三聚氰胺(melamine),简称三胺,又称蜜胺、三聚氰酰胺、氰脲三酰胺,是一种含氮杂环有机化合物,为无味纯白色单斜棱晶体。在常压下,354℃分解,300℃升华;能溶于甲醛、乙酸、热乙二醇、甘油、吡啶;微溶于水、乙醇;不溶于乙醚、苯和四氯化碳。水溶液呈弱碱性,能够与各种酸反应生成三聚氰胺盐^[1]。三聚氰胺是重要的氮杂环有机化工原料,主要用于工业生产中^[2]。三聚氰胺白色粉末,无味,掺杂后不易被发现,常被不法商人用作食品添加剂,以冒充食品中的蛋白质,因此三聚氰胺也被人称为"蛋白精"。由于蛋白质主要由氨基酸组成,其含氮量一般不超过30%,平均含氮量为16%,每100 g牛奶中添加0.1 g三聚氰胺,就能提高0.4%蛋白质。食品中蛋白质测试方法常采用凯氏定氮法测定总氮来估算蛋白质含量。这种方法只能测定氮的总量,不能识别氮的来源和氮源的种类^[3]。本文就三聚氰胺的危害及检测方法研究进展进行综述。

目前,三聚氰胺被认为毒性轻微,大鼠经口LD₅₀为3.16 g/kg,小鼠LD₅₀为4.55 g/kg。美国食品与药品管理局报告给出了一系列最近研究得出的未观察到有害影响的最大剂量(NOAEL值),认为其中最敏感的有害影响应是对母体动物的生殖能力和胎儿的影响,它们的NOAEL值分别为每天每公斤体重400 mg和1 060 mg^[4]。1994年国际化学品安全规划署和欧洲联盟委员会合编的《国际化学品安全手册》第3卷和国际化学品安全卡片也只说明,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。三聚氰胺经口给予动物后,常见的临床症状包括饲料消耗量减少、体重减轻、膀胱结石、结晶尿、膀胱上皮细胞增生以及存活率降低;动物表现为食欲不振、呕吐、多尿、烦渴、无力气以及高磷血症^[5]。Okumura等^[6]给F344雄性大鼠饲喂不同浓度饲料36周,1%三聚氰胺组膀胱癌发生率为5% (1/20),结石发生率为100% (10/10); 3%三聚氰胺组膀胱癌发生率为79% (15/19),结石发生率为70% (7/10),表明饲喂含3%三聚氰胺的饲料能导致F344鼠形成膀胱结石,并诱发膀胱肿瘤和输尿管肿瘤。

目前认为三聚氰胺中毒的主要机制是肾功能衰竭。三聚氰胺、三聚氰酸单独使用毒性较低,造成泌尿管组织增生是导致肾脏结石的主要原因,并非三聚氰胺或者三聚氰酸直接和上皮细胞相互之间的分子互作,但三聚氰胺和三聚氰酸同时存在时,能够依靠分子结构上的氢氧基和氨基之间形成水合键聚合,形成三聚氰胺/三聚氰酸盐,其溶解度非常低,经胃液酸性作用,三聚氰胺和三聚氰酸在人体内相互解离,分别被吸收入血,由于人体无法转化这2种物质,最终被血液运送到肾脏,在肾小管、尿道或膀胱中形成结晶,引起结石,肾结石导致肾小管进行性管道堵塞和变性,加速肾脏衰竭,尿液无法顺利排出,使肾脏积水,最终导致肾脏衰竭。结石的刺激还可引发尿道或膀胱细胞的癌变^[5]。但是,也有学者认为,虽然在肾脏和膀胱中都发现了结晶,但现在仍不清楚在三聚氰胺摄入后肾衰竭的发生和肾脏的结晶作用之间是否有直接的联系^[7]。

三聚氰胺进入血液循环后可通过尿液排出,在血浆中的半衰期约为3 h。氰尿酸三聚氰胺盐溶解度非常低,这可能导致了在肾中形成晶体。研究者认为,三聚氰胺和氰尿酸在消化道中被吸收,分布至全身,出于还未被完全确定的原因沉淀于肾小管中,导致进行性管道堵塞和变性^[8]。有资料表明,三聚氰胺的机体内代谢属于不活泼代谢或惰性代谢,在机体内不会迅速发生显著代谢变化,而是很快以原型从肾脏排出^{[9, 10]}。邓庆华等^[11]采用单剂量口服给予成年雄性大鼠14C标记的三聚氰胺,24 h内,约90%以原型形式从尿中排出,14C在肾脏和膀胱中的浓度明显高于血浆,而膀胱中浓度最高。

自2008年"三鹿事件"后,世界各国对食品中三聚氰胺采取了相应的控制措施。我国也制定了乳品中三聚氰胺管理限量值。2007年6月,农行行业标准(NY/T 1372-2007)中规定饲料中三聚氰胺含量检测方法为高效液相色谱法(HPLC)和气相色谱-质谱联用法(GC-MS)^[12]。2008年10月国家标准(GB/T 22388-2008)规定原料乳、乳制品及含乳制品中三聚氰胺检测方法为高效液相色谱法(HPLC)、液相色谱-质谱/质谱法(HPLC-MS/MS)和气相色谱-质谱联用法(GC-MS和GC-MS/MS)^[13]。2008年10月,国家标准(GB/T 22400-2008)中又规定了液相色谱法作为快速检测原料乳及不含添加物的液态乳制品中三聚氰胺的方法^[14]。

高效液相色谱分析技术是一种传统的检测方法,适用范围仍很广泛。张美金等^[15]采用HPLC法测定饲料和宠物食品中三聚氰胺含量,样品经盐酸提取,离心后取上清液经固相萃取柱净化,其定量检测限是1.0 mg/kg,样品加标回收率在81%~105%。郑玲等^[16]采用HPLC法测定腐竹中的三聚氰胺含量,样品经盐酸提取,亚铁氰化钾和乙酸锌沉淀蛋白,并经过离子交换色谱柱分离,该法检出限为2.0 mg/kg,加标回收率为85.8%~92.1%。唐涛等^[17]采用HPLC法测定了鸡蛋中的三聚氰胺,样品经1%三氯乙酸溶液超声提取,磺基水杨酸和乙腈沉淀蛋白,离心后上清液过滤,该法定量限为0.10 mg/kg,回收率在94.2%~107%之间。覃东立等^[18]采用反相高效液相色谱法测定水产品中的三聚氰胺,样品先用乙醚处理后,再用三氯乙酸溶液和乙酸铅溶液超声提取,静置后取上清液离心,离心液过混合型阳离子交换固相萃取柱,最后用氨水-甲醇溶液洗脱,采用紫外检测器(检测波长240 nm),最低检出限为0.24 μg/mL,样品加标回收率为78.8%~96.1%。

由于单纯的色谱检测,杂质干扰较多,不利于对目标物进行准确的定性分析,易产生误判的结果,而色谱-质谱联用技术能有效解决此问题。林荆等^[19]利用超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)快速测定水产品中的三聚氰胺,均质后样品采用1%高氯酸超声提取,离心后的清液经强阳离子交换小柱(MCX)纯化,采用ACQUITY UPLC BEH HILIC色谱柱,流动相为乙腈-0.5 mmol/L乙酸铵溶液(0.1%甲酸),电喷雾质谱检测,其检出限为0.05 mg/kg,加标回收率为63%~90%。黄芳等^[20]采用高效液相色谱-质谱法测定饲料中的三聚氰胺。粉碎后样品用水(含体积分数0.1%甲酸)-乙醇(体积比1:1)超声波振荡提取,采用Kromasil C18柱,流动相为乙腈-0.1%甲酸(体积比5:95),采用正离子模式的电喷雾质谱检测,检出限0.01 mg/L,回收率为80%~99%。冼燕萍等^[21]建立了奶粉中三聚氰胺及其同系物含量的气相色谱-质谱测定方法,样品提取后,用液氮吹干,硅烷化衍生后测定,结果显示,三聚氰胺及其同系物在10.0~500.0 μg/L呈线性,该法最低检出限为0.15 mg/kg,回收率在91.1%~1.01.3%。巢强国等^[22]采用同位素内标物定量法,建立了一种适合检测动物源性食品中三聚氰胺残留的气相色谱-质谱法(GC-MS),将样品用1%三氯乙酸溶液超声提取,离心后上清液采用阳离子交换固相萃取柱净化,经硅烷化衍生后有GC-MS检测,最低检出限可达0.023 mg/kg,加标回收率在78.3%~110.8%,该法选择性较好,能有效消除复杂基质的干扰。

免疫学检测法包括荧光免疫测定法(FIA)、放射免疫测定法(RIA)、酶联免疫吸附测定法(ELISA)和胶体金免疫层析法(GICA)等,其中ELISA和GICA法由于操作简便、灵敏度高、特异性强、污染小等特点,应用非常广泛。目前,市场上已有三聚氰胺ELISA试剂盒生产销售,可定量检测食品、饲料中的三聚氰胺残留量,其最低检测浓度可达10 μg/kg。赵庆文等^[23]建立了检测鸡蛋中三聚氰胺残留的间接竞争ELISA法,该法检出限为8.5ng/mL,样品经氨化乙腈提取,正己烷去脂,微孔滤膜过滤后检测,回收率在88.9%~96.1%。李洁等^[24]研究了免疫胶体金测试卡现场快速检测乳品中的三聚氰胺残留的方法,方法的检测限为0.5 mg/kg,利用该法可快速检测乳品中的三聚氰胺,方法简便、快速、准确、稳定。免疫学检测虽然简便、灵敏、特异性强,检测限低,可同时检测多份样品,但是容易出现假阳性,因此只适合于大量样品的快速筛选。

南海娟等^[25]利用分光光度法快速检测奶粉中的三聚氰胺残留,根据茜素红与三聚氰胺的颜色反应,测定吸光度值,该法线性范围为1~5 mg/kg,加标回收率在94%~98%。王彩霞等^[26]建立了高效毛细管电泳分离测定牛奶和奶糖中的三聚氰胺含量的方法,牛奶样品加入乙腈,超声波提取,离心取上清,蒸干后用20%甲醇-水溶解,经0.45 μm滤膜过滤后测定,该法检出限为0.27 μg/mL,回收率在81.4%~93.5%,该法样品处理过程简单,不需柱分离及衍生化,已应用于实际测定中。

由于多起三聚氰胺被非法添加到食品及动物饲料中的事件发生,促使食品和动物饲料中三聚氰胺的检测成为必需环节。因此,关于三聚氰胺检测的研究重点在于建立快速、准确、简便的检测方法,提高分析效率,降低检测成本。