植物油中微塑料污染潜在风险及控制

分类：新闻中心
作者：江南大学食用油营养与安全科技创新团队
来源：中国油脂
发布时间：2024-06-26 17:13
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【概要描述】微塑料是指塑料制品及其碎片在机械磨损、紫外线或风化等作用下，产生的直径介于0.1 μm-5 mm的次级微粒或直径小于100 nm的纳米微粒的统称。由于微塑料不易降解，并易于在生物体内积累，因此其已被认定为新型污染物。目前人们发现微塑料已经遍布整个生态系统，并且其可以通过各种途径不断由食物链转移和积累。土壤中的微塑料通常可以被植物根部吸收并富集，并在植物的蒸腾作用下加速转移，有研究显示，在160余种海鱼的肠道中检出了微塑料颗粒，因而处在食物链最顶端的人类所受微塑料危害将会更大。此外，塑料聚合物具有较好的脂溶性，在油脂加工、包装、运输、储存和烹饪过程中更容易溶出，从而导致其最后在人体中被不断积累。研究表明，塑料包装食品中微塑料的检出率为74%，而每周订塑料包装的外卖食品1～2次的人群可摄入170-638个微塑料颗粒。微塑料的积累可以造成小鼠肠道屏障功能损伤，诱发和加速肠炎的发展，并与细胞损伤、炎症与癌变存在明显量效关系。在油料种植和植物油加工、储运、烹饪过程中，更易污染微塑料颗粒，风险不容小觑。文章从植物油的生产加工、运输和贮藏等过程进行论述，分析微塑料污染的潜在风险，论述植物油中微塑料的污染危害及微塑料的检测与脱除方法，以期为控制植物油中微塑料污染提供参考。

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植物油中微塑料污染潜在风险及控制

分类：新闻中心
作者：江南大学食用油营养与安全科技创新团队
来源：中国油脂
发布时间：2024-06-26 17:13
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微塑料是指塑料制品及其碎片在机械磨损、紫外线或风化等作用下，产生的直径介于0.1 μm-5 mm的次级微粒或直径小于100 nm的纳米微粒的统称。由于微塑料不易降解，并易于在生物体内积累，因此其已被认定为新型污染物。目前人们发现微塑料已经遍布整个生态系统，并且其可以通过各种途径不断由食物链转移和积累。土壤中的微塑料通常可以被植物根部吸收并富集，并在植物的蒸腾作用下加速转移，有研究显示，在160余种海鱼的肠道中检出了微塑料颗粒，因而处在食物链最顶端的人类所受微塑料危害将会更大。此外，塑料聚合物具有较好的脂溶性，在油脂加工、包装、运输、储存和烹饪过程中更容易溶出，从而导致其最后在人体中被不断积累。研究表明，塑料包装食品中微塑料的检出率为74%，而每周订塑料包装的外卖食品1～2次的人群可摄入170-638个微塑料颗粒。微塑料的积累可以造成小鼠肠道屏障功能损伤，诱发和加速肠炎的发展，并与细胞损伤、炎症与癌变存在明显量效关系。在油料种植和植物油加工、储运、烹饪过程中，更易污染微塑料颗粒，风险不容小觑。文章从植物油的生产加工、运输和贮藏等过程进行论述，分析微塑料污染的潜在风险，论述植物油中微塑料的污染危害及微塑料的检测与脱除方法，以期为控制植物油中微塑料污染提供参考。

植物油中微塑料的污染风险

1.1 植物油的生产加工

采用压榨工艺制备植物油时，油料中积累的微塑料由于亲脂性而易与油脂一起被榨出。浸出法制油时，由于有机溶剂的作用使得油料中微塑料颗粒的转移效率更高，并且有机溶剂在贮藏或转运时接触的塑料制品也会增加其中微塑料的污染风险，而溶剂回收过程却又无法去除引入的微塑料。此外，植物油制取和精炼过程中使用的相关助剂、塑料容器、少数含塑料的设备与设备间的传输途径等也会存在微塑料污染的隐患。

1.2 植物油的包装

微塑料具有较强的脂溶性，植物油分子会缓慢渗入塑料聚合物内部，使塑料分子间体积膨胀，分子间作用力降低，导致塑料以十分缓慢的速度断键并脱落，而震荡和升温会导致溶剂分子运动加快和接触面波动加大，从而加速植物油渗透与微塑料剥离的进程。目前市售的普通植物油，除极少数采用玻璃或金属材料包装外，大部分采用PET材料包装，这可能会增加植物油中微塑料污染的风险。有研究采用不同食品模拟物分析了塑料容器的微塑料污染风险，结果发现，微塑料溶出效率大小为脂肪食品>酒精食品>水性食品，这表明油脂体系更有利于微塑料的迁移，然而目前尚无有效办法可以避免塑料包装容器微塑料的迁移。塑料包装容器中的微塑料不仅源自瓶体的缓慢释放，瓶盖开关时的摩擦同样可以促进微塑料的释放，由此推测，植物油在吹瓶和灌装时，微塑料的摩擦释放效率可能更高；另研究发现，在日常生活中对塑料制品进行简单的手撕、刀割及剪断等操作，均会随机产生不同大小与不同形状的微塑料，其中刀割生成的数量最高，因此植物油塑料包装的使用方式也是微塑料污染的影响因素之一。

1.3 植物油的运输与贮藏

高温可加快微塑料的释放。有研究表明，当灌装温度从25 ℃升高至95 ℃时，PP婴儿奶瓶中微塑料的释放量从0.6个/L急剧增加到5500万个/L；用一次性纸杯装90 ℃水，15 min后内壁疏水的聚乙烯膜就会发生严重降解，大量微塑料颗粒被释放入水中；滴漏咖啡袋在95 ℃浸泡5min即可释放1万多个微塑料颗粒。另外，即使在低温条件下，剧烈的机械震荡同样会诱发微塑料的大量释放。植物油成品在运输和转移过程中，容易产生温度波动与机械震荡，这极易造成容器中微塑料的脱落与溶出，尤其是在夏季气温较高的区域或时间，虽然低温静置存储可以放缓微塑料的迁移速率，但无法完全避免。有研究用7种不同类型的塑料垃圾浸出实验研究微塑料在水中的释放情况，结果表明，各类微塑料在水中均有浸出，浸出量受介质pH的影响，其中中性时最低。综上，采用塑料容器灌装的植物油，会受到塑料容器本身加工、植物油灌装时与塑料容器的摩擦、包装过程中的震荡、在塑料容器中的保存时间、全过程温度变化的影响而发生微塑料污染。

植物油中微塑料的污染危害分析

微塑料污染可能会损坏植物的光系统，导致油料作物籽粒中的脂质发生过氧化，促使油料劣变。此外，有研究表明，植物油能够提供形成工程脂质的多种成分，而植物油又多与其他食物配合使用，其与食物中的成分互补即可协助脂质体或胶束的形成，形成的工程脂质可包裹微塑料并加强微塑料的吸收效率，从而对人体造成危害，并且微塑料对脂溶性物质较强的吸附能力可能会吸附结合油脂中的亲脂成分，增强微塑料吸附于细胞膜并进入细胞的能力。体外模拟消化研究发现，微塑料会抑制脂肪酶的活性，显著降低胃肠道对脂肪的消化能力。而体外肝脏模型研究表明，微塑料可以诱发脂毒性，造成肝脏的严重氧化应激和脂肪变性。由此推测，微塑料在富含油脂的食物中会造成更大的风险。

微塑料的测定与脱除

3.1 微塑料的测定

目前，植物油微塑料污染问题仍未受到广泛关注，尚无文献直接对植物油中的微塑料进行测定，微塑料的检测主要有直接观察法、光谱分析法、热分析法和热裂解-气相色谱-质谱联用法（PY-GC-MS）等。直接观察法是在显微镜或电镜下，直接观察并计量微塑料的大小和数量。光谱分析法是利用拉曼光谱或傅里叶变换红外光谱快速识别微塑料等高分子材料。有研究通过识别激光光斑与像素大小，利用拉曼光谱实现了100 nm微塑料的鉴别；结合纳米分辨傅里叶红外光谱与散射式扫描近场光学显微镜成像分析法检测微塑料，最低检测粒径可达20 nm。

3.2 微塑料的脱除

目前，微塑料在水相中的脱除主要采用吸附法与油相萃取法。高岭土可被用于植物油的精炼，通过向高岭土中引入Fe、Mn等金属元素改性，增强其对微塑料的吸附能力，能够使其具有脱除植物油中微塑料的应用潜力，虽然改性高岭土的吸附性能不突出且吸附模式未知，但成本低且可再生循环。甘蔗渣生物炭对纳米微塑料具有较好的脱除效果，吸附方式为单层瞬时吸附，短时间即可达到吸附平衡，但相关研究是在水相体系中完成的，在油脂体系中的适用性尚待进一步研究。锆金属有机框架的海绵橡胶材料可以快速脱除水中特定粒径的微塑料，最高脱除率可达95.5%，同时可以多次循环使用。另有研究发现，微塑料的疏水表面可结合疏水磁性纳米粒子而磁化，因此用磁场分离法使Fe3O4磁种子与微塑料结合，并通过外加磁场分离团聚体，可实现微塑料的脱除。

作为当前备受关注的新型污染物，微塑料以其良好稳定性广泛分布于生态系统中。然而，目前人们对微塑料污染的关注主要集中于水相体系，却忽视了油脂体系。植物油作为食品工业的重要原料，更易受微塑料的污染，故应予以高度重视。此外，食物在肠道消化过程中，胶束可以显著增加人体对各类亲脂分子的吸收。富含油脂的饮食更利于胶束的形成，这种情况下肠道对微塑料颗粒的吸收如何尚不明确，油脂是否会促进微塑料颗粒在细胞中沉积亟待阐释。人们对食品中微塑料污染的检测手段还不够先进，现有方法具有很大的局限性，尤其是针对脂溶性体系。综上，植物油的微塑料污染安全需要重视。

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