Анотація
Мікропластик є поширеним забруднювачем, здатним потрапляти в організм людини з повітрям, водою та харчовими продуктами. Серед потенційних джерел прямого надходження мікропластикових частинок особливе місце може посідати жувальна гумка, оскільки її полімерна основа безпосередньо контактує зі слиною та слизовими оболонками ротової порожнини протягом тривалого часу. У представленому дослідженні було кількісно оцінено вивільнення мікропластику з десяти популярних видів жувальної гумки, включно із синтетичними та «натуральними» продуктами. Зразки жували протягом 4 хвилин, а слину збирали з подальшим аналізом за допомогою інфрачервоної мікроскопії з перетворенням Фур’є. Усі досліджені види жувальної гумки вивільняли мікропластик у слину. Середня кількість становила приблизно 100 ± 161 частинок на 1 г жувальної гумки. Суттєвої різниці між синтетичними та рослинними видами жувальної гумки не виявлено. На основі оціненого річного споживання жувальної гумки було розраховано, що цей продукт потенційно може бути пов’язаний із надходженням до організму приблизно 28 500–32 000 мікропластикових частинок на рік. Отримані результати демонструють необхідність подальшого дослідження полімерного складу жувальних гумок, механізмів утворення та вивільнення частинок, а також потенційного значення цього джерела для загального надходження мікропластику в організм людини.
Вступ
Мікропластик розглядається як один із поширених забруднювачів біосфери, здатний циркулювати між навколишнім середовищем, харчовими ланцюгами та організмом людини. Потрапляння мікропластикових частинок в організм можливе через проковтування або вдихання. Дослідження, наведені в аналізованому матеріалі, повідомляють про виявлення мікропластику в крові людини, легеневій тканині та плаценті. Окремо було продемонстровано кореляцію між наявністю мікропластику в атеросклеротичних бляшках сонної артерії та ризиком серцево-судинних захворювань. Водночас наявність таких кореляцій не означає автоматичного доведення причинно-наслідкового зв’язку, однак підкреслює необхідність подальшого вивчення впливу мікропластикових частинок на організм людини.
Потенційні шляхи надходження мікропластику до організму є численними. До них належать вдихання забрудненого повітря, споживання питної води та продуктів харчування, що контактують із пластиковими матеріалами або самі можуть містити мікропластикові частинки. Мікропластик описували в різних харчових і побутових матрицях, зокрема у харчових контейнерах, багаторазових пакетах, обробних дошках, кубиках льоду, чайних пакетиках, солі, морепродуктах, бутильованій воді, пиві, безалкогольних напоях та молоці.
Оцінки щоденного надходження мікропластику з різних джерел демонструють надзвичайно широкий діапазон — приблизно від 0,0002 до 1 531 524 частинок на добу. Така варіабельність пов’язана з відмінностями у типах продуктів, методах виявлення, розмірах частинок та умовах дослідження. Тому визначення окремих, раніше недостатньо вивчених джерел прямого контакту мікропластику з організмом має важливе значення.
Одним із таких потенційних джерел є жувальна гумка. На відміну від багатьох інших продуктів, жувальна гумка тривалий час безпосередньо контактує зі слиною, ротовою порожниною та слизовими оболонками. Під час жування вона піддається постійному механічному впливу, який може сприяти вивільненню частинок із її полімерної матриці.
Жувальна гумка широко використовується у світі для освіження дихання, підтримання гігієни ротової порожнини та як потенційний засіб доставки лікарських речовин. За наведеними даними, світова індустрія виробляє приблизно 1,74 трильйона паличок жувальної гумки, значна частина яких після використання неправильно утилізується.
Залежно від походження полімерної основи жувальні гумки умовно поділяють на синтетичні та натуральні або рослинні. Їхня гумова основа містить еластомери, пластифікатори та емульгатори. Еластомери забезпечують еластичність і жувальну структуру, пластифікатори покращують жувальні властивості, а інші компоненти впливають на фізичні властивості продукту та дифузію смакових речовин.
Синтетичні жувальні гумки можуть містити нафтохімічні полімери, зокрема полівінілацетат. Натуральні або рослинні продукти використовують полімери рослинного походження. У зв’язку з цим виникає важливе питання: чи відрізняється кількість мікропластику, що вивільняється під час жування синтетичної та рослинної жувальної гумки?
До проведення дослідження кількісні дані щодо вивільнення мікропластику з жувальної гумки були обмеженими. Окремі роботи використовували жувальну гумку для перевірки аналітичних методів виявлення мікропластику, однак не визначали кількість частинок, що вивільняються з різних типів комерційних продуктів.
Метою дослідження було кількісно оцінити кількість мікропластику, що вивільняється в слину під час жування різних видів жувальної гумки, порівняти синтетичні та натуральні продукти, а також дослідити вплив тривалості жування на кількість вивільнених частинок.
Матеріали та методи
Відбір зразків жувальної гумки
Для аналізу було відібрано десять популярних видів жувальної гумки широкодоступних комерційних брендів у США. Половина зразків належала до синтетичних продуктів, а інша половина була класифікована як «натуральна» або рослинна жувальна гумка.
Основним показником оцінювання була кількість мікропластикових частинок, виявлених у слині після жування. Такий підхід дозволяв оцінювати саме частинки, що потенційно вивільняються з жувальної гумки під час її споживання.
Перед початком експерименту учасник тричі-п’ять разів прополіскував ротову порожнину деіонізованою водою. Останню порцію води об’ємом приблизно 40 мл збирали як холостий зразок. Це дозволяло врахувати фонову концентрацію мікропластику, яка могла потрапити до зразків не з жувальної гумки, а з інших джерел під час підготовки та проведення експерименту.
Експеримент із чотирихвилинним жуванням
Нову порцію жувальної гумки жували протягом чотирьох хвилин. Слину, що утворювалася під час жування, збирали кожні 30 секунд у центрифужні пробірки.
Після завершення чотирихвилинного жування ротову порожнину промивали 30 мл деіонізованої води. Промивну воду змішували з раніше зібраною слиною, щоб зібрати частинки, які могли залишитися на внутрішній поверхні ротової порожнини.
Для зниження в’язкості слини та отримання більш однорідної суміші проби перемішували протягом 10 хвилин у шейкері.
Для кожного типу жувальної гумки проводили сім повторних тестів. Усі експерименти виконував один учасник. Такий підхід був обраний для мінімізації варіацій, пов’язаних із різною силою та частотою жування між різними людьми.
Дослідження впливу тривалості жування
Окремо проводили експеримент із тривалішим жуванням. Вибрані зразки жували протягом 20 хвилин, а слину разом із промивною водою збирали з інтервалом у дві хвилини.
Це дозволяло оцінити, як змінюється кількість мікропластику, що вивільняється, зі збільшенням тривалості механічного впливу на жувальну гумку.
Виявлення та ідентифікація частинок
Для ідентифікації типу полімерів і кількісної оцінки мікропластикових частинок використовували інфрачервону мікроскопію з перетворенням Фур’є.
Додатково аналізували розподіл частинок за розмірами та визначали їхню кількість залежно від полімерного типу.
Для частини композитних зразків проводили фільтрацію через целюлозні мембранні фільтри з розміром пор 0,45 мкм. Після висушування частинки знімали з фільтрів і переносили на предметне скло з золотим покриттям для подальшої інфрачервоної спектроскопічної ідентифікації.
Результати
Усі досліджені види жувальної гумки вивільняли мікропластик
Основним результатом дослідження стало виявлення мікропластикових частинок у слині після жування всіх десяти проаналізованих видів жувальної гумки.
Середня кількість вивільнених частинок становила приблизно 100 ± 161 мікропластикову частинку на 1 г жувальної гумки.
Високе стандартне відхилення вказує на значну варіабельність між окремими зразками. Це означає, що різні види жувальної гумки могли істотно відрізнятися за кількістю частинок, які вивільнялися під час жування.
Важливо, що жувальну гумку не висушували перед експериментом. Причиною було те, що висушування могло змінити структуру полімерної матриці та вплинути на процес вивільнення частинок. Крім того, аналіз вологої жувальної гумки краще відповідав реальним умовам її споживання.
Синтетичні та натуральні жувальні гумки не продемонстрували суттєвої різниці
Однією з основних гіпотез дослідження було припущення, що синтетичні жувальні гумки можуть вивільняти більше мікропластику, ніж продукти на рослинній основі.
Однак результати не підтвердили цю гіпотезу.
Середня концентрація становила:
104,0 мікропластикової частинки на 1 г для синтетичних жувальних гумок;
95,8 мікропластикової частинки на 1 г для натуральних або рослинних жувальних гумок.
Статистично значущої різниці між цими групами не було виявлено.
Таким чином, класифікація продукту як «натурального» або «без пластику» сама по собі не означала відсутності мікропластикових частинок у досліджених зразках.
Цей результат є особливо важливим, оскільки попередньо можна було очікувати, що жувальна гумка на основі рослинних полімерів матиме нижчий рівень вивільнення пластикових частинок. Однак отримані дані показали, що кількість вивільненого мікропластику була подібною для обох категорій.
Розмір порції також не змінив загальної картини
Синтетичні жувальні гумки зазвичай мали більшу масу окремої порції, ніж рослинні продукти. Проте з урахуванням розміру порції суттєвої різниці у кількості вивільненого мікропластику також не виявлено.
Це свідчить про те, що саме походження полімерної основи — синтетичне чи рослинне — не було достатнім фактором для прогнозування кількості мікропластикових частинок, які потрапляли в слину.
Потенційна кількість мікропластику при регулярному споживанні
На основі оціненого рівня споживання, який становить приблизно 160–180 паличок жувальної гумки на одну людину на рік, було розраховано потенційне надходження близько 28 500–32 000 мікропластикових частинок на рік.
Ця оцінка не означає, що всі виявлені частинки обов’язково будуть проковтнуті або що вони матимуть однаковий біологічний ефект. Вона відображає потенційну кількість частинок, пов’язану з процесом споживання жувальної гумки за наведених умов.
Обмеження дослідження
Наведені результати мають кілька важливих обмежень.
По-перше, експеримент проводився з десятьма видами жувальної гумки, доступними на ринку США. Тому отримані результати не обов’язково можна безпосередньо поширити на всі види жувальної гумки, що продаються в інших країнах.
По-друге, усі повторні експерименти проводив один учасник. Це дозволяло зменшити варіабельність, пов’язану з різною силою та частотою жування, але водночас не враховувало можливі відмінності між людьми.
По-третє, значна варіабельність результатів свідчить про необхідність аналізу більшої кількості зразків кожного виду продукції.
По-четверте, виявлення мікропластикових частинок не дозволяє автоматично оцінити їхній токсикологічний вплив. Для цього необхідні окремі дослідження, які враховували б розмір частинок, їхній полімерний склад, форму, поверхневі властивості та подальшу поведінку в організмі.
Нарешті, необхідно чітко розмежовувати факт вивільнення мікропластикових частинок у слину та фактичне надходження цих частинок до тканин організму. Представлене дослідження оцінювало саме кількість частинок, виявлених у слині після жування.
Висновки
Проведене дослідження продемонструвало, що всі десять проаналізованих видів жувальної гумки — як синтетичні, так і класифіковані як натуральні або рослинні — вивільняли мікропластикові частинки у слину під час жування.
Середня кількість становила приблизно 100 ± 161 частинку на 1 г жувальної гумки. При цьому статистично значущої різниці між синтетичними та натуральними продуктами не виявлено: середні показники становили відповідно 104,0 та 95,8 частинки на 1 г.
Таким чином, результати не підтвердили гіпотезу про те, що синтетична жувальна гумка обов’язково вивільняє більше мікропластику, ніж рослинна.
За оціненого рівня споживання жувальної гумки приблизно 160–180 паличок на рік потенційна кількість частинок, пов’язаних із цим джерелом, може становити близько 28 500–32 000 мікропластикових частинок на рік.
Найважливіший висновок полягає в тому, що маркування жувальної гумки як «натуральної» саме по собі не гарантує відсутності мікропластикових частинок, а жування може бути механізмом їхнього безпосереднього вивільнення у слину.
Джерело: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666911025000243?utm_source=chatgpt.com
