奈米塑膠微粒(1-999 nm)是比塑膠微粒(< 5 mm)更小塑膠顆粒,近年發現人們會透過攝食被汙染的食物及使用塑膠食品接觸材料,而暴露於奈米塑膠環境中。環境奈米塑膠微粒具有不同物理化學性質,其被攝入後,在腸胃道消化液的粒徑變化及降解等行為,可能影響微粒最終宿命—被人體吸收或排出。因此有許多研究使用人工腸胃道消化液來進行相關研究,然而人工消化液是否能代表人體真實的情境仍然未知。
食品安全學系蕭伊倫老師及研究團隊,在國科會專題研究計畫經費支持下,使用人工腸胃道消化液(含或不含標準食物基質)與人類及豬的消化液進行比較,探討奈米塑膠微粒在腸胃道消化液的宿命,該研究已刊登於國際期刊《危害物質期刊》(Journal of Hazardous Materials)。
研究團隊藉由奈米追蹤分析儀(Nanoparticle-Tracking Analysis)螢光模式,精確量測螢光奈米塑膠的高解析粒徑分布,發現不同種類/表面電荷的塑膠微粒在唾液、胃液及腸液中的粒徑變化不同,且較小粒徑的聚苯乙烯(Polystyrene)塑膠微粒,對於消化液酸鹼度及蛋白質成分的影響,較其他大顆粒或不同電荷的塑膠微粒大。在人工消化液中含或不含有食品標準基質則不太影響粒徑變化。【右圖:營養學院食品安全學系蕭伊倫副教授】
與真實消化液比較時,微粒粒徑在3種消化液中的變化趨勢類似,但在人工消化液中,各消化階段的奈米塑膠微粒粒徑都較小,因此研究團隊認為人工消化液模式只能做為最壞情境的模擬。最後針對人工及真實消化液中重要的陽離子及蛋白質成分進行分析,發現在真實消化液中二價陽離子(鈣及鎂)濃度或/及含有帶正電的蛋白質如溶菌酶,對於影響微粒的聚集有很大的影響,這也解釋了為何人工消化液會出現低估粒徑的情形。【下圖:應用螢光標示之奈米塑膠微粒探討人工消化液含或不含標準食物基質中微粒之物化特性變化研究,並與真實消化液進行比較】