DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.141113
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41564772
تاريخ النشر: 2026-01-10
المؤلف: Marta Fadda وآخرون
الموضوع الرئيسي: الميكروبلاستيك وتلوث البلاستيك
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة أول تحليل كمي للميكروبلاستيك (MPs) في السكر التجاري، كاشفة عن مستويات تلوث كبيرة. باستخدام سير عمل مشترك من مطيافية الأشعة تحت الحمراء الدقيقة (µ-FTIR) ومطيافية رامان الدقيقة (µ-Raman)، حدد الباحثون MPs حتى 5 ميكرومتر. تضمنت المنهجية إذابة السكر في الماء الساخن وترشيحه، دون الحاجة إلى الهضم الكيميائي. أظهرت النتائج تركيزًا متوسطًا يبلغ حوالي 300 MP لكل جرام من السكر، بشكل رئيسي في نطاق الحجم 5-10 ميكرومتر، مع كون بولي كلوريد الفينيل (PVC) هو البوليمر الأكثر شيوعًا المكتشف.
تؤكد الدراسة على أهمية تحليل MPs الأصغر، حيث شكلت الجسيمات التي تقل عن 20 ميكرومتر حوالي 90% من جميع الميكروبلاستيك المكتشفة. تشير النتائج إلى أن الأطر التنظيمية الحالية، مثل قرار المفوضية الأوروبية المفوض (EU) 2024/1441، التي تراقب حاليًا MPs فقط حتى 20 ميكرومتر، بحاجة إلى مراجعة لتشمل هذه الفئة الأصغر. يدعو المؤلفون إلى تعزيز التوحيد القياسي في الأساليب التحليلية لفهم تلوث الميكروبلاستيك في المنتجات الغذائية بشكل أفضل، مما يدعم تقييمات التعرض المستقبلية والمبادرات التنظيمية.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على القلق المتزايد بشأن الميكروبلاستيك (MPs)، الذي يُعرف بأنه جزيئات بلاستيكية بأقطار تتراوح بين 5 مم و1 ميكرومتر، بسبب آثارها الضارة على البيئة وصحة الإنسان. تم التعرف عليها في البداية لتأثيرها على النظم البيئية البحرية، وقد تم اكتشاف MPs الآن في جميع أنحاء سلسلة الغذاء العالمية، بما في ذلك في المأكولات البحرية، ومياه الشرب، وملح الطعام، ومجموعة متنوعة من الفواكه والخضروات. يثير هذا التلوث الواسع مخاوف كبيرة بشأن سلامة الغذاء والتعرض البشري، حيث يمكن أن تتسلل MPs إلى أنظمة إنتاج الغذاء عبر التربة والماء والهواء. على الرغم من أن المخاطر الصحية المرتبطة بالتعرض الغذائي لـ MPs لا تزال قيد الدراسة، تشير الأدلة الناشئة إلى استجابات التهابية محتملة واضطراب الغدد الصماء، مما يستلزم تحسينات في إدارة النفايات والعمليات الصناعية وسلوك المستهلكين.
تتناول الورقة بشكل خاص وجود MPs في السكر المكرر، وهو ثنائي السكاريد الذي يتم استهلاكه بشكل شائع والذي يتم إنتاجه بشكل أساسي من بنجر السكر وقصب السكر. أشارت الدراسات السابقة إلى أن السكر يمكن أن يتلوث بـ MPs من مصادر مختلفة أثناء المعالجة والتعبئة. ومع ذلك، فإن الأبحاث الحالية لها قيود، حيث تركز بشكل أساسي على MPs الأكبر من 0.5 مم أو تستخدم طرقًا تفتقر إلى الحساسية للكشف عن الجسيمات الأصغر، وخاصة تلك التي تقل عن 50 ميكرومتر، والتي تشكل مخاطر صحية أكبر. تهدف هذه الدراسة إلى سد هذه الفجوة من خلال استخدام بروتوكول خالٍ من الهضم لتحليل السكريات من العلامات التجارية الإيطالية الكبرى، باستخدام مطيافية µ-FTIR وµ-Raman لتحديد وكمية MPs حتى 5 ميكرومتر. تكشف النتائج أن جزءًا كبيرًا (60%) من MPs المكتشفة يقع ضمن أصغر فئة حجم (5-10 ميكرومتر)، مما يمثل أول تقييم شامل لـ MPs في السكر المكرر باستخدام تقنيات مطيافية متقدمة.
طرق
يحدد قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، ومعدات، وعينات بيولوجية، بالإضافة إلى مصادرها وطرق تحضيرها. كما يصف القسم المنهجيات المطبقة لجمع البيانات وتحليلها، مما يضمن إمكانية تكرار النتائج.
تُبرز التقنيات والبروتوكولات الرئيسية، بما في ذلك أي تحليلات إحصائية تم إجراؤها لتفسير البيانات. يؤكد القسم على الالتزام بالمعايير الأخلاقية وأي ضوابط ذات صلة تم تنفيذها للتحقق من النتائج. بشكل عام، يؤسس هذا الإطار الأساس لنتائج الدراسة واستنتاجاتها.
نتائج
في هذه الدراسة، تم تحليل ستة أنواع من السكر من علامات تجارية إيطالية مختلفة، معبأة في مواد قائمة على الورق وأخرى قائمة على البلاستيك، لتقييم وجود الميكروبلاستيك (MPs). كانت السكريات متاحة بأشكال مختلفة، بما في ذلك أكياس 1 كجم، وأكياس 0.5 كجم، وعبوات 4 جرام و5 جرام. تم إجراء تحديد وتوصيف MPs باستخدام تقنيات مطيافية الاهتزاز الدقيقة، وتحديدًا µ-FTIR وµ-Raman. أثبتت تقنية µ-FTIR فعاليتها في تحديد وكمية MPs الأكبر من 50 ميكرومتر، بينما تم استخدام µ-Raman لتحليل أكثر شمولاً للجسيمات الأصغر من هذا العتبة، حيث توفر نتائج موثوقة للجسيمات الأكبر من 1 ميكرومتر.
لزيادة دقة التحليل، تم فحص الفلتر بالكامل باستخدام µ-FTIR، بينما تم تطبيق نهج أخذ عينات فرعية باستخدام µ-Raman، وفقًا لتوصيات ISO 16094-2. تضمنت هذه الطريقة تقسيم منطقة الترشيح إلى منطقتين، تغطيان 34% من المساحة الإجمالية، واستخدام عدسة 50× لتسهيل التحقيق التفصيلي للجسيمات الأصغر. سمح هذا النهج المزدوج بتوصيف أكثر شمولاً لـ MPs الموجودة في عينات السكر، مما ساهم في فهم تلوث الميكروبلاستيك في المنتجات الغذائية.
مناقشة
في قسم المناقشة من ورقة البحث، يوضح المؤلفون المنهجيات المستخدمة لتحليل الميكروبلاستيك (MPs) في عينات السكر، مؤكدين على أهمية تدابير ضمان الجودة والتحكم الصارمة (QA/QC). كانت تنظيف الزجاجيات باستخدام Triton X-100 واستخدام فراغات إجرائية أمرًا حاسمًا لتقليل التلوث أثناء عمليات الترشيح والتحليل. التزمت الدراسة بمعايير ISO 16094-2:2025، مما أسس حدود الإبلاغ (RL) لمختلف البوليمرات، والتي كانت ضرورية لتحديد مصدر MPs المكتشفة. أظهرت النتائج أن عينات السكر تحتوي على مستويات كبيرة من MPs، وخاصة بولي كلوريد الفينيل (PVC)، والبولي إيثيلين (PE)، والبولي ستيرين (PS)، مع تركيزات تتجاوز التقارير السابقة بعدة أوامر من حيث الحجم، خاصة للجسيمات الأصغر من 50 ميكرومتر.
كشفت النتائج أن PVC كان البوليمر الأكثر وفرة، مع مستويات تتجاوز RL في عدة عينات، مما يثير القلق بشأن مصادر التلوث المحتملة أثناء معالجة السكر. أظهرت التحليلات الإحصائية اختلافات كبيرة في تلوث PE بين أنواع التعبئة المختلفة، مما يشير إلى أن تكوين التعبئة يؤثر على مستويات MPs. قدرت الدراسة أن تناول MPs اليومي من السكر قد يصل إلى حوالي 15,000 MPs للبالغين و18,000 للأطفال، مما يبرز خطرًا صحيًا محتملاً يستدعي مزيدًا من التحقيقات السمية. بشكل عام، تؤكد الأبحاث على ضرورة وجود تقنيات تحليلية متقدمة قادرة على الكشف عن MPs الأصغر لتقييم مستويات التلوث بدقة في المنتجات الغذائية.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.141113
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41564772
Publication Date: 2026-01-10
Author(s): Marta Fadda et al.
Primary Topic: Microplastics and Plastic Pollution
Overview
This study presents the first quantitative analysis of microplastics (MPs) in commercial table sugar, revealing significant contamination levels. Utilizing a combined workflow of micro-Fourier Transform Infrared Spectroscopy (µ-FTIR) and micro-Raman spectroscopy (µ-Raman), the researchers identified MPs down to 5 µm. The methodology involved dissolving sugar in hot water and filtering it, without the need for chemical digestion. The findings indicated an average concentration of approximately 300 MPs per gram of sugar, predominantly in the 5-10 µm size range, with polyvinyl chloride (PVC) being the most prevalent polymer detected.
The study emphasizes the importance of analyzing smaller MPs, as particles less than 20 µm constituted about 90% of all detected microplastics. The results suggest that existing regulatory frameworks, such as the EU’s Commission Delegated Decision (EU) 2024/1441, which currently monitors MPs only down to 20 µm, need to be revised to include this smaller fraction. The authors advocate for enhanced standardization in analytical methods to better understand microplastic contamination in food products, thereby supporting future exposure assessments and regulatory initiatives.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the growing concern surrounding microplastics (MPs), defined as plastic particles with diameters between 5 mm and 1 µm, due to their detrimental effects on environmental and human health. Initially recognized for their impact on marine ecosystems, MPs have now been detected throughout the global food chain, including in seafood, drinking water, table salt, and various fruits and vegetables. This widespread contamination raises significant concerns regarding food safety and human exposure, as MPs can infiltrate food production systems via soil, water, and air. Although the health risks associated with dietary exposure to MPs are still being studied, emerging evidence suggests potential inflammatory responses and endocrine disruption, necessitating improvements in waste management, industrial processes, and consumer behavior.
The paper specifically addresses the presence of MPs in refined sugar, a commonly consumed disaccharide produced primarily from sugar beet and sugar cane. Previous studies have indicated that sugar can be contaminated with MPs from various sources during processing and packaging. However, existing research has limitations, primarily focusing on MPs larger than 0.5 mm or employing methods that lack sensitivity for detecting smaller particles, particularly those below 50 µm, which pose greater health risks. This study aims to fill this gap by employing a digestion-free protocol to analyze sugars from major Italian brands, utilizing µ-FTIR and µ-Raman spectroscopy to quantify and identify MPs down to 5 µm. The findings reveal that a significant portion (60%) of detected MPs falls within the smallest size class (5-10 µm), marking the first comprehensive assessment of MPs in refined sugar using advanced spectroscopic techniques.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, as well as their sources and preparation methods. The section also describes the methodologies applied for data collection and analysis, ensuring reproducibility of the results.
Key techniques and protocols are highlighted, including any statistical analyses performed to interpret the data. The section emphasizes adherence to ethical standards and any relevant controls implemented to validate the findings. Overall, this framework establishes the foundation for the study’s results and conclusions.
Results
In this study, six types of sugar from various Italian brands, packaged in both paper-based and plastic-based materials, were analyzed to assess the presence of microplastics (MPs). The sugars were available in different forms, including 1 kg bags, 0.5 kg bags, and packets of 4 g and 5 g. The identification and characterization of MPs were conducted using vibrational micro-spectroscopy techniques, specifically µ-FTIR and µ-Raman. The µ-FTIR technique proved effective for identifying and quantifying MPs larger than 50 µm, while µ-Raman was utilized for a more comprehensive analysis of particles smaller than this threshold, as it provides reliable results for particles greater than 1 µm.
To enhance the accuracy of the analysis, the entire filter was examined using µ-FTIR, while a sub-sampling approach was applied with µ-Raman, in accordance with ISO 16094-2 recommendations. This method involved dividing the filtration area into two regions, covering 34% of the total area, and employing a 50× objective to facilitate a detailed investigation of smaller particles. This dual approach allowed for a more thorough characterization of MPs present in the sugar samples, contributing to the understanding of microplastic contamination in food products.
Discussion
In the discussion section of the research paper, the authors detail the methodologies employed for the analysis of microplastics (MPs) in sugar samples, emphasizing the importance of rigorous quality assurance and control (QA/QC) measures. The cleaning of glassware with Triton X-100 and the use of procedural blanks were crucial to minimize contamination during the filtration and analysis processes. The study adhered to the ISO 16094-2:2025 standards, establishing reporting limits (RL) for various polymers, which were essential for determining the source of detected MPs. The results indicated that the sugar samples contained significant levels of MPs, particularly polyvinyl chloride (PVC), polyethylene (PE), and polystyrene (PS), with concentrations exceeding previous reports by several orders of magnitude, particularly for particles smaller than 50 µm.
The findings revealed that PVC was the most abundant polymer, with levels surpassing the RL in several samples, raising concerns about potential contamination sources during sugar processing. The statistical analysis demonstrated significant differences in PE contamination among different packaging types, suggesting that packaging configuration influences MP levels. The study estimated that daily MP intake from sugar could reach approximately 15,000 MPs for adults and 18,000 for children, highlighting a potential health risk that warrants further toxicological investigation. Overall, the research underscores the necessity for advanced analytical techniques capable of detecting smaller MPs to accurately assess contamination levels in food products.