综述：解构食品包装：食品和饮料中微塑料和纳米塑料的组件特定来源

《Microplastics》：Deconstructing Food Packaging: Component-Specific Sources of Micro and Nanoplastics in Foods and Beverages

　　

微塑料和纳米塑料（MNPs）日益被认为是食品系统中的污染物；然而，导致颗粒释放的特定包装元件仍然不清楚。大多数研究将包装视为单一材料类别，未涵盖现代食品接触材料（FCMs）不同单元的独特贡献。研究人员提出了一种基于功能元件的包装结构分类法：容器（C）、封口（CL）和功能层（F），包括操作界面（+I），旨在实现食品和饮料中塑料碎片可能来源的组件归因。通过对当前文献的结构化综合，研究人员绘制了这些模块中导致MNPs生成的主要过程，包括封口接触界面处的摩擦磨损、容器中的热驱动聚合物降解以及涂层、粘合剂和多层结构中的分层或脱落。现有证据表明，重复的机械作用（如开合循环）可从封口组件产生可测量的颗粒释放。提出的C/CL/F+I框架引入了标准化描述符和报告单位，提高了研究的可比性并支持来源归因。通过明确分离包装部件及其操作交互区域，该分类法提供了分析性微塑料检测与旨在最小化颗粒形成的工程策略之间的方法论桥梁。其采用可促进协调的实验设计、加强监管风险评估并指导开发最小化塑料颗粒脱落进入食品的包装配置。

**1. Introduction**
微塑料与纳米塑料（MNPs）在食品系统中的存在日益受到关注，但特定包装组件的来源尚不明确。现有研究通常将包装视为单一材料，忽略了现代食品接触材料（FCMs）的多组件复杂性。本文提出基于功能元件的包装结构分类法：容器（C）、封口（CL）、功能层（F）及其操作界面（+I），旨在实现颗粒来源的精确归因，并提升研究可比性。

**2. Materials and Methods**
本研究采用叙述性综述方法，检索2020–2026年间Web of Science、Scopus和Google Scholar等数据库的同行评审文献，关键词涵盖微塑料、纳米塑料、食品包装、FCMs、聚合物降解、磨损、分层等。共纳入138篇文献，从系统视角映射至所提出的C/CL/F+I分类法。

**3. Packaging System Taxonomy: C/CL/F+I**
该分类法将包装系统分解为三个主要结构组件：容器（C）提供物理包容；封口（CL）实现密封；功能层（F）包括涂层、粘合剂、多层结构中的屏障膜等。操作界面分为容器-封口界面（I(C–CL)）、容器-功能层界面（I(C–F)）和封口-功能层界面（I(CL–F)），这些界面是机械应力集中和颗粒释放的关键区域。分类遵循功能层级而非材料连续性，例如金属盖中的聚合物衬里被归类为功能层（F）。编码矩阵支持系统化归因，如反复开合产生的颗粒归因于I(C–CL），衬里剥离产生的颗粒归因于I(CL–F）。

**4. Mechanistic Drivers of MNP Release Across Packaging Systems**
颗粒释放的驱动机制包括四类：（1）机械界面摩擦磨损——封口与容器颈部反复摩擦产生碎片；（2）界面失效事件——剥离诱导密封衬里时涂层碎裂（每毫米边缘约释放625个微塑料颗粒）；（3）聚合物老化与降解——紫外线、热循环等导致链断裂和脆化，低密度聚乙烯（LDPE）在模拟老化中释放量增加453倍；（4）机械与环境应力的协同作用——热老化削弱材料后，后续机械应力触发分层或碎裂。

**5. Packaging Formats from a C/CL/F+I Perspective**
塑料包装（如PET瓶、PE膜）中颗粒可从容器表面和封口界面产生，但封口贡献常被忽视。玻璃容器本身惰性，但封口组件（如瓶盖衬里）和涂层是主要潜在来源。多层纸盒（如利乐包）中，聚合物涂层和粘合剂层是MNPs的可能来源，而非纸板基底。金属罐的内涂层在热加工或机械变形时可能降解释放颗粒。

**6. Migration vs. Particle Release**
化学迁移是分子尺度扩散过程，受欧盟法规（EU No 10/2011）规范；颗粒释放是机械或理化脱落过程，涉及固体聚合物碎片。两者在物理性质、机制、分析方法和监管处理上存在本质差异。C/CL/F+I分类法有助于区分这两种途径，为风险评估提供更完整的框架。

**7. Regulatory Context for FCMs**
现有法规主要针对化学迁移，如欧盟（EC）No 1935/2004和塑料法规EU 10/2011，设定了特定迁移限值（SMLs）和总迁移限值（OML），但未涵盖固体颗粒释放。欧洲食品安全局（EFSA）指出纳米塑料评估存在数据缺口。

**8. Analytical Methods and Study Designs for MNPs Derived from Packaging**
常用研究设计包括静态接触试验、机械与界面聚焦试验、密封/衬里特定试验和老化试验。样品制备需分离各包装组件，采用酶消化、氧化消化等方法减少基质干扰。污染控制至关重要，需使用程序空白、试剂空白等。聚合物鉴定方法包括：μ-FTIR和μ-Raman（适用于>10–20 μm颗粒）、热分析法（Py-GC/MS、TED-GC/MS，提供质量信息）、SEM/EDS（形貌和元素分析）以及针对纳米塑料的专门方法（如高分辨拉曼、电子显微镜）。不同方法在检测尺寸范围、分析终点（颗粒数 vs. 质量）和偏差上存在显著差异。

**9. Implications of Methodological Variability for Comparability of MNP Data**
方法学异质性（如检测窗口、实验设计、污染控制）导致报告浓度差异大于真实污染变异，限制了数据合成和暴露评估。C/CL/F+I分类法通过标准化组件和界面描述，有望减少方法学变异性。

**10. Methodological Recommendations and Future Research**
未来研究应：采用系统化包装表征（C/CL/F+I分类法）；标准化报告指标（如颗粒/开合次数、颗粒/面积）；模拟真实使用条件（开合、振动、老化）；推进纳米塑料检测技术。从材料分类转向系统表征，可更准确识别颗粒生成机制和来源。

**11. Limitations of the Proposed Model**
模型基于文献综合，有待直接实验验证；对生物降解、活性包装等新技术的适用性有限；多层系统中聚合物相似时难以区分来源；缺乏定量贡献指标；组件间交叉污染可能干扰归因；纳米塑料检测能力受限。

**12. Conclusions**
C/CL/F+I分类法重新定义了包装为组件与界面的集成系统，提供标准化描述符和报告单位，有助于提升研究可比性和源解析能力。该模型可作为微塑料检测与工程减缓策略之间的桥梁，支持更安全的循环包装设计，并为未来监管风险评估提供结构化基础。