
微塑料是指塑料制品及其碎片在機械磨損、紫外線(xiàn)或風(fēng)化等作用下,產(chǎn)生的直徑介于0.1 μm-5 mm的次級微?;蛑睆叫∮?00 nm的納米微粒的統稱(chēng)。由于微塑料不易降解,并易于在生物體內積累,因此其已被認定為新型污染物。目前人們發(fā)現微塑料已經(jīng)遍布整個(gè)生態(tài)系統,并且其可以通過(guò)各種途徑不斷由食物鏈轉移和積累。土壤中的微塑料通??梢员恢参锔课詹⒏患?,并在植物的蒸騰作用下加速轉移,有研究顯示,在160余種海魚(yú)的腸道中檢出了微塑料顆粒,因而處在食物鏈最頂端的人類(lèi)所受微塑料危害將會(huì )更大。此外,塑料聚合物具有較好的脂溶性,在油脂加工、包裝、運輸、儲存和烹飪過(guò)程中更容易溶出,從而導致其最后在人體中被不斷積累。研究表明,塑料包裝食品中微塑料的檢出率為74%,而每周訂塑料包裝的外賣(mài)食品1~2次的人群可攝入170-638個(gè)微塑料顆粒。微塑料的積累可以造成小鼠腸道屏障功能損傷,誘發(fā)和加速腸炎的發(fā)展,并與細胞損傷、炎癥與癌變存在明顯量效關(guān)系。在油料種植和植物油加工、儲運、烹飪過(guò)程中,更易污染微塑料顆粒,風(fēng)險不容小覷。文章從植物油的生產(chǎn)加工、運輸和貯藏等過(guò)程進(jìn)行論述,分析微塑料污染的潛在風(fēng)險,論述植物油中微塑料的污染危害及微塑料的檢測與脫除方法,以期為控制植物油中微塑料污染提供參考。
采用壓榨工藝制備植物油時(shí),油料中積累的微塑料由于親脂性而易與油脂一起被榨出。浸出法制油時(shí),由于有機溶劑的作用使得油料中微塑料顆粒的轉移效率更高,并且有機溶劑在貯藏或轉運時(shí)接觸的塑料制品也會(huì )增加其中微塑料的污染風(fēng)險,而溶劑回收過(guò)程卻又無(wú)法去除引入的微塑料。此外,植物油制取和精煉過(guò)程中使用的相關(guān)助劑、塑料容器、少數含塑料的設備與設備間的傳輸途徑等也會(huì )存在微塑料污染的隱患。
微塑料具有較強的脂溶性,植物油分子會(huì )緩慢滲入塑料聚合物內部,使塑料分子間體積膨脹,分子間作用力降低,導致塑料以十分緩慢的速度斷鍵并脫落,而震蕩和升溫會(huì )導致溶劑分子運動(dòng)加快和接觸面波動(dòng)加大,從而加速植物油滲透與微塑料剝離的進(jìn)程。目前市售的普通植物油,除極少數采用玻璃或金屬材料包裝外,大部分采用PET材料包裝,這可能會(huì )增加植物油中微塑料污染的風(fēng)險。有研究采用不同食品模擬物分析了塑料容器的微塑料污染風(fēng)險,結果發(fā)現,微塑料溶出效率大小為脂肪食品>酒精食品>水性食品,這表明油脂體系更有利于微塑料的遷移,然而目前尚無(wú)有效辦法可以避免塑料包裝容器微塑料的遷移。塑料包裝容器中的微塑料不僅源自瓶體的緩慢釋放,瓶蓋開(kāi)關(guān)時(shí)的摩擦同樣可以促進(jìn)微塑料的釋放,由此推測,植物油在吹瓶和灌裝時(shí),微塑料的摩擦釋放效率可能更高;另研究發(fā)現,在日常生活中對塑料制品進(jìn)行簡(jiǎn)單的手撕、刀割及剪斷等操作,均會(huì )隨機產(chǎn)生不同大小與不同形狀的微塑料,其中刀割生成的數量最高,因此植物油塑料包裝的使用方式也是微塑料污染的影響因素之一。
高溫可加快微塑料的釋放。有研究表明,當灌裝溫度從25 ℃升高至95 ℃時(shí),PP嬰兒奶瓶中微塑料的釋放量從0.6個(gè)/L急劇增加到5500萬(wàn)個(gè)/L;用一次性紙杯裝90 ℃水,15 min后內壁疏水的聚乙烯膜就會(huì )發(fā)生嚴重降解,大量微塑料顆粒被釋放入水中;滴漏咖啡袋在95 ℃浸泡5min即可釋放1萬(wàn)多個(gè)微塑料顆粒。另外,即使在低溫條件下,劇烈的機械震蕩同樣會(huì )誘發(fā)微塑料的大量釋放。植物油成品在運輸和轉移過(guò)程中,容易產(chǎn)生溫度波動(dòng)與機械震蕩,這極易造成容器中微塑料的脫落與溶出,尤其是在夏季氣溫較高的區域或時(shí)間,雖然低溫靜置存儲可以放緩微塑料的遷移速率,但無(wú)法完全避免。有研究用7種不同類(lèi)型的塑料垃圾浸出實(shí)驗研究微塑料在水中的釋放情況,結果表明,各類(lèi)微塑料在水中均有浸出,浸出量受介質(zhì)pH的影響,其中中性時(shí)最低。綜上,采用塑料容器灌裝的植物油,會(huì )受到塑料容器本身加工、植物油灌裝時(shí)與塑料容器的摩擦、包裝過(guò)程中的震蕩、在塑料容器中的保存時(shí)間、全過(guò)程溫度變化的影響而發(fā)生微塑料污染。
微塑料污染可能會(huì )損壞植物的光系統,導致油料作物籽粒中的脂質(zhì)發(fā)生過(guò)氧化,促使油料劣變。此外,有研究表明,植物油能夠提供形成工程脂質(zhì)的多種成分,而植物油又多與其他食物配合使用,其與食物中的成分互補即可協(xié)助脂質(zhì)體或膠束的形成,形成的工程脂質(zhì)可包裹微塑料并加強微塑料的吸收效率,從而對人體造成危害,并且微塑料對脂溶性物質(zhì)較強的吸附能力可能會(huì )吸附結合油脂中的親脂成分,增強微塑料吸附于細胞膜并進(jìn)入細胞的能力。體外模擬消化研究發(fā)現,微塑料會(huì )抑制脂肪酶的活性,顯著(zhù)降低胃腸道對脂肪的消化能力。而體外肝臟模型研究表明,微塑料可以誘發(fā)脂毒性,造成肝臟的嚴重氧化應激和脂肪變性。由此推測,微塑料在富含油脂的食物中會(huì )造成更大的風(fēng)險。
目前,植物油微塑料污染問(wèn)題仍未受到廣泛關(guān)注,尚無(wú)文獻直接對植物油中的微塑料進(jìn)行測定,微塑料的檢測主要有直接觀(guān)察法、光譜分析法、熱分析法和熱裂解-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(PY-GC-MS)等。直接觀(guān)察法是在顯微鏡或電鏡下,直接觀(guān)察并計量微塑料的大小和數量。光譜分析法是利用拉曼光譜或傅里葉變換紅外光譜快速識別微塑料等高分子材料。有研究通過(guò)識別激光光斑與像素大小,利用拉曼光譜實(shí)現了100 nm微塑料的鑒別;結合納米分辨傅里葉紅外光譜與散射式掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡成像分析法檢測微塑料,最低檢測粒徑可達20 nm。
目前,微塑料在水相中的脫除主要采用吸附法與油相萃取法。高嶺土可被用于植物油的精煉,通過(guò)向高嶺土中引入Fe、Mn等金屬元素改性,增強其對微塑料的吸附能力,能夠使其具有脫除植物油中微塑料的應用潛力,雖然改性高嶺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環(huán)。甘蔗渣生物炭對納米微塑料具有較好的脫除效果,吸附方式為單層瞬時(shí)吸附,短時(shí)間即可達到吸附平衡,但相關(guān)研究是在水相體系中完成的,在油脂體系中的適用性尚待進(jìn)一步研究。鋯金屬有機框架的海綿橡膠材料可以快速脫除水中特定粒徑的微塑料,最高脫除率可達95.5%,同時(shí)可以多次循環(huán)使用。另有研究發(fā)現,微塑料的疏水表面可結合疏水磁性納米粒子而磁化,因此用磁場(chǎng)分離法使Fe3O4磁種子與微塑料結合,并通過(guò)外加磁場(chǎng)分離團聚體,可實(shí)現微塑料的脫除。
作為當前備受關(guān)注的新型污染物,微塑料以其良好穩定性廣泛分布于生態(tài)系統中。然而,目前人們對微塑料污染的關(guān)注主要集中于水相體系,卻忽視了油脂體系。植物油作為食品工業(yè)的重要原料,更易受微塑料的污染,故應予以高度重視。此外,食物在腸道消化過(guò)程中,膠束可以顯著(zhù)增加人體對各類(lèi)親脂分子的吸收。富含油脂的飲食更利于膠束的形成,這種情況下腸道對微塑料顆粒的吸收如何尚不明確,油脂是否會(huì )促進(jìn)微塑料顆粒在細胞中沉積亟待闡釋。人們對食品中微塑料污染的檢測手段還不夠先進(jìn),現有方法具有很大的局限性,尤其是針對脂溶性體系。綜上,植物油的微塑料污染安全需要重視。