食品中三聚氰胺成分檢測工藝進(jìn)展研究

王菲珂， 白蕊鏡， 鄭艷艷， 趙茁然

(1.西安岳達(dá)生物科技股份有限公司，陜西 西安 714000；2.西安凱立新材料股份有限公司，陜西 西安 714000)

引 言

三聚氰胺(C3H6N6)，是一種重要的化工原料[1]。從化學(xué)式的原子組成就可以計(jì)算出三聚氰胺的含氮量為66%，因此當(dāng)采用常規(guī)的凱氏定氮法測食品中的蛋白含量時(shí)，不法商家會(huì)將其作為添加劑，從而造成粗蛋白高的假象來欺騙消費(fèi)者。

顯然，三聚氰胺的毒副作用已經(jīng)被證實(shí)了。因此，在任何情況下，三聚氰胺都不應(yīng)該以食品添加劑的方式加入。但是在乳制品行業(yè)中，添加三聚氰胺來謀取暴利的行為屢禁不止[2]。

1 三聚氰胺性質(zhì)、用途介紹

1.1 三聚氰胺性質(zhì)介紹

三聚氰胺更為被人熟知的名字是蛋白精。三聚氰胺的相對分子質(zhì)量為126.15，熔點(diǎn)為354 ℃。可以溶解于許多有機(jī)溶劑，但是不溶于醚類有機(jī)溶劑。三聚氰胺雖然在動(dòng)物體內(nèi)代謝時(shí)比較穩(wěn)定，但是自身受熱會(huì)分解。受熱或者燃燒后分解的產(chǎn)物有氮氧化物、氨氣等。酸堿性方面，三聚氰胺溶解后的pH值稍微超過7，即呈弱堿性，與各類酸性溶液基本都能反應(yīng)。除了酸堿中和反應(yīng)外，三聚氰胺還能在弱堿性環(huán)境中與醛類物質(zhì)發(fā)生縮合反應(yīng)[3]，從而制取更多的其他化工原料。

1.2 用途介紹

1) 三聚氰胺用途

在工業(yè)化學(xué)領(lǐng)域，三聚氰胺是一種非常重要的化工原料。其主要的工業(yè)用途是生產(chǎn)具有特殊性能的樹脂產(chǎn)品，在皮革、電氣、塑料、醫(yī)藥等領(lǐng)域經(jīng)常會(huì)看到以三聚氰胺為原料合成的高品質(zhì)樹脂產(chǎn)品。此外在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，三聚氰胺因其較高的氮含量常被用來制取氮肥。

2) 食品中添加三聚氰胺的原因

通過三聚氰胺的工業(yè)用途介紹可以知道，三聚氰胺只是工業(yè)生產(chǎn)中塑料樹脂的重要原料，并不是食品添加劑。在任何情況下，三聚氰胺都不能以添加劑形式加入到食品中。然而，實(shí)際情況卻與之相反。不法商家在巨大利益的驅(qū)使下，會(huì)在乳制品中非法加入三聚氰胺這一物質(zhì)。原因是我國先前對乳制品中蛋白含量測定時(shí)，采用的是凱氏等定氮法。顯然，僅僅根據(jù)氮元素的含量來確定蛋白質(zhì)的含量顯然是不科學(xué)、不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹Ｈ橹破分腥矍璋返暮棵吭黾?個(gè)百分點(diǎn)，采用凱氏等定氮法測得的蛋白質(zhì)含量會(huì)比增加4個(gè)百分點(diǎn)。

2 三聚氰胺的危害及檢測方法比較

2.1 三聚氰胺的危害

三聚氰胺的毒性已經(jīng)被證實(shí)，然而三聚氰胺對不同種類生物的毒副作用和機(jī)理有所差異，即三聚氰胺的毒性具有選擇性。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)通過技術(shù)手段可以追蹤三聚氰胺進(jìn)入各類有機(jī)體的代謝過程，通過大量的研究實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)三聚氰胺在有機(jī)體內(nèi)基本不參與代謝過程。

三聚氰胺的毒副作用或?qū)τ袡C(jī)體的作用機(jī)理可以體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。首先，三聚氰胺會(huì)導(dǎo)致人、畜腎臟負(fù)荷過高，從而進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為腎衰竭。各國學(xué)者通過大量的動(dòng)物臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，受到三聚氰胺毒害的動(dòng)物體腎臟間質(zhì)纖維化和炎癥比較嚴(yán)重，基本可以斷定為尿毒癥。其次，臨床中三聚氰胺對動(dòng)物體的毒害還體現(xiàn)在對臟體粘膜的刺激。三聚氰胺進(jìn)動(dòng)物體后第一階段會(huì)大幾率導(dǎo)致動(dòng)物膀胱結(jié)石，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為膀胱癌。因此，世界衛(wèi)生組織已經(jīng)將三聚氰胺定性為非遺傳毒性致癌物。

2.2 三聚氰胺的檢測方法比較

現(xiàn)有檢測三聚氰胺的方法主要有以下幾種：

1) 高效液相色譜法(HPLC)[4]

傳統(tǒng)高效液相色譜法雖然能夠定量測量樣本中三聚氰胺的含量，但是檢測的靈敏度、檢測的可靠性長期遭受質(zhì)疑。許多學(xué)者在試驗(yàn)條件下完成了對傳統(tǒng)高效液相色譜法的改進(jìn)，但是這些改進(jìn)距離現(xiàn)場檢測應(yīng)用普及還有一段距離。在眾多改進(jìn)方案中，二級(jí)管陣列檢測器(HPLC-DAD)的引入是較為成功的方案。引入二級(jí)管陣列檢測器后的高效液相色譜法的檢測精度達(dá)到了0.1 μg/ml。

2) 高效液相色譜質(zhì)譜法[5]

高效液相色譜質(zhì)譜法在市面上應(yīng)用極為廣泛，尤其是食品添加劑的檢驗(yàn)。該方法可以以較高的靈敏度去追蹤三聚氰胺以及其他目標(biāo)檢測分子。高效液相色譜質(zhì)譜法檢測工藝成熟，成本適中，既可以定量檢測也可以定性檢測。

高效液相色譜質(zhì)譜法雖然檢測的靈敏度高、測量數(shù)值精準(zhǔn)且不易受到其他物質(zhì)的干擾，但是樣本預(yù)處理中需要用乙腈來萃取，這是一種相對稀缺的有機(jī)溶劑，不可避免的造成了檢測成本提升。

3) 氣相色譜質(zhì)譜法

氣相色譜質(zhì)譜法是Toth等人于上世紀(jì)90年代左右提出，氣相色譜質(zhì)譜法問世后10年左右才正式應(yīng)用于土壤中三聚氰胺殘留的檢測中。氣相色譜質(zhì)譜法之所以很難普及，是因?yàn)闃悠奉A(yù)處理非常繁瑣，且分析效率較低。從檢測效能和檢測成本兩方面綜合考慮，氣相色譜質(zhì)譜法不是三聚氰胺檢測的理想手段。雖然如此，各國學(xué)者沒有放棄對此方法改進(jìn)的研究，且取得了一定的成果。為了提高此法檢測的可靠性和靈敏度，我國學(xué)者以雞、魚肌肉樣本為研究對象，采用酸性乙腈/水溶液提取法對樣品進(jìn)行預(yù)處理，改進(jìn)后的氣相色譜質(zhì)譜法實(shí)用性大大增強(qiáng)。

4) 酶聯(lián)免疫法

酶聯(lián)免疫法是免疫化學(xué)分析法中的重要分析手段，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于市面上批量食品的三聚氰胺篩檢中。該方法的最大優(yōu)點(diǎn)在于檢測流程化，可以一次性對批量的樣本進(jìn)行檢測。另外檢測操作簡單、檢測成本低，因此酶聯(lián)免疫法檢測三聚氰胺含量是一種大批量樣本篩查方法。然而，該檢測方法的缺點(diǎn)在于檢測結(jié)果有一定的誤檢概率，實(shí)際應(yīng)用中還需要針對有疑問的待測樣本采用HPLC和LC-MS進(jìn)一步確認(rèn)。

5) 比色法檢測三聚氰胺

比色法檢測三聚氰胺的原理是根據(jù)三聚氰胺的獨(dú)特分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，具體是指三聚氰胺有效成分與溶液中帶色基團(tuán)反應(yīng)，從而導(dǎo)致檢測溶液的顏色發(fā)生較大的變化。檢測人員通過特殊手段量化這種顏色發(fā)生就可以確定樣品中三聚氰胺的含量。

比色法檢測三聚氰胺雖然在現(xiàn)場檢測中易于實(shí)現(xiàn)，但是僅僅通過肉眼比色往往只能判定目標(biāo)檢測物含量的大概范圍。要想比較精確地得到三聚氰胺含量還需要其他借助手段，比如借助高精度光學(xué)設(shè)備來量化溶液的顏色變化，或者在反應(yīng)中加入一些輔助劑，使得反應(yīng)前后顏色差異更加靈敏。

3 結(jié)語

綜上所述，食品中三聚氰胺檢測工藝的最新進(jìn)展，每種檢測工藝都有自身的優(yōu)點(diǎn)、弊端以及適用領(lǐng)域。實(shí)際應(yīng)用時(shí)要綜合權(quán)衡檢測工藝的成本、檢測效率以及最終的檢測效能。納米金適用于生物體的分析與檢測，因?yàn)槠涔鈱W(xué)特性和摩爾消光系數(shù)這兩個(gè)指標(biāo)均比較優(yōu)異。但是納米金法對待測樣品預(yù)處理要求較高，易受干擾。目前只能通過控制待測樣本中離子強(qiáng)度來保證檢測的精度和可靠性；比色方法是目前普及度較高的一種的方法，因?yàn)楸壬▽x器的依賴程度不高，通過人眼比色就能判斷三聚氰胺是否存在，但是想要進(jìn)一步定量分析三聚氰胺的濃度就比較困難。未來的改進(jìn)方案可以從引入信號(hào)放大設(shè)備來提高檢測精度和靈敏度來考慮。