STOTEN :炊具对食品的微塑料和PTFE污染

文摘   科学   2024-05-20 13:12   美国  

Science of the Total Environment :炊具对食品的微塑料和PTFE污染


该研究旨在确定用塑料和聚四氟乙烯涂层炊具制备食物会在多大程度上将微塑料引入食物。先前的研究主要集中在单一产品和食物制备过程(例如在砧板上切食物)的微塑料污染。在这里,一个食物模拟物经历了一系列常用的食物加工步骤,包括加热、冷却、混合、切片和使用一系列炊具储存。研究人员使用了不同类型和年代的炊具和与食物接触的材料,以检验塑料炊具,特别是表面已有损伤的旧塑料炊具可能导致预制食品受到微塑料污染的假设。

数据图简要分析导览:
(1)                  

图1(照片显示使用非塑料炊具制备食物模拟物的步骤。

图2(使用不同炊具烹饪前(浅黄色)和烹饪后(深黄色)的食品模拟剂微塑料污染(每次处理n = 5)。

图3(使用不同的炊具(每次处理n = 5)对四种不同的聚合物基团进行烹饪之前(浅黄色)和之后(深黄色)的食品模拟剂微塑料污染:(A)聚乙烯(PE);(B)聚酯(PES);(C)聚丙烯(PP)(D)聚四氟乙烯。数据以标准误差条表示平均值。

制备食品模拟剂的炊具材料和使用年限对微塑料污染有显著影响(图2;表1)。用非塑料炊具制备的模拟食品含有2.8±0.4个微塑料,与未加工的模拟食品无显著差异。新型塑料炊具制备的模拟食品中含有9.2±1.2个微塑料,显著高于未加工的食品兴奋剂和非塑料炊具制备的食品兴奋剂。此外,使用旧塑料炊具制备的模拟食品含有最高的微塑料负荷(16.4±0.5微塑料),显著高于所有其他处理。用塑料炊具制备模拟食品导致污染模拟食品的聚乙烯、聚丙烯和聚四氟乙烯颗粒显著增加(Kruskal-Wallis, p < 0.01;图3)。在不同处理中,食品模拟剂平均含有0.6-2.2个聚酯颗粒,处理之间无显著差异(Kruskal-Wallis, p = 0.20;图3 b)。对于聚丙烯,新、旧塑料炊具制备的食品模拟剂分别含有2.4±0.4和4.0±0.9颗粒,显著大于未加工和未塑料处理的食品模拟剂的0.2±0.2和1.0±0.3颗粒(Wilcoxon, p < 0.05;图3 c)。未加工或未塑料处理的食品模拟剂中未观察到聚四氟乙烯颗粒。与之相反,新、旧塑料炊具制备的食品模拟物分别含有2.2±0.4和4.6±1.5个PTFE颗粒。

图4(在五个重复中使用不同炊具烹饪前后在食品模拟剂中鉴定出的所有微塑料的特征。(A)显示中位数、四分位数和全范围粒径的盒须图(最小和最大尺寸的平均值)。(B)被分类为颗粒的微塑料总数(比例<1:3);黄色)和纤维(>1:3的比例;橙色)。(C)每种处理中鉴定的聚乙烯(黄色)和聚丙烯(橙色)微塑料的羰基指数。)

微塑料最小尺寸为13.4 ~ 120 μm,最长尺寸为16.4 ~ 318 μm。虽然不同处理的微塑料尺寸没有显著差异(Kruskal-Wallis, P = 0.07),但新旧塑料炊具释放的颗粒尺寸差异较大(图4A)。大多数微塑料被认为是颗粒(最小尺寸和最大尺寸之间的比例<1:3),在非塑料、新塑料和旧塑料处理中,分别有7.1%、3.9%和8.6%的微塑料被分类为纤维(最小尺寸和最大尺寸之间的比例>1:3)(图4B)。聚丙烯和聚乙烯的羰基指数分别为1.00±0.10 ~ 1.40±0.40和0.90±0.08 ~ 1.26±0.24,处理间无统计学差异。对于这两种聚合物,与其他处理相比,从旧塑料炊具处理中提取的颗粒具有明显更高的羰基指数,表明轻度光化学氧化(图4C)。


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总结

该研究提供了在现实世界中用于准备食物的塑料炊具中释放>10 μm微塑料的估计。新的和旧的塑料炊具都比非塑料炊具释放出更多的微塑料和聚四氟乙烯颗粒。研究结果警告人们,塑料和聚四氟乙烯涂层炊具可能会将微塑料和聚四氟乙烯颗粒引入食物中。根据更广泛的文献,推测微塑料的释放源于热降解和机械降解;因此,如果使用带有塑料和聚四氟乙烯涂层炊具的坚硬或锋利的餐具,或在较高温度下加热这些材料,微塑料的释放可能会加剧。目前缺乏评估微塑料和聚四氟乙烯颗粒对人类健康构成的风险的高质量数据。

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