議題背景

《自然食品》(Nature Food)期刊今年(2020)10月19日的一篇研究「Microplastic release from the degradation of polypropylene feeding bottles during infant formula preparation」,引發國外媒體諸多報導,英國衛報(The Guardian)的報導〈Bottle-fed babies swallow millions of microplastics a day, study finds〉指出,該研究發現聚丙烯(Polypropylene,PP)奶瓶在消毒以及沖泡配方奶的過程中,每公升會釋放16,200,000顆塑膠微粒,估計使用PP奶瓶的嬰兒在出生的第一年,平均每天會暴露在1,600,000顆塑膠微粒的風險中。為釐清PP奶瓶在高溫下是否會釋放塑膠微粒、研究可能存在的研究限制,以及如何降低奶瓶中的塑膠微粒等面向,特別邀請專家學者回應。

專家怎麼說?

2020年10月28日
臺北醫學大學臨床醫學研究所副教授 邱惠雯博士

根據「Microplastic release from the degradation of polypropylene feeding bottles during infant formula preparation」這篇論文,[1] 作者們調查奶瓶銷售資訊發現在全球48個地區中,平均每個地區奶瓶的主流市場有68.8%使用PP奶瓶(PP-Bt only),除了中國和香港為0%。 [2],這樣的數量大約涵蓋了全球77.6%的人口。

論文實驗結果證明PP材質奶瓶在高溫下(95℃)會釋放更多的PP塑膠微粒,實驗使用的檢測儀器為拉曼光譜儀(Raman spectroscopy)和原子力顯微鏡(atomic force microscopy),其中拉曼光譜儀為常用來檢測塑膠微粒的工具之一(圖一)[註3],原子力顯微鏡為可以觀察奈米大小的顯微鏡。

圖一、常見塑膠聚合物的拉曼光譜[註4]

實驗使用世界衛生組織,所建議的泡配方奶方法來洗滌、殺菌消毒和泡奶(其中世界衛生組織官方建議使用沸水沖泡不要低於70℃),來設計相關的實驗(圖二和圖三)[56]。研究共檢測10家廠牌的PP材質奶瓶,每個廠牌則使用5個PP材質奶瓶來檢測,除了證明PP材質奶瓶在高溫下(95℃)會釋放較多的PP塑膠微粒,而且從補充資料可以看到25℃條件下,就會有PP塑膠微粒釋出,平均釋出的PP粒徑大小1 μm以上以0.8-1 μm為最多量,1 μm以下以60-80 nm為最多量,並發現殺菌消毒這個過程會增加35-84%的PP塑膠微粒量 [7],也就是說使用水的溫度越高會讓PP塑膠微粒釋出越多。不過在測試使用21天中釋出的PP塑膠微粒忽高忽低,其為和PP材質分解的特性有關[8]。實驗使用PP材質奶瓶的各國市場產品比例和哺乳率等,來推算5個國家中出生12個月的嬰兒攝入多少量的PP塑膠微粒。

圖二、此篇論文使用類似世界衛生組織建議的條件泡配方奶和對照組別 [9]

圖三、世界衛生組織所建議的方法洗滌、消毒奶瓶和泡配方奶 [10]

PP材質奶瓶為世界嬰兒奶瓶的主流商品,研究證明在高溫下(95℃)會促使PP材質奶瓶釋放更多PP塑膠微粒[註11]。該如何降低使用 PP 奶瓶可能產生的塑膠微粒?根據本篇實驗結果推論沖泡配方奶時,使用越低溫沖泡或使用其他的消毒方式,來殺菌消毒可能會減少PP塑膠微粒的釋出量,然而其他消毒方式是否真的可以降低塑膠微粒的釋出量還有待未來實驗加以驗證。最後,此篇研究所使用的拉曼光譜儀和原子力顯微鏡不是一般實驗室所具有的儀器,而研究是否過度解釋,這需要其他論文來驗證。

2020年11月13日
成功大學食品安全衛生暨風險管理研究所助理教授 徐瑋萱

各式塑膠製容器、塑膠餐具、塑膠袋、吸管等塑膠製品中,常見的有聚乙烯 (polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚苯乙烯(polystyrene, PS),以及聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)等材質。廣泛使用塑膠製品大幅提升了人類暴露於塑膠微粒(microplastics)的可能性,塑膠微粒的污染成為全球關注的環保與健康議題。

國際科學期刊 Nature Food 於 2020 年 10 月發表一篇研究「Microplastic release from the degradation of polypropylene feeding bottles during infant formula preparation」,學者利用拉曼光譜儀分析PP材質所製的奶瓶,經消毒及沖泡時所釋放的塑膠微粒數量,並以原子力顯微鏡觀察其 3D 結構。依據作者分析與計算結果,嬰兒使用 PP 材質奶瓶喝奶,每天平均可能暴露超過百萬顆塑膠微粒,而由於實驗限制,採樣過程使用0.8微米孔徑的過濾器,故更小的奈米等級塑膠微粒可能未被偵測到。

塑膠製品在高溫條件下重複使用,可能會加速其裂解及釋出塑膠微粒。該篇作者的研究數據顯示,沖泡奶粉時,使用的水溫越高,PP製奶瓶所釋放的塑膠微粒數量越多。因此,在哺餵嬰兒時,為避免暴露塑膠微粒,建議可先以玻璃或其它非塑膠製的可耐熱容器沖泡,待奶水溫度下降後,再裝回奶瓶中使用。目前尚無證據顯示母乳含有塑膠微粒,吸乳器和奶瓶在消毒與清潔過程中,仍有機率釋放塑膠微粒,此外,依據該篇研究,微波處理較熱水釋出更多塑膠微粒,故不建議以微波方式加熱母乳或復熱奶水。臺灣較常使用的奶瓶種類為玻璃及聚亞苯基碸樹脂(Polyphenylene sulfone resins,PPSU)奶瓶,相較於PP,PPSU 奶瓶的耐熱性更佳,可耐高溫達 180oC,特性是剛性與耐水解性極佳。因此,釋出塑膠微粒的機率應相對較低,為避免嬰兒暴露塑膠微粒,建議可使用 PPSU 奶瓶或非塑料奶瓶,如玻璃奶瓶或矽膠奶瓶。

由於目前已發表文獻資料不足,塑膠微粒對生物體的健康影響尚不明確,仍需更多研究加以佐證。在尚未確立塑膠微粒對人體健康的危害之前,無法制定有效的管理政策,因此,需先評估塑膠微米微粒及奈米微粒對生物體健康的潛在風險。海洋中的大量塑膠廢棄物,粒徑隨著時間逐漸分化變小,成為微米級或奈米級塑膠微粒,塑膠微粒被海洋生物攝食,藉由食物鏈進入人體。此外,塑膠製品廣泛使用,特別是使用於食品容器(具)的情況,將可能透過飲食而攝入塑膠微粒,故建議應落實環保,盡量減少使用一次性塑膠製產品,並使用非塑膠製容器(具)盛裝飲水或食物,以減少暴露於塑膠微粒的可能性。因此,防止塑膠微粒釋放的製品,或者可替代塑膠製品的新興材料,將會是未來研究的趨勢。

註釋:

[1] Li, D., Shi, Y., Yang, L. et al. Microplastic release from the degradation of polypropylene feeding bottles during infant formula preparation. Nat Food (2020).

[2]同註1

[3]同註4

[4]Kappler A, Fischer D, Oberbeckmann S, Schernewski G, Labrenz M, Eichhorn KJ, Voit B. 2016. Analysis of environmental microplastics by vibrational microspectroscopy: FTIR, Raman or both? Anal Bioanal Chem, 408(29): 8377-8391.

[5]同註1

[6] How to Prepare Formula for Bottle-Feeding at Home (World Health Organization, 2007).

[7]同註1

[8]同註1

[9]同註1

[10]同註6

[11]同註1

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