Ввиду существенной опасности проникновения микропластика с пищей, специалистами выявлен ряд каналов его попадания в пищевые продукты. Эти пути контаминации варьируются для продукции, прошедшей упаковку, и включают исходное сырье, технологические процессы пищевой индустрии, материалы упаковки, а также загрязнение окружающей среды на стадиях хранения и переработки. Инфильтрация микропластика может происходить на любом этапе — от производства до непосредственного употребления в пищу. Помимо первичного загрязнения, частицы способны проникать в продукты в ходе технологических операций: кондиционирования, фасовки, герметизации и складирования. Внешние факторы, такие как осаждение воздушных микрочастиц в производственных помещениях, также вносят вклад в загрязнение [1, 2]. К примеру, согласно оценкам, сделанным на побережье Шотландии (Великобритания), за год один человек может потреблять от 13 731 до 68 415 частиц микропластика, поступающих с бытовой пылью [3]. При этом пластиковая тара признана одним из ключевых источников микропластика в продуктах питания. Упаковка для соли [4] и чая [5], а также крышки для бутилированной воды [6] считаются значительными поставщиками частиц, особенно при подверженности механическим, термическим или химическим нагрузкам в ходе транспортировки от производителя к потребителю [7, 8].

Молоко и продукты его переработки относятся к числу наиболее потребляемых пищевых товаров, высоко ценимых за питательную ценность и пользу для здоровья. Для увеличения сроков годности перед реализацией молоко, как правило, пастеризуется или иным образом обрабатывается и разливается в пластиковую тару — пакеты или контейнеры [9].

Контаминация молочной продукции микропластиком является признанной глобальной проблемой, о чем свидетельствует растущее число соответствующих научных публикаций по всему миру [10]. Наличие микрочастиц пластика в молоке и его производных зафиксировано исследованиями в Европе (Италия, Швейцария, Турция, Франция, Нидерланды, Ирландия), Азии (Китай, Индия), Северной Америке (Мексика), Южной Америке (Эквадор) и Океании (Новая Зеландия) [10–14]. Например, загрязнение обезжиренного молока было зарегистрировано в Швейцарии и Эквадоре, где в последнем выявлено до 40 частиц на литр [13]. Аналогично, пробы фасованного молока из Турции, Швейцарии, Мексики и Индии показали повышенное содержание микропластика. В Турции его концентрация достигала 4906 частиц на 100 мл, в то время как в Швейцарии — 2590 частиц на литр [11,12].

Тем не менее, данная работа, аналогично множеству иных международных исследований, не предусматривает детального анализа возможных каналов поступления микропластиковых частиц в продукты переработки молока. Технологические процессы молочного производства разнообразны, однако уровень принятия профилактических мер, направленных на минимизацию такого загрязнения, в настоящее время технологически неэффективны. К числу вероятных источников могут относиться недостаточно эффективная санитарная обработка аппаратуры и производственных поверхностей, а также нарушения в содержании производственных помещений, способствующие контакту молочного сырья с загрязнителями из окружающей среды.

Пластиковый инструментарий, активно используемый на технологических этапах (перчатки, щётки, фильтрующие элементы), также рассматривается как потенциальный фактор внесения микропластика. Кроме того, в мойке и дезинфекции оборудования повсеместно применяются моющие средства и вода, которые сами могут служить носителями микропластиковых фрагментов [15]. Существенным аспектом проблемы является и повсеместное использование полимерной упаковки для готовой молочной продукции, что подчеркивает актуальность дальнейшего изучения данных потенциальных рисков загрязнения.

В данном исследовании анализировалось содержание микропластических частиц в коммерчески доступном молоке, расфасованном в пакеты из PE. Отбор молочных продуктов по производителям проводился на основании ассортимента, доступного в торговом зале. Всего было закуплено четыре наименования промышленно произведенного упакованного молока, каждое в трех повторностях. Параллельно в работу был включен холостой образец — дистиллированная вода.

Все образцы были доставлены в лабораторию и помещены на хранение при температуре, близкой к 0°C. Анализ молока на наличие микропластика выполнялся в течение 48 часов после его приобретения.

Закупка образцов фасованного молока для анализа производилась в трех повторностях у различных поставщиков. Все молочные пакеты были аккуратно промыты дистиллированной водой и высушены в эксикаторе. Для идентификации полимерного состава каждой упаковки были сняты спектры ИК Фурье спектроскопии.

В этом исследовании был использован метод фильтрации для извлечения микропластика, который был модифицирован в лабораторных условиях [16]. Первоначально все образцы подвергались перемешиванию путем переворачивания, после чего их немедленно переводили в предварительно промытые колбы Эрленмейера. Присутствующие в молоке жировые компоненты и казеин затрудняют прохождение через фильтрующие материалы и приводят к их засорению. Для оптимизации процесса фильтрации рекомендуется осуществлять предварительный подогрев молока, что способствует улучшению прохождения жировых глобул и их агрегатов через фильтрующую систему. Фильтрацию проводили на нагретом молоке объемом 1 литр. Для обеспечения максимальной эффективности данного этапа использовались фильтры с диаметром пор 11 микрометров. Процесс осуществлялся с применением вакуумного насоса, создающего давление порядка 0,5 бар. Из молока каждой производственной партии готовили три параллельных пробы.

Все фильтрующие элементы аккуратно, с использованием металлического пинцета, помещались в индивидуальные чашки Петри и подвергались сушке в условиях комнатной температуры (20°C). После этого выполнялись микроскопическое и спектроскопическое исследования.

Частицы считались положительно идентифицированными как микропластик только в случаях, когда они сохраняли свою структуру или растягивались при механическом воздействии металлическим пинцетом (надавливание, трение), и не разрушались подобно органическим материалам. Обнаруженные микропластиковые частицы подсчитывались и классифицировались по признакам цвета и морфологии. Для каждого положительно идентифицированного объекта параллельно производилась микроскопическая фотография.

Анализ содержания микропластика в упакованном молоке показал наличие загрязнения. Концентрация микропластических частиц в образцах составила: образец 1–16,68±3,84 частиц/л; образец 2–24,13±3,85 частиц/л; образец 3–51,10±6,62 частиц/л; образец 4–38,07±5,11 частиц/л; холостая проба — 0 частиц/л. Статистический анализ с использованием критерия Краскала–Уоллиса выявил значимые общие различия (p = 0,013), однако попарные сравнения по методу Манна–Уитни не установили существенной разницы между конкретными типами молока.

В мировом контексте уровень загрязнения значительно выше в примере из Швейцарии: около 2590 частиц/л в жидком молоке, как сообщили Da Costa Filho и др. (2021) [13].

В данной работе доминируют прозрачные, чёрные и белые микроволокна, что совпадает с результатами, полученными в Турции [12] и указывает на значительный вклад упаковочных материалов и процессов обращения с отходами. Наибольшая доля синих микропластиков отмечена в образце 1 (25 %) и образце 3 (24 %). Коричневые фрагменты в образце 2 и образце 2 (по 21 %), также находят соответствие в работах по Турции и Мексике, где их происхождение связывают с элементами промышленного оборудования. Реже встречающиеся фиолетовые (образец 3, 13 %) и оранжевые (образец 4, 16 %) частицы. Указанные расхождения могут объясняться спецификой местных упаковочных материалов, загрязнением от текстильной продукции или особенностями технологических процессов. Таким образом, в изученных образцах превалируют прозрачные, чёрные и белые цвета (рис. 1), тогда как в мировом контексте регистрируется более широкая гамма, что подчёркивает важность детального изучения путей поступления и источников загрязнения в каждой конкретной среде.

Рис. 1. Образец белого (слева) и прозрачного (справа) МП

В микропластиковых загрязнениях, обнаруженных в образцах, доминирующей формой являются волокна, составляющие от 73,0 % до 91,4 % общего количества частиц. Максимальный показатель наблюдается в образце 3 (91,1 %), минимальный — в образце 2 (75,0 %). Фрагменты представлены значительно меньшей долей — всего 5,9–25,0 % (Рис. 2a и d).

Рис. 2. Образец фрагмента МП

Такой значительный перевес волокнистых частиц может объясняться процессами фильтрации, особенностями упаковки или атмосферными источниками загрязнения во время технологической обработки и этапов хранения продукции. Эти результаты соответствуют данным международных исследований, где волокна и фрагменты также фиксируются как наиболее часто встречающиеся формы микропластика в молочных продуктах, включая молоко, йогурт, сливочные продукты и сухое молоко [7–12]. Хотя в отдельных случаях отмечалось присутствие частиц в форме гранул, например, в пакетированном молоке из Тамилнада, Индия [17], волокнистые и фрагментированные частицы остаются преобладающими формами по всему миру. Их широкое распространение свидетельствует о потенциальных источниках загрязнения, таких как текстильные материалы, фильтрационные системы и технологическое оборудование производственных линий. Сравнительно низкая доля фрагментов относительно волокон дополнительно указывает на влияние механического износа и процессов, связанных с упаковкой продукции. Совокупные мировые и актуальные данные подтверждают, что волокна представляют собой основную форму микропластикового загрязнения в молоке, что указывает на необходимость внедрения более строгих контрольно-профилактических мер в молочной промышленности. Перспективные исследования должны быть направлены на идентификацию конкретных источников волокнистых загрязнений и разработку улучшенных защитных методик для минимизации их попадания в конечные молочные продукты.

Литература:

1. Comparison of microplastic characteristics in the indoor and outdoor air of urban areas of South Korea / H. Choi, I. Lee, Hyowon Kim [и др.]. — Текст: непосредственный // Water Air Soil Pollut. — 2022. — № 233. — С. 169.

2. Microplastic contamination in an urban area: a case study in greater paris / R. Dris, J. Gasperi, V. Rocher [и др.]. — Текст: непосредственный // Environmental Chemistry. — 2015. — № 12. — С. 592–599.

3. Low levels of microplastics (MP) in wild mussels indicate that MP ingestion by humans is minimal compared to exposure via household fibres fallout during a meal / A. I. Catarino, V. Macchia, W. G. Sanderson [и др.]. — Текст: непосредственный // Environmental Pollution. — 2018. — С. 675–684.

4. Iniguez, M. E. Microplastics in Spanish table salt / M. E. Iniguez, J. A. Conesa, A. Fullana. — Текст: непосредственный // Sci. Rep. — 2017. — С. 8620.

5. Plastic teabags release billions of microparticles and nanoparticles into tea / L. M. Hernandez, E. G. Xu, H C E Larsson [и др.]. — Текст: непосредственный // Environ. Sci. Technol. — 2019. — С. 12300–12310.

6. Does mechanical stress cause microplastic release from plastic water bottles? / A. Winkler, N. Santo, M. A. Ortenzi [и др.]. — Текст: непосредственный // Water Res. — 2019. — № 166. — С. 115082.

7. Beyond the food on your plate: investigating sources of microplastic contamination in home kitchens / V. K. Snekkevik, M. Cole, A. Gomiero [и др.]. — Текст: непосредственный // Heliyon. — 2024. — № 10. — С. e35022.

8. Microplastics generated when opening plastic packaging / Z. Sobhani, Y. Lei, Y. Tang [и др.]. — Текст: непосредственный // Sci. Rep. — 2020. — № 10. — С. 4841.

9. Ryabova, A. E. Effects of storage conditions on milk powder properties / A. E. Ryabova, V. K. Semipyatny, A. G. Galstyan. — Текст: непосредственный // J. Dairy Sci. — 2023. — № 106. — С. 6741–6758.

10. Adjama, I. Tackling microplastic contamination in sewage sludge: optimizing organic matter degradation, quantifying microplastic presence, and evaluating ecological risks for sustainable agriculture / I. Adjama, H. Dave. — Текст: непосредственный // Sci. Total Environ. — 2025. — № 974. — С. 179201.

11. Microplastics in branded milk: dietary exposure and risk assessment / B. Basaran, Z. Ozçifçi, H. T. Akcay, Ü. Aytan. — Текст: непосредственный // J. Food Compos. Anal. — 2023. — № 123. — С. 105611.

12. Buyukunal, S. K. Microplastics in a traditional Turkish dairy product: ayran / S. K. Buyukunal, S. R. Zipak, K. Muratoglu. — Текст: непосредственный // Polish Journal of Food and Nutrition Science. — 2023. — № 73. — С. 139–150.

13. Detection and characterization of small-sized microplastics (≥ 5 μm) in milk products / Costa Filho P A Da, D. Andrey, B. Eriksen [и др.]. — Текст: непосредственный // Sci. Rep. — 2021. — № 11.

14. Raman microspectroscopy detection and characterisation of microplastics in human breastmilk / A. Ragusa, V. Notarstefano, A. Svelato [и др.]. — Текст: непосредственный // Polymers. — 2022. — № 14. — С. 2700.

15. Identification, quantification and biodegradation of microplastics from personal care products and detergents by microorganism / H. Liu, X. Wen, Y. Sun [и др.]. — Текст: непосредственный // J. Water Process Eng. — 2023. — № 53. — С. 103754.

16. Liebezeit, G. Synthetic particles as contaminants in German beers / G. Liebezeit, E. Liebezeit. — Текст: непосредственный // Food Addit. Contam. Part A Chem. Anal. Control Expo Risk Assess.. — 2014. — № 31 (9). — С. 1574–1578.

17. Identification of microplastics as emerging contaminant in branded milk of Tamil Nadu state, India / R. Kiruba, P. M, A. R [и др.]. — Текст: непосредственный // Asian J. Biol. Life Sci.. — 2022. — № 11.