三聚氰胺的危害及其防治-

1、三聚氰胺的危害及其防治2011年5月1【摘要】三聚氰胺對人體危害極大,目前認為三聚氰胺毒性的機制是腎功能衰竭,而三聚氰胺引起的腎結(jié)石與晶體被認為與其造成腎衰有關(guān)聯(lián)。三聚氰胺與三聚氰酸相遇能快速形成結(jié)石、結(jié)晶,結(jié)晶成分是三聚氰胺聚氰酸化合物。而出現(xiàn)的腎小管特征性炎癥反應的產(chǎn)生原因還未有研究,可能是結(jié)石刺激腎小管增生引起。本文主要介紹三聚氰胺對人體的危害及其防治。關(guān)鍵詞:三聚氰胺毒性機制危害2目錄1.緒論 (42.三聚氰胺污染事件 (43.三聚氰胺的理化性質(zhì) (53.1三聚氰胺的化學性質(zhì) (54.食品中三聚氰胺的來源 (65.三聚氰胺對人體的危害 (66.三聚氰胺被生物吸收的途徑 (77.三聚氰胺

2、的遷移轉(zhuǎn)化和代謝降解 (77.1三聚氰胺的毒性 (77.2三聚氰胺在體內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)化 (87.3三聚氰胺的代謝和降解 (88.三聚氰胺的毒性機制 (89.防止三聚氰胺污染的方法 (910.結(jié)論 (1011.參考文獻 (1031.緒論據(jù)報告,中國嬰幼兒腎結(jié)石和腎功能衰竭發(fā)病率增加。據(jù)認為這是攝入受三聚氰胺污染的嬰幼兒配方奶粉所致。經(jīng)查,有人為了增加原料奶的蛋白質(zhì)含量,一連數(shù)月蓄意在牛奶中添加三聚氰胺。2007年,美國暴發(fā)了貓和狗攝入含有三聚氰胺和氰尿酸的寵物食品而造成腎衰竭的大規(guī)模疫情。有人蓄意在寵物食品的一種配料中摻入了三聚氰胺。三聚氰胺本身毒性輕微,但實驗研究結(jié)果顯示,它一旦與氰尿酸結(jié)合后會形

3、成晶體,進而造成腎中毒。尚無法知曉氰尿酸是否也是蓄意添加的,還是添加三聚氰胺制品后附帶形成的。對造成該次疫情的受污染配料(蛋白粉進行了分析,檢出了以下三嗪類化合物:三聚氰胺 8.4%,氰尿酸5.3%,三聚氰酸一酰胺2.3% ,三聚氰酸二酰胺1.7%,以及脲基三聚氰和甲基三聚氰胺,后兩種化合物分別低于1% 。2.三聚氰胺的污染事件2007年,美國爆發(fā)寵物食品受污染事件。事后調(diào)查表明:摻雜了6.6%三聚氰胺的小麥蛋白粉是寵物食品導致中毒的原因2007年深圳檢驗檢疫局從臺灣進口的3批“愛族牌”觀賞魚飼料檢出三聚氰胺,且三聚氰胺含量較高,分別為0.35 g/kg 、0.47g/kg 、0.51g/kg

4、。這3批魚飼料共 846千克。據(jù)美國食品藥品管理局(FDA官方消息,美國FDA首次在美國國內(nèi)生產(chǎn)的飼料中發(fā)現(xiàn)含有三聚氰胺,有關(guān)企業(yè)已經(jīng)開始自動召回相關(guān)產(chǎn)品。含有三聚氰胺的飼料添加劑來自俄亥俄州托萊多市Tembec BTLSR公司和科羅拉多州約翰斯敦市Uniscope公司。2008年9月,中國爆發(fā)三鹿嬰幼兒奶粉受污染事件,導致食用了受污染奶粉的嬰幼兒產(chǎn)生腎結(jié)石病癥,其原因也是奶粉中含有三聚氰胺。國家質(zhì)檢總局在全國開展了嬰幼兒奶粉三聚氰胺含量專項檢查。此次專項檢查對其余109家企業(yè)進行了排查,共檢驗了這些企業(yè)的491批次產(chǎn)品。階段性檢查結(jié)果顯示,有22家嬰幼兒奶粉生產(chǎn)企業(yè)的69批次產(chǎn)品檢出了含量不

5、同的三聚氰胺。山西省陽泉市郊區(qū)檢察院日前批準逮捕7名生產(chǎn)銷售有毒有害食品三聚氰胺含量嚴重超標奶粉案犯罪嫌疑人。經(jīng)檢察機關(guān)查證:2009年12月,陽泉市金福來乳業(yè)有限公司利用鮮奶和頂賬回來的過期奶粉加工成26噸奶粉,在未檢測的情況下將該奶粉銷往湖南、河北等地,該奶粉三聚氰胺含量嚴重超標,該案涉案區(qū)域廣,社會影響極大。陽泉市郊區(qū)公安分局提請批準逮捕該公司法定代表人兼4總經(jīng)理王志剛等7名涉案犯罪嫌疑人后,陽泉市郊區(qū)檢察院集中辦案力量,在4日之內(nèi),審閱700多頁卷宗,形成30多頁的案件審查報告。目前此案還在進一步審理中。3.三聚氰胺的理化性質(zhì)三聚氰胺(英文名Melamine,是一種三嗪類含氮雜環(huán)有機化

6、合物,重要的氮雜環(huán)有機化工原料。簡稱三胺,又叫2 ,4 ,6- 三氨基-1,3,5-三嗪、1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、2,4,6-三氨基脲、蜜胺、三聚氰酰胺、氰脲三酰胺,分子式C3N6H6、C3N3(NH23,分子量126.12。3.1三聚氰胺的化學特性三聚氰胺性狀為純白色單斜棱晶體,無味,密度1.573g/cm3 (16。常壓熔點354(分解;快速加熱升華,升華溫度300。溶于熱水,微溶于冷水,極微溶于熱乙醇,不溶于醚、苯和四氯化碳,可溶于甲醇、甲醛、乙酸、熱乙二醇、甘油、吡啶等。低毒。在一般情況下較穩(wěn)定,但在高溫下可能會分解放出氰化物。呈弱堿性(pKb=8,與鹽酸、硫酸、硝酸、乙酸

7、、草酸等都能形成三聚氰胺鹽。在中性或微堿性情況下,與甲醛縮合而成各種羥甲基三聚氰胺,但在微酸性中(pH值5.56.5與羥甲基的衍生物進行縮聚反應而生成樹脂產(chǎn)物。遇強酸或強堿水溶液水解,胺基逐步被羥基取代,先生成三聚氰酸二酰胺,進一步水解生成三聚氰酸一酰胺,最后生成三聚氰酸。主要用途三聚氰胺是一種用途廣泛的基本有機化工中間產(chǎn)品,最主要的用途是作為生產(chǎn)三聚氰胺甲醛樹脂(MF的原料。三聚氰胺還可以作阻燃劑、減水劑、甲醛清潔劑等。該樹脂硬度比脲醛樹脂高,不易燃,耐水、耐熱、耐老化、耐電弧、耐化學腐蝕、有良好的絕緣性能、光澤度和機械強度,廣泛運用于木材、塑料、涂料、造紙、紡織、皮革、電氣、醫(yī)藥等行業(yè)。其

8、主要用途有以下幾方面:(1裝飾面板:可制成防火、抗震、耐熱的層壓板,色澤鮮艷、堅固耐熱的裝飾板,作飛機、船舶和家具的貼面板及防火、抗震、耐熱的房屋裝飾材料。(2涂料:用丁醇、甲醇醚化后,作為高級熱固性涂料、固體粉末涂料的膠聯(lián)劑、可制作金屬涂料和車輛、電器用高檔氨基樹脂裝飾漆。(3模塑粉:經(jīng)混煉、造粒等工序可制成蜜胺塑料,無度、抗污,潮濕時仍能保持良好的電氣性能,可制成潔白、耐摔打的日用器皿、衛(wèi)生潔具和仿瓷餐具,電器設(shè)備等高級絕緣材料。(4紙張:用乙醚醚化后可用作紙張?zhí)幚韯?生產(chǎn)抗皺、抗縮、不腐爛的鈔票和軍用地圖等高級紙。(5三聚氰胺甲醛樹酯與其他原料混配,還可以生產(chǎn)出織物整理劑、皮革5鞣潤劑、

9、上光劑和抗水劑、橡膠粘合劑、助燃劑、高效水泥減水劑、鋼材淡化劑等。4.食物中三聚氰胺的來源主要有兩個途徑:(1非法添加三聚氰胺以提高食品或飼料含氮量,應付當前存在缺陷的蛋白質(zhì)含量檢測方法(少量添加該類物質(zhì)還可提高蛋白粉和飼料的黏韌性。(2環(huán)境污染物和產(chǎn)品包裝、餐具等材料中三聚氰胺樹脂水解產(chǎn)物的遷移。國外學者研究發(fā)現(xiàn),三聚氰胺樹脂在酸性條件或經(jīng)某些微生物代謝可逐步水解為MM、AMD和AMN。另外,三聚氰胺是一種選擇性昆蟲生長調(diào)節(jié)劑滅蠅胺(cyromazine在動物和植物體內(nèi)的代謝產(chǎn)物,而這種殺蟲劑廣泛使用于蔬菜作物中。因此,這些同系物也可能殘留在這些蔬菜中。Roberto報道三聚氰胺在一定條件下

10、可以水解為AMN、AMD 和CA。加工和包裝材料制作等過程以及不恰當?shù)睦砘幚?都可能使這些物質(zhì)從材料中遷入食品中,造成污染。5.三聚氰胺對人體的危害目前三聚氰胺被認為毒性輕微,大鼠口服的半數(shù)致死量大于3克/公斤體重。據(jù)1945年的一個實驗報道:將大劑量的三聚氰胺飼喂給大鼠、兔和狗后沒有觀察到明顯的中毒現(xiàn)象。動物長期攝入三聚氰胺會造成生殖、泌尿系統(tǒng)的損害,膀胱、腎部結(jié)石,并可進一步誘發(fā)膀胱癌。1994年國際化學品安全規(guī)劃署和歐洲聯(lián)盟委員會合編的國際化學品安全手冊第三卷和國際化學品安全卡片也只說明:長期或反復大量攝入三聚氰胺可能對腎與膀胱產(chǎn)生影響,導致產(chǎn)生結(jié)石。然而, 2007 年美國寵物食品污

11、染事件的初步調(diào)查結(jié)果認為:摻雜了6.6%三聚氰胺的小麥蛋白粉是寵物食品導致中毒的原因,為上述毒性輕微的結(jié)論畫上了問號。但為安全計,一般采用三聚氰胺制造的食具都會標明“不可放進微波爐使用”。方案中指出結(jié)石絕大部分累及雙側(cè)集合系統(tǒng)及雙側(cè)輸尿管,這與成人泌尿系統(tǒng)結(jié)石臨床表現(xiàn)有所不同,多發(fā)性結(jié)石影響腎功能的概率更高。由于患兒多不具備癥狀主訴能力,家長需要加強對相關(guān)兒童的觀察,依靠腹部B超和(或CT 檢查,可以幫助早期確定診斷。在治療方面,目前沒有針對三聚氰胺毒性作用的特效解毒劑,臨床上主要依靠對癥支持治療,必要時可以考慮外科手術(shù)干預,解除患兒腎功能長期損害的風險。早期診斷、早期治療,是使患兒早日康復的

12、關(guān)鍵。美國食品藥品管理局(FDA食品安全高官史蒂芬·桑德洛夫表示,研究發(fā)現(xiàn),在食品中只有同時含有三聚氰胺和三聚氰酸這兩種化學成分時才對嬰兒健康構(gòu)成威脅。6這看來雖然三聚氰胺和三聚氰酸共同作用下才會導致腎結(jié)石,但是三聚氰胺在胃的強酸性環(huán)境中會有部分水解成為三聚氰酸,因此只要含有了三聚氰胺就相當于含有了三聚氰酸,其危害的本身仍源于三聚氰胺。6.三聚氰胺被生物吸收的途徑消化道吸收腎臟吸收7.三聚氰胺的遷移轉(zhuǎn)化和代謝降解7.1三聚氰胺的毒性1、急性毒性:大鼠連續(xù)2 h吸入粉塵200 mg/m3,未見中毒癥狀。大鼠經(jīng)口LD50為3.16 g/kg,小鼠經(jīng)口LD50為4.55 g/kg或大于5

13、000 mg/kg。2、亞慢性及慢性毒性:大鼠吸入80100 mg/m3,2次/d,6次/周,連續(xù)4個月以上,出現(xiàn)體重增加遲滯,中樞神經(jīng)系統(tǒng)及腎功能紊亂,肺內(nèi)炎性改變等,長時間反復接觸可對腎臟造成損傷,對眼及皮膚無刺激作用。大鼠經(jīng)加入三聚氰胺飼料喂養(yǎng)13周,未觀察到的不良反應劑量(NOAEL為63 mg(/kg·w·d;大鼠拌料喂養(yǎng)28天NOAEL為240 mg(/kg·w·d;大鼠拌料喂養(yǎng)14天NOAEL為417 mg (/kg·w·d;小鼠拌料喂養(yǎng)13周NOAEL為1600 mg(/kg·w·d。林祥海等的實驗

14、中,按照美方提供的飼料中三聚氰胺含量為2.4 g進行添加,對貓采用30 d 連續(xù)喂養(yǎng),貓的血清BUN和CRE逐漸升高,到23 d這兩項指標超過正常范圍,顯示有腎功能損傷。3、生殖發(fā)育毒性:另外三聚氰胺具有一定的生殖發(fā)育毒性。在大鼠實驗中得出的最敏感的經(jīng)口攝入的生殖發(fā)育毒性的NOAELs為400 mg/kg bw/day (雌鼠、1060 mg/kg bw/day (雄鼠。4、致癌性:高劑量三聚氰胺還具有致癌性。Okumura M等(1992年的研究證明飼喂含3%三聚氰胺飼料能導致F344鼠的膀胱結(jié)石,并且誘發(fā)膀胱腫瘤和輸尿管腫瘤,而且這兩個疾病發(fā)病率高度相關(guān),他們認為三聚氰胺誘發(fā)膀胱癌和泌尿道

15、增生性疾病歸因于結(jié)石的形成。Ogasawara H等(1995年給F344/DuCrj 鼠飼喂含三聚氰胺飼料產(chǎn)生結(jié)石,誘發(fā)膀胱腫瘤。結(jié)石的主要成分是1:1的三聚氰胺與尿酸,結(jié)果提示三聚氰胺誘導的小鼠泌尿道增生性病變,直接歸因于結(jié)石的刺激,而不是三聚氰胺本身或它的代謝產(chǎn)物和膀胱上皮細胞之間的相互作用引起的。此外Cremonezzi D C等(2001利用三聚氰胺處理BALB/C小鼠成功復制出泌尿道腫瘤模型。寵物中毒事件中,報告的貓中毒數(shù)遠遠超過狗,是否存在毒性種屬差異不得而知,因為兩者發(fā)生率并不清楚。奶粉事件中受累的主要是幼兒,推測可能因為幼兒器官發(fā)育未完成,功能較差,無法及時排泄三聚氰胺,而且

16、幼兒飲水也比成人少,故短時間內(nèi)產(chǎn)生病變。77.2三聚氰胺在體內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)化MM產(chǎn)品中常混有其同系物三聚氰酸(CA、三聚氰酸一酰胺(AMD和三聚氰酸二酰胺(AMN,會使毒性增強。CA和MM緊密結(jié)合能形成不溶于水的結(jié)構(gòu)而提高其毒性,攝入人體后由于胃酸的作用又再解離,分別由小腸吸收進入血液,最后進入腎臟,兩者再次結(jié)合沉淀積累形成結(jié)石,堵塞腎小管造成腎衰竭。目前已經(jīng)有MM和CA形成的共同結(jié)晶導致腎衰竭的相關(guān)報道10-12。Birgit等13單獨飼喂貓0.5 %和1 %MM,或0.2 %,0.5 %和1 %CA持續(xù)10 d,未見腎功能異常。而當MM和CA分別以0 %,0.2 %,0.5 %,1 %的劑量混

17、合飼喂48 h后發(fā)生了腎衰竭。檢查混合物飼喂貓的尿和腎臟,均發(fā)現(xiàn)扇形的雙折射晶體。腎臟組織病理學局部檢查發(fā)現(xiàn)結(jié)晶主要存在于遠曲小管中,腎間質(zhì)發(fā)生嚴重的水腫,皮質(zhì)髓質(zhì)交界處出血。檢測腎臟MM 濃度為496734 mg/kg,CA 濃度為487690 mg/kg。結(jié)果表明,MM和CA的混合物是貓急性腎衰竭的發(fā)病原因。三聚氰胺進入人體后,發(fā)生取代反應(水解,生成三聚氰酸,三聚氰酸和三聚氰胺形成大的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),造成結(jié)石。7.3三聚氰胺的代謝和降解目前的研究認為,三聚氰胺在機體內(nèi)的代謝屬于不活潑代謝或惰性代謝,即它在機體內(nèi)不會迅速發(fā)生任何類型的代謝變化。單胃動物以原體形式或同系物形式排出三聚氰胺,而不是代

18、謝產(chǎn)物的形式。三聚氰胺對不同動物的毒性具有選擇性,這種毒性的選擇性可能是由于不同動物種屬間毒物代謝的動力學差異引起的。7.三聚氰胺的毒性機制目前認為三聚氰胺毒性的機制是腎功能衰竭,而三聚氰胺引起的腎結(jié)石與晶體被認為與其造成腎衰有關(guān)聯(lián)。三聚氰胺與三聚氰酸相遇能快速形成結(jié)石、結(jié)晶,結(jié)晶成分是三聚氰胺聚氰酸化合物。而出現(xiàn)的腎小管特征性炎癥反應的產(chǎn)生原因還未有研究,可能是結(jié)石刺激腎小管增生引起。2007年美國爆發(fā)大批貓狗寵物因食用了加有三聚氰胺的飼料而發(fā)生腎臟疾病死亡,對死亡動物的腎臟組織檢查發(fā)現(xiàn)其中含有大量三聚氰胺聚氰酸鹽結(jié)晶, Smith在實驗室進行三聚氰胺和三聚氰酸的混合實驗,重現(xiàn)這種結(jié)晶的形成

19、,顯示這是一個瞬間快速的反應過程,兩者混合立即產(chǎn)生沉淀。單用三聚氰胺(400mg/Kg、三聚氰酸(400mg/Kg,合用三聚氰胺與三聚氰酸(每種化合物400mg/Kg喂養(yǎng)魚與豬,在用混合物喂養(yǎng)的豬、魚體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了與在因食用受三聚氰胺污染的食物而發(fā)生腎衰竭的貓體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的同樣成分的結(jié)晶,在魚可食用部分也發(fā)現(xiàn)了三聚氰酸與三聚氰胺。上述實驗提示結(jié)晶成分為三聚氰胺聚氰酸鹽結(jié)晶。腎小管中三聚氰胺與三聚氰酸相遇成鹽,迅速析出形成大量此類腎結(jié)晶,8造成了中毒貓狗腎衰死亡。其它以三聚氰胺、三聚氰酸以及兩者的混合物對不同動物的染毒實驗也證實了這一點,另有研究觀察到此種結(jié)晶淡褐色,表面粗糙不平,能被ORO72h染色,

20、但不能被茜素紅S(pH4.1-4.3染色,這個特性與塑料和脂質(zhì)一致。至于結(jié)石與晶體的產(chǎn)生與腎衰發(fā)生之間機制具體如何還不清楚。有人認為可能是三聚氰胺與三聚氰酸共同作用快速形成不溶性的化合物造成腎小管阻塞與變性。還有人認為這與人所患的由于球粒小結(jié)晶阻塞腎小管引起的尿酸性腎病相似。兩個猜想都認為是三聚氰胺與三聚氰酸兩者形成結(jié)晶阻塞腎小管引起腎衰竭?？梢园l(fā)現(xiàn)在以往的研究中,也有實驗結(jié)論有相悖之處。Puschner等進行貓的染毒實驗,單獨飼喂貓0.5%和1%三聚氰胺或0.2%、0.5%和1%三聚氰酸持續(xù)10 d 以上未觀察到腎功能變化,而以三聚氰胺與三聚氰酸混合喂養(yǎng)時卻在適時間內(nèi)發(fā)生明顯病變。Dobso

21、n等及Reimschuessel等在最近的實驗中也得出相同的結(jié)論。也有實驗單獨以三聚氰胺2.4g加于飼料飼養(yǎng)貓就觀察到了腎功能的變化,并發(fā)現(xiàn)了結(jié)晶體。Ogasawara等人喂飼小鼠三聚氰胺也發(fā)現(xiàn)結(jié)石。推測雖然現(xiàn)在研究顯示三聚氰胺在生物體內(nèi)不產(chǎn)生代謝產(chǎn)物,但是實際會產(chǎn)生少量三聚氰酸等同系物,只是三聚氰胺量少時,產(chǎn)生三聚氰酸量不多,但在產(chǎn)物量大或不斷地累積時會與三聚氰胺一起發(fā)揮協(xié)同作用。推測在晶體形成而未可見時,三聚氰胺一系列對腎臟的刺激損傷已經(jīng)出現(xiàn)。急性作用或混合攝入時三聚氰胺量大,晶體形成快,對腎小管刺激較少,主要通過阻塞腎小管引起腎衰竭。慢性作用時三聚氰胺量小,晶體形成慢,但對腎小管刺激損害

22、時間長,破壞腎組織嚴重。因此,可以認為單純攝入三聚氰胺也能形成結(jié)石。一些實驗未觀察到,可能是觀察時間不夠長。另外,Ogasawara的致癌實驗發(fā)現(xiàn)結(jié)石主要成分是1:1的三聚氰胺和尿酸,且是膀胱結(jié)石,而美國寵物毒糧事件中結(jié)晶成分是三聚氰胺聚氰酸化合物,形成在腎臟。這也提示我們?nèi)矍璋纺苄纬傻牟恢灰环N形式的結(jié)晶,而各種結(jié)晶可能形成條件,形成時間有所不同,便形成有差異的毒性作用。8.三聚氰胺檢測的方法“三鹿嬰幼兒奶粉”事件之后,更多的公眾了解了三聚氰胺,但為了科學評價三聚氰胺目的而進行的研究還很不夠,國內(nèi)外對三聚氰胺導致尿道結(jié)石的機理、協(xié)同因素等也沒有確切的結(jié)論。有研究認為三聚氰胺自身對哺乳動物低毒

23、,對不同動物的毒性具有選擇性,這種毒性的選擇性可能是由于不同動物種屬間毒物代謝的動力學差異引起的。排除蓄意添加的因素,既然三聚氰胺已經(jīng)被作為一般化學物質(zhì)廣泛使用,就應該按照一般化學物質(zhì)對待,對其生態(tài)毒性、急性毒性、9致畸致癌等毒理學性質(zhì)和致病機理進行系統(tǒng)研究,并以科學數(shù)據(jù)為依據(jù),排除非科學因素,理性、客觀、科學地制定既滿足保護人類、動植物健康要求,又利于推進生產(chǎn)力發(fā)展的環(huán)境和食品中三聚氰胺限量標準,讓公眾科學認識三聚氰胺,依據(jù)標準把握選擇的權(quán)力。目前食品添加劑生產(chǎn)的監(jiān)管僅僅停留在衛(wèi)生許可證的發(fā)放上。由于大部分食品添加劑按照化工工藝生產(chǎn),監(jiān)管部門、生產(chǎn)企業(yè)習慣于把食品添加劑按一般化工品對待,相對于食