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摘 要:分析和探讨了近年来我国的乳及乳粉产生问题的原因,对三聚氰胺的性质、合成方法及用途、毒性做一简述,并对三聚氰胺乳粉卷土重来的原因进行了剖析。
关键词:三聚氰胺;性质;原因;剖析
2008年震惊中外的“三鹿毒奶粉”事件,在中国社会激起了广泛民愤,三聚氰胺乳粉致婴儿死亡的事实让我们震惊、愤怒、难过,霎时,消费者对国内乳制品行业的信心降至冰点,中国乳制品行业遭受了天大的灾难:国内奶粉巨头短时间轰然倒塌;更多的食品企业被推到了风口浪尖,成了社会舆论声讨的对象;奶制品企业第一阵营的“蒙牛”、“伊利”在这风口浪尖受到了重创,损失以亿计。然而最重要地损失不是钱,而是品牌之箭重创了老百姓对乳制品行业的信赖、也重创了对中国政府关于食品安全机制的信赖。
时隔一年多,三聚氰胺奶粉“再现江湖”, 陕西金桥乳业步三鹿后尘,将5.25吨含有三聚氰胺的奶粉出售给广西南宁越前食品添加剂公司…… ,党中央国务院高度重视,立即采取一系列政策措施,部署限期集中彻查问题乳粉,已对涉案7名犯罪分子判刑,对陕西金桥、乐康问题乳粉案件中15名相关责任人追究责任。
我们禁不住惊呼:难道一个三鹿的警示还不够吗?曾经,“三聚氰胺”一个化学名词,以前只有化学专家才熟知的物质,去年“三鹿奶粉”事件之后,让中国乃至世界的老百姓耳熟能详。而今,三聚氰胺奶粉卷土重来,我们不得不深思,我们的孩子何时才能喝上“放心奶”?我们的企业什么时候才能够“诚信”?三聚氰胺到底是一种什么样的物质?它有何种毒性?为什么有的人会铤而走险,一而再再而三的要将三聚氰胺添加到原料乳或乳粉中呢?
一、三聚氰胺
三聚氰胺是一种重要的氮杂环有机化工原料,化学名为2,4,6三氨1,3,5三嗪,俗称蜜胺、氰尿酰胺、三聚酰胺,分子式为:
C3N3(NH2)3,分子结构式为:
(一)三聚氰胺的性质
三聚氰胺常温下为白色结晶性粉末,低毒无刺激性,而且不可燃,略溶于水及乙醇,不溶于醚、苯和四氯化碳。从分子结构图可以看出,三聚氰胺类似于苯环结构,在六元环中存在共轭大π键,环中三个N原子的电负性比C强,所以电子云排布不如苯环的均匀。但是,该环状结构仍然对与之相连的-NH2具有一定的稳定作用。N原子的弧电子对决定了三聚氰胺显弱碱性,能够与各种酸反应生成三聚氰胺盐。在强酸或强碱溶液中,三聚氰胺发生水解,氨基逐步被羟基取代,生成三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺和三聚氰酸。三聚氰胺上的氨基在碱性环境中能发生亲核的加成反应,同时,在三甲胺的作用下,三聚氰胺还可以与环氧乙烷,环氧丙烷及甲醛等多种活性物质发生反应。在中性或微碱性的条件下,三聚氰胺与甲醛缩合而生成各种羟甲基三聚氰胺,但在微酸性中(pH为5.5～6.5)与羟甲基的衍生物进行缩聚反应而生成树脂产物。
(二)三聚氰胺的合成方法
三聚氰胺首先由李比希在1834年合成,早期合成使用双氰胺法:由电石(CaC2)制备氰胺化钙[石灰氮Ca(CN)2)], 氰胺化钙水解后二聚生成雙氰胺,再加热分解制备三聚氰胺。由于电石的高成本,双氰胺法已被淘汰。如今工业上大多利用尿素为原料进行合成,反应原理如下:
尿素在加热条件下分解为氰(NH2)3CO→HCNO+NH3↑
尿素 氰酸
氰酸形成三聚氰胺和二氧化碳
6HCNO→C3N3(NH2)3+ 3CO2↑
氰酸 三聚氰胺 二氧化碳
近年来,世界上三聚氰胺工业发展很快,生产技术也获得很大提高。
(三)三聚氰胺的用途
稳定的结构及化学特性,决定了三聚氰胺作为一种有机化工中间产品,具有广泛的用途。三聚氰胺通常用于塑料及肥料的生产,但它最主要的用途是作为生产三聚氰胺-甲醛树脂的原料。该树脂具有耐火、耐水、耐热、耐老化、耐电弧、耐化学腐蚀等特点,具有良好的绝缘性能、光泽度和机械强度,广泛用于木材、塑料、涂料、造纸、纺织、皮革、电气、医药等行业。此外,三聚氰胺还可以用于涂料行业做交联剂,用于印染行业做整理剂、固色剂,用于建材行业作阻燃剂,减水剂。近年来又开发出了三聚氰胺甲醛树脂絮凝剂,用于印染废水作脱色剂,絮凝剂。
(四)三聚氰胺的毒性
三聚氰胺进入人体后,发生取代反应(水解),生成三聚氰酸,三聚氰酸和三聚氰胺形成大的网状结构,造成结石。长期或反复大量摄入三聚氰胺可能对肾与膀胱产生影响,导致产生结石。
二、三聚氰胺与牛乳或乳粉
(一)牛乳或乳粉中蛋白质的作用
蛋白质是构成人体组织细胞的重要成分,也是人体六大营养物质之一,是构成人体和修复人体细胞的生命物质。蛋白质既是构成肌体、供给能量的基本要素,也是调节生理、生化作用、构成抗体的重要营养素。现代科学已证明,生命的产生、存在和消亡都与蛋白质息息相关,它表现为:(1)提供多种氨基酸;(2)帮助身体制造新的组织,替代坏死的组织;(3)通过血液向细胞输送氧和各种营养物质;(4)调节机体的水分、电解质平衡;(5)为免疫系统制造对抗细菌和感染的抗体。
牛乳含氮物质中主要有乳蛋白质和非蛋白态氮,含量为2.8%～3.8%。其中乳蛋白质约占95%,非蛋白态氮约占5%左右。乳蛋白质包括酪蛋白、乳清蛋白及少量脂肪球膜蛋白。乳清蛋白又由对热不稳定的乳白蛋白和乳球蛋白,还有对热稳定的小分子蛋白和胨所组成。乳中的非蛋白态氮基本上是机体代谢的产物,如如氨、尿素、胶酸等。
乳蛋白质包含人体生长发育所需要的全部必需氨基酸,而且人体对乳蛋白质最易消化吸收,消化率可达98%～100%,乳蛋白质的消化价是85,是一种全价蛋白质。所以牛乳蛋白质,特别适合于婴幼儿,发育期的青少年,老年人和肝脏病患者食用。乳白蛋白有特殊的生理功能,特别是对婴幼儿的生长发育有很好的作用;乳球蛋白是免疫体的携带者具有一定的免疫功能。由此可见,牛乳或乳粉中的蛋白质含量的高低,将直接决定营养价值的高低和质量。
(二)乳或乳粉中蛋白质含量的测定方法
蛋白质定量的方法很多,如凯氏定氮法、分光光度法、高效液相色谱法等,而凯氏定氮法是测定蛋白质含量方法的基础,被指定为国家标准。凯氏定氮法是1833年由Kieldahl首先提出,是最为经典的蛋白质测定方法,是测定总有机氮的最准确和操作较方便的方法之一,在国内外普遍应用。
凯氏定氮法的原理是将含氮的有机物质与浓硫酸和催化剂共同加热消化,其中的碳、氢等元素被氧化生成二氧化碳和水逸出,有机氮转化为氨,与硫酸结合生成硫酸铵。然后碱化蒸馏使氨游离,用硼酸吸收后再以盐酸标准溶液滴定,根据酸的消耗量计算出待测物质的总氮量,再乘以蛋白质的系数,即为蛋白质的含量。凯氏定氮法具有应用范围广、灵敏度高、回收率较好、使用仪器设备简单等优点。
(三)原料乳或乳粉添加三聚氰胺的原因
在凯氏定氮法中,原料乳或乳粉样品中如加入三聚氰胺,同样与浓硫酸和催化剂一同加热消化分解,样品中的有机氮转化为氨与硫酸结合生成硫酸铵,然后加碱蒸馏使氨蒸出,以盐酸标准溶液滴定,根据酸的消耗量乘以换算系数,同样得到蛋白质的含量。
蛋白质主要质由氨基酸组成,其含氮量一般不超过30%,而三聚氰胺的分子式含氮量为66%左右,通用的蛋白质测定方法—凯氏定氮法是通过测出含氮量来估算蛋白质含量,因此,添加三聚氰胺会使得食品中蛋白质测试含量提高。据估算在原料乳或乳粉中使测试蛋白质含量增加一个百分点,用三聚氰胺的花费只有真实蛋白原料的1/5。如果乳粉中蛋白质含量为15%～20%,蛋白质中含氮量平均为16%,以某合格牛乳蛋白质含量为2.8%计算,含氮量0.44%;某合格乳粉蛋白质含量为18%计算,含氮量为2.88%,而三聚氰胺为66.6%,是牛乳的151倍,是乳粉的23倍。每100克牛乳中添加0.1克三聚氰胺,就能提高0.4%蛋白质。由于目前食品工业蛋白质含量测试方法的局限性、三聚氰胺为白色粉末添加而不易被发现,加之三聚氰胺的制造工艺简单、成本很低,所以不法厂商在极大的利益驱使下,为提升乳或乳粉蛋白质检测含量而违法添加,这就是原料乳或乳粉添加三聚氰胺的原因。也正是,即便国家三令五申、食品安全整顿高压态势,仍有个别企业和个人置人民生命安全和身体健康于不顾,利欲熏心,顶风作案,“三聚氰胺乳粉”会卷土重来的原因所在。
关键词:三聚氰胺;性质;原因;剖析
2008年震惊中外的“三鹿毒奶粉”事件,在中国社会激起了广泛民愤,三聚氰胺乳粉致婴儿死亡的事实让我们震惊、愤怒、难过,霎时,消费者对国内乳制品行业的信心降至冰点,中国乳制品行业遭受了天大的灾难:国内奶粉巨头短时间轰然倒塌;更多的食品企业被推到了风口浪尖,成了社会舆论声讨的对象;奶制品企业第一阵营的“蒙牛”、“伊利”在这风口浪尖受到了重创,损失以亿计。然而最重要地损失不是钱,而是品牌之箭重创了老百姓对乳制品行业的信赖、也重创了对中国政府关于食品安全机制的信赖。
时隔一年多,三聚氰胺奶粉“再现江湖”, 陕西金桥乳业步三鹿后尘,将5.25吨含有三聚氰胺的奶粉出售给广西南宁越前食品添加剂公司…… ,党中央国务院高度重视,立即采取一系列政策措施,部署限期集中彻查问题乳粉,已对涉案7名犯罪分子判刑,对陕西金桥、乐康问题乳粉案件中15名相关责任人追究责任。
我们禁不住惊呼:难道一个三鹿的警示还不够吗?曾经,“三聚氰胺”一个化学名词,以前只有化学专家才熟知的物质,去年“三鹿奶粉”事件之后,让中国乃至世界的老百姓耳熟能详。而今,三聚氰胺奶粉卷土重来,我们不得不深思,我们的孩子何时才能喝上“放心奶”?我们的企业什么时候才能够“诚信”?三聚氰胺到底是一种什么样的物质?它有何种毒性?为什么有的人会铤而走险,一而再再而三的要将三聚氰胺添加到原料乳或乳粉中呢?
一、三聚氰胺
三聚氰胺是一种重要的氮杂环有机化工原料,化学名为2,4,6三氨1,3,5三嗪,俗称蜜胺、氰尿酰胺、三聚酰胺,分子式为:
C3N3(NH2)3,分子结构式为:
(一)三聚氰胺的性质
三聚氰胺常温下为白色结晶性粉末,低毒无刺激性,而且不可燃,略溶于水及乙醇,不溶于醚、苯和四氯化碳。从分子结构图可以看出,三聚氰胺类似于苯环结构,在六元环中存在共轭大π键,环中三个N原子的电负性比C强,所以电子云排布不如苯环的均匀。但是,该环状结构仍然对与之相连的-NH2具有一定的稳定作用。N原子的弧电子对决定了三聚氰胺显弱碱性,能够与各种酸反应生成三聚氰胺盐。在强酸或强碱溶液中,三聚氰胺发生水解,氨基逐步被羟基取代,生成三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺和三聚氰酸。三聚氰胺上的氨基在碱性环境中能发生亲核的加成反应,同时,在三甲胺的作用下,三聚氰胺还可以与环氧乙烷,环氧丙烷及甲醛等多种活性物质发生反应。在中性或微碱性的条件下,三聚氰胺与甲醛缩合而生成各种羟甲基三聚氰胺,但在微酸性中(pH为5.5～6.5)与羟甲基的衍生物进行缩聚反应而生成树脂产物。
(二)三聚氰胺的合成方法
三聚氰胺首先由李比希在1834年合成,早期合成使用双氰胺法:由电石(CaC2)制备氰胺化钙[石灰氮Ca(CN)2)], 氰胺化钙水解后二聚生成雙氰胺,再加热分解制备三聚氰胺。由于电石的高成本,双氰胺法已被淘汰。如今工业上大多利用尿素为原料进行合成,反应原理如下:
尿素在加热条件下分解为氰(NH2)3CO→HCNO+NH3↑
尿素 氰酸
氰酸形成三聚氰胺和二氧化碳
6HCNO→C3N3(NH2)3+ 3CO2↑
氰酸 三聚氰胺 二氧化碳
近年来,世界上三聚氰胺工业发展很快,生产技术也获得很大提高。
(三)三聚氰胺的用途
稳定的结构及化学特性,决定了三聚氰胺作为一种有机化工中间产品,具有广泛的用途。三聚氰胺通常用于塑料及肥料的生产,但它最主要的用途是作为生产三聚氰胺-甲醛树脂的原料。该树脂具有耐火、耐水、耐热、耐老化、耐电弧、耐化学腐蚀等特点,具有良好的绝缘性能、光泽度和机械强度,广泛用于木材、塑料、涂料、造纸、纺织、皮革、电气、医药等行业。此外,三聚氰胺还可以用于涂料行业做交联剂,用于印染行业做整理剂、固色剂,用于建材行业作阻燃剂,减水剂。近年来又开发出了三聚氰胺甲醛树脂絮凝剂,用于印染废水作脱色剂,絮凝剂。
(四)三聚氰胺的毒性
三聚氰胺进入人体后,发生取代反应(水解),生成三聚氰酸,三聚氰酸和三聚氰胺形成大的网状结构,造成结石。长期或反复大量摄入三聚氰胺可能对肾与膀胱产生影响,导致产生结石。
二、三聚氰胺与牛乳或乳粉
(一)牛乳或乳粉中蛋白质的作用
蛋白质是构成人体组织细胞的重要成分,也是人体六大营养物质之一,是构成人体和修复人体细胞的生命物质。蛋白质既是构成肌体、供给能量的基本要素,也是调节生理、生化作用、构成抗体的重要营养素。现代科学已证明,生命的产生、存在和消亡都与蛋白质息息相关,它表现为:(1)提供多种氨基酸;(2)帮助身体制造新的组织,替代坏死的组织;(3)通过血液向细胞输送氧和各种营养物质;(4)调节机体的水分、电解质平衡;(5)为免疫系统制造对抗细菌和感染的抗体。
牛乳含氮物质中主要有乳蛋白质和非蛋白态氮,含量为2.8%～3.8%。其中乳蛋白质约占95%,非蛋白态氮约占5%左右。乳蛋白质包括酪蛋白、乳清蛋白及少量脂肪球膜蛋白。乳清蛋白又由对热不稳定的乳白蛋白和乳球蛋白,还有对热稳定的小分子蛋白和胨所组成。乳中的非蛋白态氮基本上是机体代谢的产物,如如氨、尿素、胶酸等。
乳蛋白质包含人体生长发育所需要的全部必需氨基酸,而且人体对乳蛋白质最易消化吸收,消化率可达98%～100%,乳蛋白质的消化价是85,是一种全价蛋白质。所以牛乳蛋白质,特别适合于婴幼儿,发育期的青少年,老年人和肝脏病患者食用。乳白蛋白有特殊的生理功能,特别是对婴幼儿的生长发育有很好的作用;乳球蛋白是免疫体的携带者具有一定的免疫功能。由此可见,牛乳或乳粉中的蛋白质含量的高低,将直接决定营养价值的高低和质量。
(二)乳或乳粉中蛋白质含量的测定方法
蛋白质定量的方法很多,如凯氏定氮法、分光光度法、高效液相色谱法等,而凯氏定氮法是测定蛋白质含量方法的基础,被指定为国家标准。凯氏定氮法是1833年由Kieldahl首先提出,是最为经典的蛋白质测定方法,是测定总有机氮的最准确和操作较方便的方法之一,在国内外普遍应用。
凯氏定氮法的原理是将含氮的有机物质与浓硫酸和催化剂共同加热消化,其中的碳、氢等元素被氧化生成二氧化碳和水逸出,有机氮转化为氨,与硫酸结合生成硫酸铵。然后碱化蒸馏使氨游离,用硼酸吸收后再以盐酸标准溶液滴定,根据酸的消耗量计算出待测物质的总氮量,再乘以蛋白质的系数,即为蛋白质的含量。凯氏定氮法具有应用范围广、灵敏度高、回收率较好、使用仪器设备简单等优点。
(三)原料乳或乳粉添加三聚氰胺的原因
在凯氏定氮法中,原料乳或乳粉样品中如加入三聚氰胺,同样与浓硫酸和催化剂一同加热消化分解,样品中的有机氮转化为氨与硫酸结合生成硫酸铵,然后加碱蒸馏使氨蒸出,以盐酸标准溶液滴定,根据酸的消耗量乘以换算系数,同样得到蛋白质的含量。
蛋白质主要质由氨基酸组成,其含氮量一般不超过30%,而三聚氰胺的分子式含氮量为66%左右,通用的蛋白质测定方法—凯氏定氮法是通过测出含氮量来估算蛋白质含量,因此,添加三聚氰胺会使得食品中蛋白质测试含量提高。据估算在原料乳或乳粉中使测试蛋白质含量增加一个百分点,用三聚氰胺的花费只有真实蛋白原料的1/5。如果乳粉中蛋白质含量为15%～20%,蛋白质中含氮量平均为16%,以某合格牛乳蛋白质含量为2.8%计算,含氮量0.44%;某合格乳粉蛋白质含量为18%计算,含氮量为2.88%,而三聚氰胺为66.6%,是牛乳的151倍,是乳粉的23倍。每100克牛乳中添加0.1克三聚氰胺,就能提高0.4%蛋白质。由于目前食品工业蛋白质含量测试方法的局限性、三聚氰胺为白色粉末添加而不易被发现,加之三聚氰胺的制造工艺简单、成本很低,所以不法厂商在极大的利益驱使下,为提升乳或乳粉蛋白质检测含量而违法添加,这就是原料乳或乳粉添加三聚氰胺的原因。也正是,即便国家三令五申、食品安全整顿高压态势,仍有个别企业和个人置人民生命安全和身体健康于不顾,利欲熏心,顶风作案,“三聚氰胺乳粉”会卷土重来的原因所在。