动物源食品中微塑料污染特征与溯源分析的现状与挑战

《Food Chemistry》：Current knowledge and challenges in the characterization of microplastics and their contamination sources in animal-based foods

　　

动物源食品是人类营养中不可或缺的一部分，提供优质蛋白质、必需氨基酸、维生素和矿物质。然而，近年来，在动物源食品中检测到微塑料（MP）引发了越来越多的关注，因其可能成为人类长期膳食暴露于新兴环境污染物的重要途径。本文综述了牛奶及乳制品、肉类、鱼类、蜂蜜和鸡蛋等动物源食品中MP污染的研究进展，重点关注其赋存特征、检测与定量分析方法、污染来源以及当前的监管框架。文献计量分析显示，2013至2025年间相关研究数量显著增长，形成了分析方法学、环境污染途径与食品安全三大研究聚类。研究人员发现，食品加工过程会显著加剧MP污染水平，而聚合物类型和粒径在不同食品基质间存在差异。常用的鉴定技术包括傅里叶变换红外光谱（FTIR）、显微拉曼光谱（μ-Raman）等，但各研究方法之间缺乏标准化，导致数据可比性不足。此外，现有监管体系仍十分有限且碎片化。本文旨在为研究人员、食品行业及监管机构提供全面的研究现状梳理，并指出当前知识空白与方法学挑战。

一、研究背景与科学问题

微塑料（MP）是指尺寸小于5 mm的塑料颗粒，进一步可区分为微塑料（5 mm–100 nm）和纳米塑料（100 nm–1 nm）。MP可分为初生微塑料（人为制造用于工业及化妆品用途）和次生微塑料（由大型塑料制品降解产生）。由于MP的持久性和微小尺寸，它们已在土壤、空气、水等所有环境介质以及多种食品中被检出。尽管早期研究主要聚焦于海洋生态系统和海产品作为人体MP暴露的主要途径，但最新证据表明，MP广泛存在于各类动物源食品中，包括牛奶及乳制品、肉类、鸡蛋、鱼类、海鲜和蜂蜜。这些食品因全球消费量大、营养价值高，且生产和加工链条复杂，成为MP污染的关键载体。当前存在的主要问题包括：不同食品基质中MP的定性定量特征尚不统一，分析方法的标准化程度低，污染来源识别困难，以及监管框架严重滞后。因此，本研究旨在对动物源食品中MP的污染现状、分析方法、污染来源及监管视角进行系统性批判性综述，为研究者、食品工业和监管机构提供综合性的知识更新。

二、研究方法概述

研究人员采用系统性文献检索策略，覆盖Scopus、ISI Web of Science、Google Scholar和PubMed数据库，检索时限为2013年1月至2025年12月。文献筛选遵循PRISMA指南，最终纳入41篇符合标准的原创研究。同时，利用Scopus数据库进行了文献计量分析和关键词共现网络分析，揭示该领域的研究主题聚类结构。

三、主要研究结果

3.1 样品消解方法

动物源食品基质复杂，含高蛋白、高脂和高无机物，样品消解是关键步骤。研究中采用的消解方法包括碱性消解（KOH、NaOH）、氧化消解（H₂O₂）、酸性消解（HNO₃）、替代试剂消解（NaClO、TMAH）和酶消解法。碱性消解尤其适用于液态奶、乳制品、肉类和蛋类；氧化消解常用于蜂蜜和海鲜；酸性消解效率高但对聚合物损伤大，应用受限；酶消解选择性最佳但耗时昂贵。联合酶-化学消解策略逐渐被推荐，以实现高效基质去除与聚合物完整性保持。

3.2 微滤与密度分离

膜过滤是最常用的MP分离手段，滤膜材料包括硝酸纤维素、醋酸纤维素、银膜、硅膜、纸质膜和玻璃膜，孔径从0.45 μm到50 μm不等。高粘度或高固形物含量的基质需预过滤以减少堵塞。密度分离常结合膜过滤使用，利用饱和NaCl、NaI或ZnCl₂溶液区分不同密度的聚合物。对于液体基质，直接膜过滤通常足够；对于复杂基质，组合策略可提高回收率。

3.3 MP鉴定与定量

聚合物鉴定主要依赖FTIR和拉曼光谱法。μ-FTIR可可靠识别10–20 μm以上的颗粒，而μ-Raman分辨率更高，可达亚微米级，但易受荧光干扰。显微镜技术（如体视显微镜）常用于初步筛查，但无法提供化学组成信息，易产生误判。热分析法（如Py-GC/MS）可实现质量定量，但无法获取颗粒数量、形态信息。定量通常以MP/kg或MP/L表达，手动计数结合光谱确认是目前保证准确性的主流方式。

3.4 MP的物理特征

粒径方面，动物源食品中MP粒径范围极宽（数微米至数毫米），受滤膜孔径和分析方法影响显著。液态奶平均粒径143.8–903.0 μm，奶粉则明显偏小（约100 μm），提示干燥粉碎过程促进碎裂。发酵乳粒径分布与液态奶相似。肉类、鱼类、蜂蜜和蛋类均表现出高度异质性。

形状方面，纤维和碎片是最常见的两类形态。纤维通常来源于空气中纺织品脱落（如合成衣物、清洁布），碎片多源于包装材料或设备磨损。液态奶中纤维占主导（最高达97.5%）或碎片占优（60.7%），差异反映污染源和分析方法的不同。奶粉中以碎片为主（88%），发酵乳中纤维占42.7%–100%，婴儿配方奶粉中碎片占75%。红肉和鸡肉中碎片略多于纤维。鱼和海鲜中碎片通常占主导（高达95%），符合水生环境中风化破碎的特征。蜂蜜中纤维和碎片合计占78%–95%。

颜色方面，MP颜色多样，包括透明、白色、蓝色、红色、黑色等，可为初步判断来源提供线索。

四、讨论与结论

4.1 污染来源分析

动物源食品中的MP污染来源多元且复杂。对于乳制品，污染可能源自饲料摄入、挤奶过程中的塑料接触、加工管道和设备磨损、包装材料迁移以及空气中的沉降。肉类产品的污染途径包括受污染的饲料、屠宰和加工过程中与塑料材料的接触。鱼类和海鲜主要因直接生活于受污染水体而摄入MP。鸡蛋中的MP很可能来自母鸡摄入的受污染饲料，经消化道转运至蛋内。蜂蜜中的MP则可通过蜜蜂采集受污染的水、花粉和空气颗粒进入蜂巢，也可源自养蜂饲料和蜂箱塑料部件。

4.2 食品加工的影响

多项研究表明，食品加工过程会显著改变MP的浓度和特征。例如，奶粉生产中的干燥和研磨过程增加了小粒径碎片比例；发酵和搅拌等工艺可能促进纤维释放；罐装、腌制和包装环节均可能引入额外MP。总体而言，加工环节越多，MP污染水平越高。

4.3 研究结论

该论文发表于《Food Chemistry》。研究人员通过对2013–2025年间41项研究的系统回顾得出结论：动物源食品普遍存在MP污染，且污染水平受食品基质类型、加工方式和包装条件显著影响。目前分析方法的标准化缺失严重制约了数据的可比性和风险评估的可靠性。未来亟需开发基质特异性的标准化消解与鉴定协议，建立统一的MP报告框架，并推动涵盖全产业链的污染防控法规建设。该研究为理解动物源食品中MP污染的全景图提供了关键支撑，也为后续毒理学研究和风险管理奠定了重要基础。