随着食品和物品用包装需求的增加，自20世纪50年代开始大规模生产塑料。1972年CARPENTER等[1]在美国佛罗里达沿海首次发现了微塑料。2004年，英国普利茅斯大学的THOMPSON等[2]在Science杂志上发表了关于海洋水体和沉积物中塑料碎片的论文，首次提出了“微塑料”的概念。微塑料(Microplastics)通常被定义为直径小于5 mm的塑料纤维、颗粒或碎片，主要成分包括聚乙烯(Polyethylene, PE)、聚丙烯(Polypropylene, PP)、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride, PVC)、聚苯乙烯(Polystyrene, PS)、聚对苯二甲酸类(Polyethyleneterephthalate, PET)等，按其来源可分为初生微塑料和次生微塑料。初生微塑料是指经过河流、污水处理厂等而排入水环境中的塑料颗粒工业产品，如化妆品配方中的微珠及在塑料产品生产过程中使用的球形或圆柱形原始树脂[3]。次生微塑料是指由塑料碎片经过长期紫外线暴露及物理磨损而成的塑料颗粒，是微塑料的主要存在形式。
1、 食品中微塑料的分析方法
目前食品中微塑料的标准分析方法尚未建立[19],亟需研究制定不同样品组织下微塑料采样及定性定量指南[20]。目前，已经制定了环境样品中微塑料分析技术[21],一般包括样品分离、定性鉴别和定量分析[22]。
1.1、 样品分离
对微塑料检测之前，需要先分离出微塑料，主要分离方法包括目检法、密度法、筛分过滤法、酸/碱/酶消解法、氧化法、微波辅助萃取法等[19,21,23,24]。其中目检法是通过裸眼或在显微镜辅助下将微塑料与其他材料如有机碎片(壳碎片、金属、涂料)等区分、分离出来并计数的一种常用方法。
1.2、 定性鉴别
微塑料定性鉴别的分析方法包括目视鉴定法、傅里叶变换-红外光谱分析法、近红外高光谱成像(Near-infrared hyperspectral imaging, NIR-HSI)、拉曼光谱法、染色法、扫描电子显微镜及能谱仪法、示差扫描热法及热重分析法、热解吸-气相色谱-质谱联用技术、碳氢氮分析法[21]、光谱技术结合机器学习[25]。
1.3、 定量分析
微塑料定量分析方法包括目检法、显微傅里叶变换-红外光谱分析法、显微拉曼光谱法、示差扫描热法及热重分析法、热解吸-气相色谱-质谱联用技术等。
2、 食品中微塑料的分布和转移
2.1、 食品中微塑料的分布
食品中微塑料分布的相关研究主要集中在海产品，全球累计发现120多种渔业物种中存在微塑料污染[26],除此之外，有文献报道在啤酒[12]、糖和蜂蜜[8]、食盐[14,27]、瓶装水[15,28,29,30],以及苹果、梨、胡萝卜、生菜等果蔬食品[16,17]中发现有微塑料分布。
联合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO)和欧盟食品安全局(European Food Safety Authority, EFSA)都对食品中微塑料的含量进行过调查[19,26,31],在双壳类[如长牡蛎(Crassostrea gigas)和青蛤(Cyclina sinensis)]、鱼类[如大西洋鲱(Clupea harengus)和大西洋鳕(Gadus morhua)]、其他无脊椎动物[包括短沟对虾(Penaeus semidulacatus)和褐虾(Crangon crangon)等]、蜂蜜、啤酒、食盐中都含有微塑料。其中，关于中国的报道中提到了双壳类动物(调研中微塑料含量最高的食品)和食盐。
2.2、 微塑料沿海洋食物链转移
微塑料的大小类似于某些浮游生物，可被许多海洋无脊椎动物摄取[32],也可以在沉积物中积累[2],因此底栖生物可能会摄入微塑料并在营养级之间转移。FARRELL和NELSON[33]证明贻贝和螃蟹之间发生了营养转移。MURRAY和COWIE[34]研究发现，挪威龙虾(Nephrops norvegicus)通过被喂食的带有聚丙烯链的鱼片而摄入微塑料。ERIKSSON和BURTON[35]在海狗(Arctocephalus spp.)的粪便中发现了微塑料，推测是其猎物大眼电灯鱼(Electrona subaspera)摄入微塑料所致。由于鱼粉在家禽生产和养殖猪中有一定应用，因此微塑料可能最终会分布在非海洋食品中[36]。
3 、食品中微塑料的暴露情况
人体可通过呼吸、经口摄入或皮肤接触暴露于微塑料。关于微塑料膳食暴露的研究目前主要集中于海产品[26],非海产品类报道较少。海鱼体内的微塑料主要集中在消化道，但消化道通常不被作为食品食用，因此其中的微塑料一般不会直接暴露给人类，消费者对可食用部分中微塑料的暴露量很低。由于滤食性双壳类动物(如贻贝)的消化道会被食用，因此，滤食性双壳类的食用量代表了从海产品中摄入微塑料的量。LUCAS等[37]检测了270位法国女性志愿者的贻贝食用量，平均为200 g(无壳),假设通常男性比女性多吃25%,则男性对贻贝的平均食用量为225 g。EFSA调研微塑料含量最高的食品中微塑料含量中位数为4个/g[11]。因此，食用225 g贻贝将会暴露约900个微塑料。根据VAN CAUWENBERGHE和JANSSEN[10]及BOUWMEESTER等[36]的研究，假设微塑料为平均粒径25 μm的球形颗粒[10]、密度为0.92 g/cm3[36],则900个塑料颗粒将重量为7 μg。即食用225 g贻贝，微塑料的暴露个数为900个，暴露重量为7 μg。
4、 微塑料的毒性研究
4.1 、微塑料的毒物动力学研究
微塑料毒物动力学现有可用的数据主要包括吸收和分布情况，而关于代谢和排泄的相关资料相对较少，目前还没有关于微塑料在人体体内吸收的数据[19]。食入微塑料后是否发生肠上皮跨膜转运尚不清楚，如发生跨膜转运，则内部器官和组织将暴露于微塑料。
肠壁上皮细胞是微塑料的重要屏障(不包括直接的跨细胞转运),最大的细胞间隙只有约1.5 nm, 大于1.5 nm的微塑料不可能通过细胞旁途径摄入体内[38]。派尔集合淋巴结微褶皱细胞可能是微塑料吸收的主要场所[39]。微塑料通过派尔集合淋巴结微褶皱细胞摄取后可能发生吞噬或内吞作用[39],粒径小于0.5 μm时发生内吞作用，粒径大于0.5 μm时巨噬细胞发挥吞噬作用[40],吞噬作用的上限由巨噬细胞的体积决定。小鼠腹腔注射聚甲基丙烯酸盐和聚苯乙烯微粒后观察到腹膜巨噬细胞对1、5和12 μm的微粒有吞噬作用[41]。啮齿类动物腹腔注射或吸入微塑料，微塑料激活T细胞并被巨噬细胞吞噬，巨噬细胞将颗粒转运到淋巴结[41,42,43]。
4.2、 其他毒性研究
一般来说，口服摄入的微塑料大部分(>90%)将通过粪便排泄掉，只有<150 μm的塑料颗粒才能在肠道上皮细胞内转移，从而引起全身性暴露产生毒性效应。目前报道的微塑料毒性研究主要包括细胞毒性、生殖毒性、免疫反应、影响铁的吸收、其他效应、复合暴露效应等。
微塑料进入细胞内，会引起细胞毒性。聚乙烯纳米颗粒溶解在脂质双层膜的疏水核中，形成一个不缠结的单聚合链网络，会改变细胞膜的结构和功能[50]。聚苯乙烯微塑料具有低毒性，人结肠癌Caco-2细胞暴露于其中[0.1 μm(20、50、80 μg/mL)和5 μm(80 μg/mL)]12 h, 会破坏线粒体膜电位，抑制膜ABC转运蛋白活性[51]。
5、 亟待解决的问题
近20年来，微塑料相关的研究论文数量呈指数级增长，但由于目前用于食品中的微塑料分析鉴定标准方法尚未建立，导致不同论文的数据可比性较低[31],目前亟需建立一种灵敏、可靠的能从复杂环境基质中提取并鉴定微塑料的方法。
目前尚不清楚人类每天微塑料的暴露量，暴露后毒物动力学可用数据仅包括吸收和分布情况，而代谢和排泄相关资料较少，且在人体胃肠道环境中，微塑料的降解能否形成纳米塑料也不清楚。还没有关于微塑料吸收的人体体内数据。
6、 小结
随着对塑料和微塑料使用量的增加，微塑料已经成为一种普遍存在的污染物，广泛存在于水产养殖、海洋环境中的常用水生物种中，目前，微塑料已经对食品安全和人类健康构成威胁。近年来，微塑料污染已成为全球关注的热点，但食品中微塑料的研究相对薄弱。目前还没有建立食品中微塑料采样和检测的标准方法，现有的毒理学资料仍不完善，微塑料的影响途径和可能对人类健康造成的风险方面的研究也亟需加强，只有全面掌握微塑料对人体健康的危害，才能对其开展科学的食品安全性风险评估。
参考文献
[1] CARPENTER E J,ANDERSON S J,HARVEY G R,et al. Polystyrene spherules in coastal waters[J]. Science,1972,178 (4062):749-750.
[2] THOMPSON R C,OLSEN Y,MITCHELL R P,et al.Lost at sea where is all the plastic?[J] Science,2004,304 (5672):838.
《食品中微塑料的研究现状》来源：《中国食品卫生杂志》，作者：王小红,梁春来,杨辉
