《Current Research in Food Science》：Microplastic Contamination in Commercial Milk: Quantification and Polymer Identification Using SEM-EDS and Micro-Raman Spectroscopy
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摘要翻译：食品中的微塑料（Microplastic, MP）污染已引发全球公共卫生关注，但针对乳制品基质的标准检测方法仍属空白。本研究调查了来自伊朗德黑兰的30份市售牛奶样本中微塑料的存在情况、丰度、聚合物组成及粒径分布，并评估了包装类型与污染水平之间的关联。
摘要翻译：食品中的微塑料（Microplastic, MP）污染已引发全球公共卫生关注，但针对乳制品基质的标准检测方法仍属空白。本研究调查了来自伊朗德黑兰的30份市售牛奶样本中微塑料的存在情况、丰度、聚合物组成及粒径分布，并评估了包装类型与污染水平之间的关联。研究人员通过化学消解（30%过氧化氢，60°C，24小时）和真空过滤（1.2 μm玻璃纤维滤膜）分离微塑料。质量保证措施包括聚合物特异性回收率测试（五种聚合物的回收率为82%–96%）、程序空白（每张滤膜1.2 ± 0.8个颗粒）及空气沉降污染监测。所有样本中均检出疑似微塑料，浓度范围为每升5至36个颗粒（平均值：18.4 ± 8.7个颗粒/升）。在接受显微拉曼分析的颗粒中，鉴定出聚乙烯（32%）、聚丙烯（24%）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（15%）、聚酰胺（12%）和聚醚砜（9%）。包装类型与微塑料丰度显著相关（p < 0.001），塑料瓶装样本（24.6 ± 7.1个颗粒/升）的污染水平高于利乐包（Tetra Pak）纸盒装样本（12.2 ± 5.9个颗粒/升）。粒径分布显示，72%的颗粒小于100 μm，平均直径为68.4 ± 42.7 μm。这些发现表明，市售牛奶可能构成微塑料膳食暴露的潜在途径。观察到的包装类型与微塑料丰度之间的关联提示包装相关因素的可能贡献，但基于本观察性研究设计，无法确定所检出颗粒的具体来源。未来需采用靶向溯源方法和标准化分析方法开展进一步研究。
论文解读：市售牛奶中微塑料污染的多技术联合检测与包装关联性分析
微塑料（Microplastics, MPs）是指粒径小于5 mm的塑料颗粒，因其持久性、广泛分布及潜在毒理效应，已成为全球环境和公共卫生领域的焦点问题。已有研究在海盐、饮用水、蜂蜜、啤酒及新鲜农产品等多种食品中检出微塑料，表明该污染物在人类食物链中广泛存在。牛奶作为全球数十亿人每日摄食的营养必需品，其供应链涉及饲料、挤奶设备、储罐、加工机械及包装材料等多个潜在污染环节。尽管已有研究在商业牛奶、奶粉及婴儿配方奶粉中检出微塑料，但针对乳制品基质的标准化检测方法仍属空白，多数研究缺乏回收率测试和程序空白等质量控制措施，粒径分布这一与暴露评估和毒理学意义密切相关的参数也鲜有系统报道。此外，特定包装材料与微塑料丰度及聚合物组成之间的定量关联尚未得到系统评估。为此，研究人员开展了一项针对伊朗德黑兰市售牛奶的微塑料污染调查，旨在量化微塑料丰度、表征颗粒形态、确定聚合物组成与粒径分布、评估包装类型与污染水平的关联，并通过回收率测试评估分析回收率，同时探讨乳制品行业潜在污染源及缓解措施。
研究人员从德黑兰超市购买了30份市售牛奶样本，涵盖10个品牌、不同脂肪含量（1.0%、1.5%、2.5%、3.0%）及两种包装类型（塑料瓶和利乐包Tetra Pak），并区分小容量（≤500 mL）和大容量（≥1000 mL）规格。样本在2小时内冷链运输至实验室。微塑料提取采用化学消解（30%过氧化氢，60°C，24小时）联合真空过滤（1.2 μm玻璃纤维滤膜）。质量控制包括每批次5个程序空白、空气暴露空白监测、聚合物特异性回收率测试（五种聚合物，各100个颗粒/升加标），以及检测限（程序空白均值加3倍标准差）计算。颗粒筛选使用体视显微镜，并通过扫描电子显微镜-能谱仪（SEM-EDS）进行表面形貌和元素组成表征，采用显微拉曼光谱（Micro-Raman spectroscopy, 785 nm激光）进行聚合物鉴定，光谱比对采用瓦赫宁根大学微塑料光谱库及自行采集的纯聚合物标准光谱，匹配阈值以Hit Quality Index（HQI）>0.85为准。统计方法包括Shapiro–Wilk正态性检验、单因素方差分析（ANOVA）及Tukey HSD事后检验、独立t检验、Pearson相关分析和多元线性回归。
研究结果显示，所有30份牛奶样本中均检出疑似微塑料颗粒，浓度范围为5至36个颗粒/升，平均浓度为18.4 ± 8.7个颗粒/升。形态学分类（共551个颗粒）显示，碎片占58%（n = 320），纤维占35%（n = 193），球体占7%（n = 38）。纤维以蓝色（45%）和透明（30%）为主，碎片颜色分布较广，包括黑色（35%）、红色（25%）和透明（20%）。粒径分析（n = 350）显示，平均粒径为68.4 ± 42.7 μm，范围2.5至430 μm；粒径分布主峰位于20–50 μm（占37%），次峰位于100–200 μm（占25%）；72%的颗粒小于100 μm，41%小于50 μm。纤维平均直径（82.5 ± 51.3 μm）显著大于碎片（54.6 ± 32.8 μm）和球体（38.2 ± 21.5 μm）（p < 0.001）。包装类型与微塑料丰度显著相关（F(1,28) = 18.44, p < 0.001），塑料瓶装样本平均浓度（24.6 ± 7.1个颗粒/升）显著高于利乐包纸盒装样本（12.2 ± 5.9个颗粒/升）；但按产品容量分组后差异不显著（p = 0.73）。多元线性回归模型中，包装类型是显著预测因子（R2 = 0.48, β = 0.68, p < 0.001），而脂肪含量（β = 0.08, p = 0.62）和品牌（β = 0.12, p = 0.43）无显著预测作用。显微拉曼光谱成功鉴定150个颗粒中的142个（确认率94.7%），平均HQI为0.92 ± 0.04。聚合物组成以聚乙烯（PE, 32%）和聚丙烯（PP, 24%）为主，其次为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET, 15%）、聚酰胺（PA, 12%）和聚醚砜（PES, 9%），其他或未鉴定聚合物占8%。描述性比较显示，塑料瓶装样本中PE和PP占比分别为35%和27%，而利乐包样本中PET和PA占比分别为19%和16%。质量控制和回收率方面，五种聚合物的回收率为82%（PET）至96%（PE），总体平均回收率为89.4 ± 5.8%；程序空白为每张滤膜1.2 ± 0.8个颗粒，空气空白为0.6 ± 0.5个颗粒；检测限为3.6个颗粒/滤膜。SEM-EDS分析提供了表面形貌和元素组成的补充信息，例如PA颗粒显示不规则表面，PES颗粒表面光滑且能谱中存在硫峰，PET颗粒氧含量较高，PE和PP颗粒以碳元素为主导。
讨论部分指出，本研究中检出的微塑料浓度与此前牛奶及乳制品研究报告的范围相当。聚合物组成以PE和PP为主，这些聚合物常见于塑料包装材料，但其他聚合物类型也可能来源于加工设备或生产环境。然而，由于本研究未进行生产在线采样或受控来源追踪实验，所观察到的聚合物谱不能确定颗粒的具体来源。包装类型与微塑料丰度之间的显著关联仅代表一种相关性，而非直接因果证据，因为加工条件、操作、储存、环境污染及产品个体差异均可能产生影响，且按产品容量校正后差异不再显著，故应谨慎解读。粒径分布方面，72%的颗粒小于100 μm，这一参数为未来暴露评估提供了重要的物理化学信息，但本研究未涉及生物摄取、组织分布或毒理效应，不能据此推断健康风险。质量控制结果表明回收率和空白水平处于可接受范围，但回收率实验是在超纯水而非牛奶基质中进行的，不能视为完全基质匹配验证。此外，显微筛选共记录551个颗粒，而仅对约150个颗粒进行了光谱分析，因此报道的聚合物组成仅代表经光谱成功鉴定的那一部分颗粒，而非所有显微镜下检出颗粒的聚合物分布。SEM-EDS仅作为形貌和元素表征的补充技术，聚合物鉴定以显微拉曼光谱为主要依据。研究局限性包括：样本仅来自德黑兰单一地区，样本量有限（n = 30），无法代表其他地域、品牌、生产系统或季节；未进行在线采样或受控包装释放实验，无法确定颗粒的确切进入点；回收率实验非牛奶基质验证；未直接研究储存条件、温度波动、光照和储存时间对微塑料释放的影响；过氧化氢消解可能影响某些聚合物的回收率或物理特征。实际意义方面，该研究为食品安全监管机构提供了继续监测和开发乳制品微塑料标准化分析方法的必要性证据；为乳制品生产者强化加工、包装、储存和操作环节的质量控制提供了参考；对消费者而言，结果提示市售牛奶可能是微塑料膳食暴露的潜在途径，但研究未建立直接健康危害，不能解读为饮用牛奶存在已证实的健康风险。研究结论为：在德黑兰市售的30份牛奶样本中均检出潜在微塑料颗粒，浓度范围5至36个颗粒/升，平均18.4 ± 8.7个颗粒/升；显微拉曼光谱在经分析的颗粒中确认了PE、PP、PET、PA和PES等聚合物类型；塑料瓶装样本的微塑料丰度显著高于利乐包样本，但该发现仅为关联性，不能确立包装为直接来源；粒径分析显示72%的颗粒小于100 μm，为未来暴露和风险评估提供了理化数据；回收率和空白测量反映了实验条件下的分析性能，但非完全基质匹配验证。未来需通过更大规模和地理多样性样本、基质匹配验证、在线监测、受控包装实验及标准化分析方法，来阐明牛奶及乳制品中微塑料污染的来源、发生规律及潜在意义。
