Određivanje mikroplastike u hrani pomoću Raman mikroskopije

Proteklih nekoliko desetljeća, značajno je podignuta razina svijesti o zagađenju okoliša i mora. Postalo je jasno da se ljudskom djelatnošću u okolišu nekontrolirano nagomilava otpad, čiji veliki dio sačinjavaju sintetički polimeri koji nisu biorazgradivi. Tijekom vremena, putem različitih vrsta degradacijskih procesa, ovi polimeri se raspadaju na manje čestice. Pritom se one čestice promjera u rasponu od 1 µm do 5 mm nazivaju mikroplastikom. Ove čestice potom završavaju ne samo u okolišu, već i u probavnim sustavima životinja te u izvorima vode za ljudsko piće, odakle putem hrane i pića završavaju u ljudskom organizmu.

U preglednom članku objavljenom 2022. godine (Danopoulos i sur.), kao neki od negativnih posljedica za ljudsko zdravlje povezanih s mikroplastikom navode se citotoksičnost, imunosni odgovor i oksidativni stres. Također, utvrđena je i smanjena vijabilnost stanica pri 10 µg/mL čestica veličine 5-200 µm. Drugo istraživanje objavljeno 2022. godine (Leslie i sur.) pokazalo je kako se čak u ljudskoj krvi može pronaći mikroplastika u koncentraciji od 1.6 µg/mL. Nadalje, plastika često sadrži dodatke kao što su stabilizatori i spojevi otporni na plamen te ostale potencijalno toksične kemijske spojeve koji mogu biti štetni za životinje i ljude.

Zbog navedenih saznanja o potencijalno štetnim učincima mikroplastike na ljudsko zdravlje postaje očito kako se javlja potreba za analitičkim metodama koje bi na brz i pouzdan način mogle dati informacije o vrsti, rasponu veličine te o broju, odn. količini polimernih mikročestica u analiziranom uzorku. Kao potencijalna rješenja javljaju se tehnike poput pirolitičko plinske kromatografije sa spektrometrijom masa (Py-GC-MS) i FT-IR-a (engl. Fourier-transform infrared spectroscopy). Međutim, Py-GC-MS ne daje informaciju o veličini i broju individualnih čestica mikroplastike, a FT-IR skeniranjem se ne mogu identificirati čestice manje od 20 µm. Raman mikroskopija je spektroskopska tehnika kojom se mogu izbjeći ove dvije analitičke prepreke, budući da se pomoću ove tehnike može odrediti vrsta i broj svih čestica veličine iznad 1 µm.

Kako bi analiza mikroplastike u hrani bila moguća, potrebno je uspješno izolirati sve čestice iz danog uzorka hrane. Izolacija mikroplastike iz uzoraka hrane može se provoditi na nekoliko različitih načina, a među najčešće načine ubrajamo flotaciju, membransku filtraciju te različite oblike digestije odnosno razgradnje uzorka. Pristupi koji uključuju digestiju uzorka, prema vrsti korištenog reagensa dijele se na alkalnu (gdje se kao reagens koriste lužine poput NaOH ili KOH), kiselinsku (gdje se kao reagens koriste kiseline poput HCl, HNO3 ili H2SO4) i enzimsku digestiju (gdje se koriste jedan ili više enzima zaduženih za razgradnju jedne ili više komponenata u hrani). Na ovaj način se dobije suspenzija izoliranih čestica u digestiranom uzorku hrane, koja se zatim filtrira, nakon čega slijedi analiza čestica nekom od prikladnih tehnika. Izolacija polimernih mikročestica putem digestije mora osigurati potpunu razgradnju uzorka hrane, uz nedestruktivno djelovanje korištenog reagensa na izolirane čestice.

2021. godine, u prestižnom časopisu Nature objavljen je znanstveni članak pod nazivom „Detection and characterization of small‑sized microplastics (≥ 5 μm) in milk products“ (Da Costa Filho i sur.). U ovom radu opisana je metoda analize mikroplastike u mlijeku, koja je uključivala kombinaciju alkalne (korišten NH4OH) i enzimatske digestije (smjesa različitih enzima) uzorka kravljeg mlijeka s farme, filtraciju digestiranog uzorka kroz silicijski membranski filter te automatiziranu analizu polimernih mikročestica pomoću Raman mikroskopije. Rezultati analiza provedenih u ovom radu pokazuju prosječnu koncentraciju čestica mikroplastike u kravljem mlijeku od čak 204-1004 čestica/100 mL uzorka, pri čemu su glavni polimeri bili PE, PES, PP i PET.

_____________

Trebate li ovu uslugu? Za više informacija o mikroplastici u hrani ili usluzi Raman mikroskopije slobodno nas kontaktirajte.