果汁长期储存中微塑料释放规律及其健康风险评估——基于芒果与菠萝汁的实证研究

《International Journal of Food Properties》：Microplastic release in mango and pineapple juice: role of storage time and temperature

本研究通过系统监测芒果与菠萝汁在4°C与25°C下180天储存过程中的微塑料（MPs）释放动态，发现温度与时间显著影响MPs释放量（如25°C下菠萝汁达19.68±0.42 MPs/50mL），并通过拉曼光谱（Confocal Raman Spectroscopy）与SEM-EDX技术确认了聚苯乙烯（PS）等聚合物类型，最终计算出儿童群体每日摄入量（EDI）高达0.645 particles/kg/d，为饮料包装风险评估提供了关键数据支撑。

　　

微塑料在果汁储存中的释放规律与健康风险研究

研究背景

塑料包装因成本低、耐用性强被广泛应用于饮料行业，但长期储存可能导致微塑料（MPs）释放。MPs是粒径1 μm–5 mm的塑料颗粒，可通过食物链进入人体，引发内分泌紊乱、神经毒性等健康风险。本研究聚焦酸性果汁（芒果/菠萝汁）在4°C（冷藏）与25°C（常温）下180天的MPs释放规律，填补了长期储存动态研究的空白。

实验设计与方法

研究采用伊朗某品牌PET瓶装果汁，通过双氧水（H₂O₂）消化、6 μm滤膜过滤后，利用光学显微镜统计MPs数量、粒径、颜色与形状，并通过拉曼光谱（Confocal Raman Spectroscopy）与SEM-EDX鉴定聚合物类型与元素组成。质量控制措施包括使用层流罩、过滤试剂及空白样品校正。

原料与生产环节的MPs污染

在果汁生产原料中检测到MPs：

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  生产用水：发现1个200 μm黑色聚碳酸酯（PC）颗粒；
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  添加剂（糖/维C）：MPs以碎片（42.81%）和纤维（57.14%）为主，含聚酰胺（PA）等聚合物；
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  浓缩果汁：芒果浓缩汁检出红色碎片（100 μm，PC）和黑色纤维（600 μm，PS），菠萝浓缩汁检出绿色PC碎片。

储存时间与温度对MPs释放的影响

MPs释放量随储存时间与温度显著上升（p≤0.05）：

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  初始浓度：芒果汁6.57±0.56 MPs/50mL，菠萝汁5.53±0.55 MPs/50mL；
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  180天后：4°C下芒果汁13.65±0.45 MPs/50mL，25°C下菠萝汁达19.68±0.42 MPs/50mL（最高值）。
  高温（25°C）促进塑料降解与添加剂迁移，酸性环境（菠萝汁酸度更高）进一步加速MPs释放。

MPs物理特征与聚合物类型

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  粒径：50–1500 μm，61.36%颗粒<200 μm（易被肠道吸收）；
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  颜色：黑色（41.42%）、灰色（17.14%）为主，与塑料添加剂相关；
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  形状：纤维与碎片并存，表面粗糙度利于吸附重金属；
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  聚合物：拉曼光谱确认PS、PP、PC、PA四种类型，特征峰包括PC的C=O振动（1200–1800 cm^?1）和PS的芳香环振动（1600–1650 cm^?1）。

SEM-EDX揭示MPs表面特性

扫描电镜显示MPs表面存在侵蚀与孔隙结构，EDX检测到碳、氧、硫、钙等元素，证实MPs可吸附生产环境中的矿物杂质（如水中镁、钙）及塑料添加剂（硫来自抗氧化剂）。

每日摄入量（EDI）与健康风险

基于伊朗人群消费数据（成人0.03 L/d，儿童0.041 L/d），计算EDI：

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  成人：180天后0.117–0.169 particles/kg/d（25°C下菠萝汁最高）；
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  儿童：0.447–0.645 particles/kg/d（显著高于成人）。
  MPs生物累积可能引发炎症反应，且PC中的双酚A（BPA）具有内分泌干扰作用。

研究结论

果汁长期储存（尤其常温）显著增加MPs释放，儿童摄入风险更高。聚合物多样性（PS/PP/PC/PA）表明污染源包括瓶盖、密封件等多环节。研究为饮料包装风险评估提供了关键动力学数据，建议优化储存条件并加强生产环节MPs监控。