى نشاط قوي للسيليولاز والبروتياز في عدة عزلات، وخاصة A. sydowii وP. citrinum وA. flavus وP. chrysogenum، مما يشير إلى خطر كبير من التدهور البيولوجي للأقمشة المعتمدة على السليلوز والبروتين.
تخلص الدراسة إلى أن استراتيجيات الحفظ الميكروبيولوجي الفعالة يجب أن تمتد إلى ما هو أبعد من التدابير الوقائية لتشمل المراقبة المنتظمة للتهديدات البيولوجية. تؤكد النتائج على الدور الحاسم للظروف الميكروكليماتية وأنماط التهوية على التغيرات الموسمية في التأثير على التلوث الفطري. تم تقديم توصيات لتعزيز حماية القطع الأثرية النسيجية، والتي تنطبق ليس فقط على متحف الإثنوجرافيا بجامعة إيجه ولكن أيضًا على مؤسسات أخرى تواجه تحديات مماثلة في الحفاظ على التراث الثقافي.
مقدمة
تؤكد مقدمة ورقة البحث على الدور الحاسم للقطع الأثرية النسيجية الإثنوجرافية في التراث الثقافي وتسلط الضوء على ضعفها تجاه التدهور البيولوجي الناجم عن الفطريات الدقيقة، مثل العفن والعفن الفطري. تمتلك هذه الفطريات قدرات إنزيمية تسمح لها بتفكيك البوليمرات الحيوية المقاومة مثل السليلوز والكيراتين، مما يؤدي إلى أضرار جسدية وجمالية كبيرة للأقمشة التاريخية. على الرغم من وجود أدبيات قائمة حول التدهور الفطري، لا يزال هناك فجوة ملحوظة في الدراسات التي تقيم كميًا الأحمال الفطرية المحمولة جواً، وتحدد الفطريات الدقيقة المحددة المرتبطة بالقطع الأثرية النسيجية، وتقيّم أنشطتها الإنزيمية ضمن سياق متحفي واحد، خاصة في منطقة البحر الأبيض المتوسط الشرقية.
تؤكد الورقة على ضرورة وجود نهج متكامل يأخذ في الاعتبار تنوع الفطريات، والظروف البيئية، والنشاط الإنزيمي لتخفيف المخاطر التي تشكلها الفطريات الدقيقة على القطع الأثرية النسيجية. تستعرض النتائج السابقة التي تظهر انتشار أنواع فطرية معينة على الأقمشة التاريخية وإمكاناتها في التسبب في تغييرات هيكلية ولونية. تهدف الدراسة إلى معالجة هذه الفجوات من خلال تحديد الفطريات الدقيقة الموجودة في متحف الإثنوجرافيا بجامعة إيجه وتقييم أنشطتها السليلوزية والبروتينية، مما يساهم في تطوير استراتيجيات حفظ فعالة للقطع النسيجية التراثية.
الطرق
في هذه الدراسة، تم توضيح منهجية شاملة لتفصيل الخطوات المتخذة من أخذ العينات البيئية إلى تقييم النشاط الإنزيمي الفطري. تشمل سير العمل، الموضح في الشكل 2، عدة مراحل رئيسية: أخذ عينات الهواء والأسطح، العد القائم على الثقافة، تنقية العزلات الفطرية، التعرف المورفولوجي، واختبار نشاط السيليولاز والبروتياز. بالإضافة إلى ذلك، تتضمن المنهجية تحليلًا إحصائيًا لتقييم التغيرات الموسمية في وجود الفطريات ونشاطها.
تتوفر البيانات الداعمة للنتائج للجمهور من خلال Zenodo، مع DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.17863876. تتكون هذه المجموعة من قياسات وحدات تشكيل المستعمرات المحمولة جواً (CFU) وقيم الأحمال الفطرية التي تم جمعها من مواقع أخذ العينات الداخلية والخارجية عبر موسمين متميزين، مما يسهل المزيد من البحث والتحقق من النتائج.
النتائج
كشفت عينات الميكروبيولوجيا التي أجريت في متحف الإثنوجرافيا بجامعة إيجه عن مخاطر بيولوجية كبيرة مرتبطة ببيئة المتحف، تتميز بتقييمات ميكروبية كمية ونوعية. أشار أخذ عينات الهواء إلى أن تركيزات الفطريات في وسط DG-18 تراوحت من 95 إلى 605 CFU/m³ داخل صناديق العرض في سبتمبر، بينما تراوحت الأحمال الميكروبية الهوائية الكلية في وسط PCA من 0 إلى 420 CFU/m³. في مايو، لوحظت اتجاهات مماثلة، حيث تراوحت قيم DG-18 من 150 إلى 590 CFU/m³ وقيم PCA من 0 إلى 645 CFU/m³. من الجدير بالذكر أنه تم تسجيل مستويات تلوث أعلى في المناطق ذات التهوية السيئة، مثل صناديق العرض ومناطق التخزين، بسبب انخفاض دوران الهواء وارتفاع الرطوبة. أظهر التحليل الإحصائي عدم وجود تغير موسمي كبير في الحمل الميكروبي (t = 0.0175، p = 0.9864)، مما يشير إلى أن العوامل الميكروكليماتية ومواقع أخذ العينات لها تأثير أكبر في توزيع الميكروبات.
تم الحصول على ما مجموعه 58 عزلة فطرية، مع تحديد 44 منها على مستوى الأنواع، بما في ذلك الأجناس السائدة مثل Aspergillus spp. (مثل A. niger وA. flavus) وPenicillium spp. (مثل P. chrysogenum) وCladosporium sp. أظهرت اختبارات النشاط الإنزيمي أن عدة عزلات أظهرت نشاطًا عاليًا للسيليولاز والبروتياز، مما يشير إلى إمكاناتها في تدهور القطع الأثرية. على وجه الخصوص، كانت الأنواع مثل A. sydowii وP. citreonigrum تشكل تهديدات كبيرة لسلامة الألياف النسيجية بسبب قدراتها الإنزيمية. تؤكد النتائج على ضرورة المراقبة المنتظمة لجودة الهواء الداخلي وتحسين الظروف الميكروكليماتية في بيئات المتحف لتخفيف المخاطر البيولوجية على القطع الأثرية.
المناقشة
تدرس الدراسة التي أجريت في متحف الإثنوجرافيا بجامعة إيجه في إزمير، تركيا، التلوث الميكروبي للقطع الأثرية النسيجية التقليدية والبيئة المحيطة بها. تم إجراء أخذ العينات الميكروبية في الربيع والخريف، مع التركيز على المناطق ذات حركة الزوار المختلفة ومستويات الرطوبة. أظهرت النتائج أحمالًا بيولوجية كبيرة، حيث تراوحت قيم CFU من 120-450 CFU/m³ للتلوث الفطري و300-1000 CFU/m³ للحمل الميكروبي الهوائي الكلي، خاصة في المناطق ذات التهوية السيئة. كان وجود الفطريات الدقيقة، خاصة من أجناس Aspergillus وPenicillium، مرتبطًا بنشاطات عالية للسيليولاز والبروتياز، مما يشير إلى خطر محتمل لتدهور ألياف النسيج.
تؤكد النتائج على ضرورة وجود استراتيجيات حفظ شاملة تمتد إلى ما هو أبعد من الضوابط البيئية الفيزيائية. تشمل التوصيات الحفاظ على ظروف ميكروكليماتية مثالية (رطوبة نسبية 50 ± 5%)، وتعزيز دوران الهواء، وتنفيذ مراقبة مستمرة لجودة الهواء والأحمال الميكروبية. تعتبر التقييمات البيولوجية المنتظمة والتدخلات المستهدفة ضد الأنواع عالية المخاطر ضرورية للحفاظ على القطع الأثرية النسيجية على المدى الطويل. لا تبرز هذه الدراسة المخاطر البيولوجية الموجودة في بيئات المتحف فحسب، بل تعمل أيضًا كدليل لمؤسسات مماثلة لتعزيز جهودها في الحفظ.
DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0339319
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41533720
Publication Date: 2026-01-14
Author(s): Güven Özdemir et al.
Primary Topic: Building materials and conservation
Overview
This study investigates the risk of fungal biodeterioration in ethnographic textile artifacts at the Ege University Ethnography Museum, highlighting the susceptibility of these organic materials to microfungal contamination. Air and surface samples collected from various museum locations during spring and autumn revealed significant fungal loads, ranging from 120-450 CFU/m³ on DG-18 media and 300-1000 CFU/m³ on PCA media, with the highest concentrations found in display cases and storage areas. A total of 58 fungal isolates were identified, predominantly from the genera Aspergillus, Penicillium, Cladosporium, Alternaria, and Rhizopus. Enzymatic assays indicated strong cellulase and protease activities in several isolates, particularly A. sydowii, P. citrinum, A. flavus, and P. chrysogenum, suggesting a high risk of biodeterioration for cellulose- and protein-based textiles.
The study concludes that effective microbiological conservation strategies must extend beyond preventive measures to include regular monitoring of biological threats. The findings emphasize the critical role of microclimatic conditions and ventilation patterns over seasonal variations in influencing fungal contamination. Recommendations for enhancing the protection of textile artifacts are provided, which are applicable not only to the Ege University Ethnography Museum but also to other institutions facing similar challenges in preserving cultural heritage.
Introduction
The introduction of the research paper emphasizes the critical role of ethnographic textile artifacts in cultural heritage and highlights their vulnerability to biodeterioration caused by microfungi, such as molds and mildew. These fungi possess enzymatic capabilities that allow them to degrade resilient biopolymers like cellulose and keratin, leading to significant physical and aesthetic damage to historical textiles. Despite existing literature on fungal biodeterioration, there remains a notable gap in studies that quantitatively assess airborne fungal loads, identify specific microfungi associated with textile artifacts, and evaluate their enzymatic activities within a single museum context, particularly in the Eastern Mediterranean region.
The paper underscores the necessity for integrated approaches that consider fungal diversity, environmental conditions, and enzymatic activity to mitigate the risks posed by microfungi to textile artifacts. It reviews previous findings that demonstrate the prevalence of specific fungal species on historical textiles and their potential for causing structural and color changes. The study aims to address these gaps by identifying microfungi present in the Ege University Ethnography Museum and assessing their cellulolytic and proteolytic activities, thereby contributing to the development of effective preservation strategies for cultural heritage textiles.
Methods
In this study, a comprehensive methodology workflow is outlined to detail the steps taken from environmental sampling to the assessment of fungal enzymatic activity. The workflow, depicted in Figure 2, encompasses several key stages: air and surface sampling, culture-based enumeration, purification of fungal isolates, morphological identification, and testing for cellulase and protease activity. Additionally, the methodology includes a statistical analysis to evaluate seasonal variations in fungal presence and activity.
The data supporting the findings are made publicly available through Zenodo, with the DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.17863876. This dataset comprises airborne colony-forming unit (CFU) measurements and fungal load values collected from both indoor and outdoor sampling sites across two distinct seasons, facilitating further research and validation of the results.
Results
The microbiological sampling conducted at the Ege University Ethnography Museum revealed significant biological risks associated with the museum environment, characterized by both quantitative and qualitative microbial assessments. Air sampling indicated that fungal concentrations in DG-18 medium ranged from 95 to 605 CFU/m³ inside display cases in September, while total aerobic microbial loads in PCA medium varied from 0 to 420 CFU/m³. In May, similar trends were observed, with DG-18 values ranging from 150 to 590 CFU/m³ and PCA values from 0 to 645 CFU/m³. Notably, higher contamination levels were recorded in poorly ventilated areas, such as display cases and storage zones, attributed to low air circulation and high humidity. Statistical analysis revealed no significant seasonal variation in microbial load (t = 0.0175, p = 0.9864), suggesting that microclimatic factors and sampling locations are more influential in microbial distribution.
A total of 58 fungal isolates were obtained, with 44 identified at the species level, including prevalent genera such as Aspergillus spp. (e.g., A. niger, A. flavus), Penicillium spp. (e.g., P. chrysogenum), and Cladosporium sp. The enzymatic activity assays demonstrated that several isolates exhibited high cellulase and protease activity, indicating their potential for biodeterioration of artifacts. Specifically, species like A. sydowii and P. citreonigrum posed significant threats to the structural integrity of textile fibers due to their enzymatic capabilities. The findings underscore the necessity for regular monitoring of indoor air quality and optimization of microclimatic conditions in museum environments to mitigate biological risks to artifacts.
Discussion
The study conducted at the Ege University Ethnography Museum in İzmir, Türkiye, investigated the microbiological contamination of traditional textile artifacts and the surrounding environment. Microbial sampling was performed in spring and autumn, focusing on areas with varying visitor traffic and humidity levels. The results indicated significant biological loads, with CFU values ranging from 120-450 CFU/m³ for fungal contamination and 300-1000 CFU/m³ for total aerobic microbial load, particularly in poorly ventilated areas. The presence of microfungi, especially from the genera Aspergillus and Penicillium, was linked to high cellulase and protease activities, suggesting a potential risk for the degradation of textile fibers.
The findings emphasize the necessity for comprehensive conservation strategies that extend beyond physical environmental controls. Recommendations include maintaining optimal microclimatic conditions (relative humidity of 50 ± 5%), enhancing air circulation, and implementing continuous monitoring of air quality and microbial loads. Regular biological assessments and targeted interventions against high-risk species are crucial for the long-term preservation of textile artifacts. This study not only highlights the biological risks present in museum environments but also serves as a guideline for similar institutions to enhance their conservation efforts.