文獻視覺化摘要 · Review Article

食品包裝中的微塑膠:
分析方法、健康風險與永續替代方案

來自塑膠包裝的微塑膠(Microplastics, MPs)會遷移進入食品並造成人體長期暴露。本頁將論文中的污染途徑、各類食品汙染數據、檢測技術比較、健康與法規現況,以及生物基替代材料等內容,整理為可互動的圖表與表格。

期刊 Journal of Hazardous Materials Advances 18 (2025) 100746 作者 Chinglenthoiba, Lani, Anuar, Amesho, Priya, Santos DOI 10.1016/j.hazadv.2025.100746 篇幅 21 頁 · 16 圖 · 3 表
48–159顆 / L
瓶裝水中的微塑膠濃度
Schymanski 2018;Welle & Franz 2018
116 億顆 / 茶包
塑膠茶包以 95 °C 熱水沖泡釋出的 MPs(另有 31 億顆奈米塑膠)
Hernandez et al., 2019
1,620 萬顆 / L
PP 嬰兒奶瓶加熱至 100 °C 時的釋出量
Li et al., 2020a
1–19,800顆 / kg
海鹽汙染範圍(隨區域海洋污染差異極大)
Kosuth et al., 2018
老化塑膠包裝的 MP 釋出量,相較於新包裝
Sobhani et al., 2020
0
EFSA / FDA 目前針對食品中 MP 的明確限量標準
Alexander 2016;Vitali 2022
01

微塑膠進入包裝食品的途徑

論文第 2 章指出,MPs 進入包裝食品主要有三大來源:包裝材料直接遷移、食品加工/製造過程汙染,以及運輸儲存期間的環境暴露。最終經由飲食進入人體,形成「Plasticterian」——有意或無意地吃下塑膠的人。

污染路徑總覽(依 Fig. 2、Fig. 5、Fig. 7 整理)

🧴 包裝材料遷移PET、PP、PE、PS 在高溫、酸性食品、重複使用下釋出 MPs
🏭 加工與製造輸送帶、砧板、篩網、濾材、封膜等塑膠設備磨損;生產用水含 MPs
🚚 運輸與儲存空氣沉降、儲存表面汙染、配送過程的機械搬運
🌊 環境來源海洋塑膠碎屑經生物附著後被魚、牡蠣、蛤蜊誤食,進入食物鏈
🍱 包裝食品瓶裝水、鹽、乳製品、肉品、外帶餐盒、茶包、嬰兒食品…
🧍 人體攝入慢性、低劑量、長期暴露
⚠️ 潛在健康效應氧化壓力、發炎反應、內分泌干擾;可穿透生物組織的 <1 µm 粒子風險最高

影響 MP 釋出量的關鍵因子(§2.3.4)

條長為依論文文字整理的相對影響強度(定性),非量測數據。滑鼠移到條上可查看論文中的對應證據。

常見食品包裝的 MP 生成機制(Fig. 4)

(a) 購物塑膠袋

使用與搬運時的摩擦、磨耗與揉搓造成機械降解與表面磨蝕。

(b) 塑膠飲料杯與水瓶

與嘴部接觸、瓶蓋反覆開合、杯子堆疊造成表面磨損。

(c) 保鮮膜(肉品、生鮮)

反覆拉伸與食品摩擦產生微裂痕;冷凍食品沾黏膜面造成分層與材料轉移。

(d) 發泡聚苯乙烯(EPS)熱飲杯

脆性泡材受堆疊磨蝕與溫度影響而碎裂釋出 MPs。

(e) 真空封裝袋

抽真空造成袋材應力;粗糙表面農產品與袋面摩擦造成磨蝕。

資料來源:Yashwant et al., 2025(論文 Fig. 4)

02

各類包裝食品的微塑膠汙染程度

論文 Table 1 與 Table 2 彙整了多項研究的報告值。由於各研究的食品基質、單位與檢測方法不同,數值跨越十個數量級,因此下圖採對數尺度呈現各食品的「報告範圍」。

報告的 MP 含量範圍(對數尺度)

飲品調味料/乾貨肉類/海鮮乳品/嬰幼兒容器/包材本身

每一列的單位不同(顆/L、顆/kg、顆/g、顆/容器等),只能比較「數量級」而非直接比大小。單點值以圓點表示;下限為 0 者以 0.1 起繪並標註。資料來源:論文 Table 1、Table 2 與 §3.2。

同一種食品、不同研究:瓶裝水的差異有多大?

論文 §4.6 指出,使用 Nile Red 螢光顯微鏡的瓶裝水研究,報告濃度比 ATR-FTIR 高出一個數量級;檢測方法的選擇,而非只有食品種類,顯著左右了報告值

加工程度越高、汙染越多:奶粉 vs. 鮮乳

Chakraborty et al., 2024:奶粉 279.47 ± 134.26 顆/kg,鮮乳 182.27 ± 55.13 顆/L;型態以纖維與碎片為主,聚合物涵蓋 PS、Nylon-6、PA、PE、PP、PET。誤差線為 ± 標準差。

飲料中的微塑膠(Lam et al., 2024;Fig. 8)

🥤 汽泡水

最高計數 50.3 顆/L,為受測飲料中最高。

🍺 啤酒

部分樣品高達 256 顆/L(Liebezeit & Liebezeit, 2014);另有 ND–28 ± 5.29 顆/L 的報告。

🧵 主要型態

纖維(fibre)為主,其次為碎片(fragment)、薄膜(film)與少量顆粒(pellet)。

🏠 可能來源

包材本身,以及室內環境中非合成布料脫落的纖維沉降。

受測飲料包含果汁、茶、汽水、汽泡水與能量飲料;部分 MPs 呈現褪色或黃化現象,顯示已受風化。

論文彙整表:包裝食品與飲品中的 MP 報告(Table 1 + Table 2)

樣品類別檢測技術聚合物種類報告含量粒徑 (mm)主要汙染來源文獻

「—」表示原文未載明。Table 1 部分欄位在原始排版中存在錯位,此處依論文正文交叉比對後整理。

03

微塑膠的分析與檢測技術

論文第 3.3 節與第 4 章比較了顯微、光譜與熱裂解等技術。沒有一種方法能同時兼顧「粒徑下限、化學鑑定、形態資訊、非破壞性與成本」,因此多模態組合與標準化流程是共同結論。

從食品樣品到 MP 鑑定的標準流程(Fig. 10)

樣品採集與汙染控制

使用玻璃/金屬容器、無菌鑷子;設置空白對照以排除空氣中 MPs 造成的假陽性。

化學消化

KOH 鹼性消化(乳品、肉類)、HNO₃ 酸性消化(海鮮、植物性食品)、Fenton 試劑(H₂O₂ + Fe²⁺)保留 MP 完整性。

密度分離

NaCl、NaI、聚鎢酸鈉、二氯甲烷等溶液依密度分離 MPs 與無機顆粒。

過濾

以聚碳酸酯、硝酸纖維素或氧化鋁膜過濾器收集顆粒,供後續分析。

顯微觀察

立體/光學顯微鏡初步篩選;Nile Red 螢光染色;SEM 觀察表面形態。

化學鑑定

FTIR、µ-FTIR、Raman、LDIR 提供聚合物指紋;Py-GC-MS、TD-GC-MS 提供組成與添加劑資訊。

各技術可偵測的粒徑下限(對數尺度,µm)

條形代表該技術可涵蓋的粒徑範圍(自偵測下限至 MP 上限 5,000 µm)。論文指出 <1 µm 的顆粒健康風險最高,卻是多數光譜技術的盲區。

為什麼跨研究難以比較?

Raman 對 <10 µm 碎片的偵測率高於 FTIR,因此常報告更多小碎片;FTIR 則容易低估。Nile Red 染色會將天然纖維算成 MP(乳品、植物性食品尤甚);消化效率與濾膜孔徑亦影響回收率。

這些差異使同一種食品在不同研究中的報告值可相差數個數量級。論文呼籲建立涵蓋樣品複雜度、基質效應與偵測門檻的標準化協定,並發展自動化、機器學習光譜判讀與多模態整合技術。

結論:選擇分析方法時,必須同時考量食品基質的物理性質與所需的解析度門檻。

技術特性比較矩陣

技術類型非破壞化學鑑定形態資訊成本主要限制
光學/立體顯微鏡顯微天然纖維、礦物碎片易誤判為 MP
Nile Red 螢光顯微鏡顯微乳品、植物性食品中的天然纖維造成假陽性
SEM / SEM-EDX顯微⚠️元素✅ 高解析中高需導電鍍膜,不利非破壞分析
ATR-FTIR光譜有限<300 µm 靈敏度低;需與晶體直接接觸
µ-FTIR光譜中高<20 µm 靈敏度下降;小碎片易低估
Raman / µ-Raman光譜中高有色/有機樣品的螢光干擾;需專業判讀
LDIR 雷射直接紅外成像光譜✅ 自動化很高儀器昂貴;食品基質中仍待驗證
Py-GC-MS熱分析✅ 高專一性破壞性;前處理繁複;可定量至次微米
TD-GC-MS熱分析✅ + 添加劑破壞性、不普及;無形態資訊
TGA 熱重分析熱分析❌ 缺專一性僅適合包材整體定量,需搭配 FTIR / Py-GC-MS
spICP-MS質譜元素標記論文中用於茶包研究(Table 3)

不同食品的樣品前處理與檢測方法(Table 3,改編自 Vitali et al., 2022)

食品類型樣品前處理檢測方法
海鮮H₂O₂、KOH、HClO₄、HNO₃ 消化光學顯微鏡 + SEM-EDX
KOH 消化;NaCl 密度分離光學顯微鏡 + FTIR
KOH 消化光學顯微鏡、SEM-EDX、µ-Raman
動物性食品H₂O₂ 消化光學顯微鏡、µ-FTIR
光學顯微鏡
水果與蔬菜去離子水密度分離光學顯微鏡 + ATR-FTIR
清水沖洗SEM-EDX
海苔乾燥、HNO₃ 消化、二氯甲烷密度分離、離心光學顯微鏡、µ-FTIR
纖維素酶、鹼性蛋白酶與 H₂O₂ 消化;飽和 NaCl 密度分離光學顯微鏡、FTIR、SEM
H₂O₂ 消化;蒸餾水溶解光學顯微鏡、µ-Raman
蜂蜜H₂O₂ 消化;NaI 密度分離光學顯微鏡、µ-FTIR
蒸餾水溶解、離心光學顯微鏡、µ-FTIR
瓶裝水蒸餾水稀釋、過篩、H₂O₂ 消化光學顯微鏡
Nile Red 染色µ-Raman、螢光顯微鏡、µ-FTIR、Py-GC/MS
飲用水聚鎢酸鈉溶液密度分離光學顯微鏡、µ-FTIR
脫脂乳蒸餾水稀釋、過篩、H₂O₂ 消化SEM-EDX、µ-Raman
牛奶加溫螢光顯微鏡、µ-Raman
葡萄酒Nile Red 染色
茶包泡水spICP-MS
04

健康風險與法規現況

MPs 已被證實可穿透生物組織(例如 100 nm PS 顆粒累積於海洋生物 Ciona robusta 的生殖腺與內臟壁),但人類長期攝入的毒理資料仍嚴重不足,這是法規遲遲未能訂定限量的核心原因。

🔥 已被關聯的健康效應

氧化壓力

顆粒與組織交互作用產生活性氧物種。

發炎反應

慢性低劑量暴露可能觸發發炎性疾病。

內分泌干擾

塑膠添加劑(可由 TD-GC-MS 偵測)具內分泌干擾潛力。

腸道菌相與生物累積

論文列為未來毒理研究的優先項目。

🏛️ 各地法規現況

機構/地區現況
歐盟 EU《一次性塑膠指令》限制拋棄式塑膠包裝、鼓勵替代材料;無食品 MP 專門指引
EFSA尚未建立食品中 MP 的綜合限量
美國 FDA訂有食品接觸材料安全標準;未明確處理 MP 汙染
全球缺乏統一的測試、限量與風險管理標準;論文呼籲建立國際協定

🧒 高暴露族群:嬰幼兒

PP 嬰兒奶瓶在 100 °C 消毒/沖泡時釋出量遠高於一般瓶裝水的數量級;預包裝嬰兒食品亦檢出 MPs(Wu et al., 2021)。對數尺度。

風險評估應納入人體暴露模型、毒理測試與流行病學研究三個面向,才能形成以科學為基礎的法規。論文同時強調需釐清 MP 與食源性汙染物的交互作用及長期生物累積效應。
05

預防與減緩策略

論文第 5 章提出六大面向的整合性策略,需要法規機關、產業與消費者三方協作。

5.2 永續替代材料

以 PLA、PHA、澱粉基聚合物取代石化塑膠;挑戰在機械耐久性、成本與需工業堆肥條件。

5.3 包裝設計與製程改良

多層結構、奈米塗層、幾丁聚醣/纖維素塗層;降低加工溫度、添加天然抗氧化劑、閉環回收。

5.4 法規與產業標準

歐盟一次性塑膠指令、FDA 食品接觸材料規範;推動國際統一測試協定。

5.5 消費者意識

OK Compost、EU Ecolabel、Plastic-Free 認證;推動包材 MP 含量強制標示。

5.6 偵測與監測進展

高光譜成像、AI 顆粒辨識、區塊鏈供應鏈追溯,實現大規模即時篩檢。

5.7 下一代材料

奈米纖維素、絲蛋白聚合物、混合生物複材;酵素分解與化學解聚等回收技術。

食品包裝必須滿足的需求(Fig. 14,Santos et al., 2024)

替代材料不只要「減少 MP」,還必須同時滿足安全、功能與永續三大面向的需求,這正是生物基材料商業化的難點。

06

替代食品包裝材料比較

論文第 6 章逐一評述生物可分解/生物基聚合物、可食用與活性包裝、植物纖維,以及可重複使用與可回收方案。下表依論文文字整理各材料的定性優劣。

越多實心點表示該面向表現越佳(成本欄:越多點越便宜)
材料來源生物降解性機械強度阻隔性成本優勢規模化程度主要優點主要挑戰

評分為依論文 §5.2、§6.2–6.5 文字敘述之定性整理,非量化實驗數據。

🌱 可食用與活性包裝(§6.3)

以蛋白質、多醣、脂質等天然聚合物製成可食用薄膜:幾丁聚醣(甲殼類外殼)具強抗菌性;明膠、海藻酸鹽膜適用於水果與乳製品。活性包裝內含抗菌劑、除氧劑、吸濕劑以延長保鮮;奈米強化包材可形成 MP 遷移屏障——但奈米粒子遷移風險仍待評估。

♻️ 可重複使用與可回收方案(§6.5)

玻璃、不鏽鋼容器可顯著降低 MP 遷移,但清洗、消毒與物流成本是推廣障礙。HDPE、PET、PP 經設計優化提升可回收性;解聚與酵素分解等化學回收技術可減少二次 MP 生成。循環經濟原則(閉環回收、可重複使用、可堆肥容器)是降低次生 MP 的核心。

永續材料的目標(Fig. 15)

🌿 減少 MP 生成

低脫落率的材料與塗層設計。

🛡️ 維持食品安全

無毒、適用食品接觸、保持阻隔功能。

🔁 循環經濟

可堆肥、可回收、可重複使用。

📉 降低環境持久性

在土壤與海洋環境中自然分解(如 PHA)。

07

研究缺口與未來方向

論文結論指出,雖然在污染途徑與替代材料上已有進展,但檢測標準化、長期健康風險評估與全球法規仍是三大缺口。

檢測方法標準化

建立國際認可的統一測試協定,提升跨研究可比性;強化 <1 µm 顆粒的偵測靈敏度。

AI 與新型感測技術

AI 輔助光譜判讀、高光譜成像、奈米技術偵測;石墨烯感測器 + 機器學習 + 金屬有機骨架(MOFs)整合平台(Fig. 16)。

人體暴露量化與毒理研究

生物累積、腸道菌相交互作用、發炎與內分泌疾病關聯;大規模流行病學研究以訂定攝入閾值。

下一代生物基材料

提升 PLA、PHA、纖維素膜的機械強度、成本效益與量產能力;發展生物奈米複材與混合聚合物。

政策整合與循環經濟

更嚴格的塑膠廢棄物管理、生態標章法規、永續包裝獎勵;閉環回收與可堆肥容器。

消費者教育與透明標示

公眾宣導、Plastic-Free 認證與 EU Ecolabel,讓消費者做出知情選擇。

🔮 未來微塑膠感測技術(Fig. 16)

石墨烯感測器偵測農藥、毒素、硝酸鹽、抗生素、細菌等汙染物,再由機器學習/神經網路/深度學習分析;應用於食品業(品管、詐欺偵測、包裝)與農業(作物、病蟲害、畜牧健康),MOFs 可協助辨別鮮肉與腐敗肉品。

永續包裝 + 智慧包裝:前者聚焦生物可分解、可堆肥與可再生材料;後者整合感測器與 IoT 即時回報食品品質與新鮮度。石墨烯、奈米複材與 MOFs 是共同的材料基礎,區塊鏈則提升供應鏈透明度與消費者信任。