食品中三聚氰胺成分检测工艺进展研究

王菲珂， 白蕊镜， 郑艳艳， 赵茁然

(1.西安岳达生物科技股份有限公司，陕西 西安 714000；2.西安凯立新材料股份有限公司，陕西 西安 714000)

引 言

三聚氰胺(C3H6N6)，是一种重要的化工原料[1]。从化学式的原子组成就可以计算出三聚氰胺的含氮量为66%，因此当采用常规的凯氏定氮法测食品中的蛋白含量时，不法商家会将其作为添加剂，从而造成粗蛋白高的假象来欺骗消费者。

显然，三聚氰胺的毒副作用已经被证实了。因此，在任何情况下，三聚氰胺都不应该以食品添加剂的方式加入。但是在乳制品行业中，添加三聚氰胺来谋取暴利的行为屡禁不止[2]。

1 三聚氰胺性质、用途介绍

1.1 三聚氰胺性质介绍

三聚氰胺更为被人熟知的名字是蛋白精。三聚氰胺的相对分子质量为126.15，熔点为354 ℃。可以溶解于许多有机溶剂，但是不溶于醚类有机溶剂。三聚氰胺虽然在动物体内代谢时比较稳定，但是自身受热会分解。受热或者燃烧后分解的产物有氮氧化物、氨气等。酸碱性方面，三聚氰胺溶解后的pH值稍微超过7，即呈弱碱性，与各类酸性溶液基本都能反应。除了酸碱中和反应外，三聚氰胺还能在弱碱性环境中与醛类物质发生缩合反应[3]，从而制取更多的其他化工原料。

1.2 用途介绍

1) 三聚氰胺用途

在工业化学领域，三聚氰胺是一种非常重要的化工原料。其主要的工业用途是生产具有特殊性能的树脂产品，在皮革、电气、塑料、医药等领域经常会看到以三聚氰胺为原料合成的高品质树脂产品。此外在农业领域，三聚氰胺因其较高的氮含量常被用来制取氮肥。

2) 食品中添加三聚氰胺的原因

通过三聚氰胺的工业用途介绍可以知道，三聚氰胺只是工业生产中塑料树脂的重要原料，并不是食品添加剂。在任何情况下，三聚氰胺都不能以添加剂形式加入到食品中。然而，实际情况却与之相反。不法商家在巨大利益的驱使下，会在乳制品中非法加入三聚氰胺这一物质。原因是我国先前对乳制品中蛋白含量测定时，采用的是凯氏等定氮法。显然，仅仅根据氮元素的含量来确定蛋白质的含量显然是不科学、不够严谨的。乳制品中三聚氰胺的含量每增加1个百分点，采用凯氏等定氮法测得的蛋白质含量会比增加4个百分点。

2 三聚氰胺的危害及检测方法比较

2.1 三聚氰胺的危害

三聚氰胺的毒性已经被证实，然而三聚氰胺对不同种类生物的毒副作用和机理有所差异，即三聚氰胺的毒性具有选择性。现代医学通过技术手段可以追踪三聚氰胺进入各类有机体的代谢过程，通过大量的研究实验发现三聚氰胺在有机体内基本不参与代谢过程。

三聚氰胺的毒副作用或对有机体的作用机理可以体现在以下两个方面。首先，三聚氰胺会导致人、畜肾脏负荷过高，从而进一步转化为肾衰竭。各国学者通过大量的动物临床试验发现，受到三聚氰胺毒害的动物体肾脏间质纤维化和炎症比较严重，基本可以断定为尿毒症。其次，临床中三聚氰胺对动物体的毒害还体现在对脏体粘膜的刺激。三聚氰胺进动物体后第一阶段会大几率导致动物膀胱结石，进一步转化为膀胱癌。因此，世界卫生组织已经将三聚氰胺定性为非遗传毒性致癌物。

2.2 三聚氰胺的检测方法比较

现有检测三聚氰胺的方法主要有以下几种：

1) 高效液相色谱法(HPLC)[4]

传统高效液相色谱法虽然能够定量测量样本中三聚氰胺的含量，但是检测的灵敏度、检测的可靠性长期遭受质疑。许多学者在试验条件下完成了对传统高效液相色谱法的改进，但是这些改进距离现场检测应用普及还有一段距离。在众多改进方案中，二级管阵列检测器(HPLC-DAD)的引入是较为成功的方案。引入二级管阵列检测器后的高效液相色谱法的检测精度达到了0.1 μg/ml。

2) 高效液相色谱质谱法[5]

高效液相色谱质谱法在市面上应用极为广泛，尤其是食品添加剂的检验。该方法可以以较高的灵敏度去追踪三聚氰胺以及其他目标检测分子。高效液相色谱质谱法检测工艺成熟，成本适中，既可以定量检测也可以定性检测。

高效液相色谱质谱法虽然检测的灵敏度高、测量数值精准且不易受到其他物质的干扰，但是样本预处理中需要用乙腈来萃取，这是一种相对稀缺的有机溶剂，不可避免的造成了检测成本提升。

3) 气相色谱质谱法

气相色谱质谱法是Toth等人于上世纪90年代左右提出，气相色谱质谱法问世后10年左右才正式应用于土壤中三聚氰胺残留的检测中。气相色谱质谱法之所以很难普及，是因为样品预处理非常繁琐，且分析效率较低。从检测效能和检测成本两方面综合考虑，气相色谱质谱法不是三聚氰胺检测的理想手段。虽然如此，各国学者没有放弃对此方法改进的研究，且取得了一定的成果。为了提高此法检测的可靠性和灵敏度，我国学者以鸡、鱼肌肉样本为研究对象，采用酸性乙腈/水溶液提取法对样品进行预处理，改进后的气相色谱质谱法实用性大大增强。

4) 酶联免疫法

酶联免疫法是免疫化学分析法中的重要分析手段，目前已经广泛应用于市面上批量食品的三聚氰胺筛检中。该方法的最大优点在于检测流程化，可以一次性对批量的样本进行检测。另外检测操作简单、检测成本低，因此酶联免疫法检测三聚氰胺含量是一种大批量样本筛查方法。然而，该检测方法的缺点在于检测结果有一定的误检概率，实际应用中还需要针对有疑问的待测样本采用HPLC和LC-MS进一步确认。

5) 比色法检测三聚氰胺

比色法检测三聚氰胺的原理是根据三聚氰胺的独特分子结构和化学性质，具体是指三聚氰胺有效成分与溶液中带色基团反应，从而导致检测溶液的颜色发生较大的变化。检测人员通过特殊手段量化这种颜色发生就可以确定样品中三聚氰胺的含量。

比色法检测三聚氰胺虽然在现场检测中易于实现，但是仅仅通过肉眼比色往往只能判定目标检测物含量的大概范围。要想比较精确地得到三聚氰胺含量还需要其他借助手段，比如借助高精度光学设备来量化溶液的颜色变化，或者在反应中加入一些辅助剂，使得反应前后颜色差异更加灵敏。

3 结语

综上所述，食品中三聚氰胺检测工艺的最新进展，每种检测工艺都有自身的优点、弊端以及适用领域。实际应用时要综合权衡检测工艺的成本、检测效率以及最终的检测效能。纳米金适用于生物体的分析与检测，因为其光学特性和摩尔消光系数这两个指标均比较优异。但是纳米金法对待测样品预处理要求较高，易受干扰。目前只能通过控制待测样本中离子强度来保证检测的精度和可靠性；比色方法是目前普及度较高的一种的方法，因为比色法对仪器的依赖程度不高，通过人眼比色就能判断三聚氰胺是否存在，但是想要进一步定量分析三聚氰胺的浓度就比较困难。未来的改进方案可以从引入信号放大设备来提高检测精度和灵敏度来考虑。