金属罐内壁涂层三聚氰胺类物质的迁移研究.docx

金属罐内壁涂层三聚氰胺类物质的迁移研究.docx

《金属罐内壁涂层三聚氰胺类物质的迁移研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金属罐内壁涂层三聚氰胺类物质的迁移研究.docx（41页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

金属罐内壁涂层三聚氰胺类物质的迁移研究

编号

本科生毕业设计（论文）

题目：

金属罐内壁涂层三聚氰胺类物质的迁移研究

学院专业

学号

学生姓名

指导教师

二〇一二年六月

摘要

金属罐是常见的食品容器之一，在奶粉、鱼肉罐头尤其是饮料等领域应用较为广泛.近年来，世界各国特别是美国、欧盟、日本等发达国家的分析与研究结果表明，与食品接触的器皿、餐厨具和包装容器以及包装材料中的有害元素、有害物质已经成为食品污染的重要来源之一，已成为人们对食品安全一个新的关注点[1].金属罐内壁涂层中含有三聚氰胺类物质，这些物质对人体是有害的，近年来受到人们的关注.

液相色谱-质谱联用技术以液相色谱作为分离系统，质谱作为检测系统，经纯化后的样品在液相色谱和质谱部分经过分离和离子化，经由检测器得到质谱图.液质联用体现了色谱和质谱优势的互补，结合了色谱对复杂样品的高分离能力和质谱的高选择性，高灵敏度及能够提供相对分子量和结构信息的优点，在药物分析，食品检测等领域有广泛的应用.

本课题主要研究了三聚氰胺及三聚氰胺衍生物的前处理方法，利用液相色谱串联质谱法测定金属罐内壁涂层三聚氰胺类物质的迁移.研究结果表明，液相色谱串联质谱法测定金属罐内壁涂层三聚氰胺的迁移是可行的，但对于三聚氰胺衍生物，则需要进一步的研究.

关键词：

食品安全；三聚氰胺；迁移；

ABSTRACT

Metalcansareoneofthemostcommonfoodcontainers,inthemilkpowder,cannedfishespeciallybeveragefieldwidely.Inrecentyears,countriesintheworldespeciallytheUnitedStates,EuropeanUnion,Japanandotherdevelopedcountriesanalysisandtheresultsshowthat,incontactwithfoodutensils,Kitchenwareandpackagingcontainersandpackagingmaterialsofharmfulelementsinharmfulsubstances,hasbecomeoneofthemostimportantsourcesoffoodcontamination,foodsafetyhasbecomeanewfocustothepeople.Inrecentyears,peoplepayattentiontotheinnerwallofthemetaltankcoatingcontainingmelaminesubstances,thesesubstancesareharmfultothehumanbody.

Liquidchromatography-massspectrometrytechnologyinliquidchromatographyasseparationsystem,massspectrometryasadetectionsystem,thepurifiedsampleinliquidchromatographyandmassspectrometryafterseparationandionizationpart,throughthedetectorobtainedbymassspectrometry.LC-MSembodimentofchromatographyandmassspectrometrythecomplementaryadvantages,combinedwiththedeterminationofcomplexsampleshighseparationabilityofmassspectrometryandhighselectivity,highsensitivityandcanproviderelativemolecularweightandstructureinformationadvantages,inpharmaceuticalanalysis,fooddetectionandotherfieldshaveawiderangeofapplications.

Thisthesismainlystudiesthemelamineandmelaminederivativesofpretreatmentmethods,usingliquidchromatographytandemmassspectrometrymethodforthedeterminationoftheinnerwallofthemetaltankcoatingmelaminematerial.Theresearchresultsshowthatthemigration,liquidchromatographytandemmassspectrometrymethodforthedeterminationoftheinnerwallofthemetaltankcoatingmelaminemigrationisfeasible,butforamelaminederivative,isinneedoffurtherresearch.

Keywords:

Foodsafety;Melamine;Migration

第1章绪论

1.1研究背景及意义

1.1.1事件回顾

2007年，美国发生多起猫、狗宠物中毒死亡事件.美国食品药品管理局（FDA）调查发现从江苏徐州某公司和山东滨州某公司进口的部分小麦蛋白粉和大米蛋白粉中检出三聚氰胺，并初步认为宠物食品中含有的三聚氰胺是导致猫、狗中毒死亡的原因.

2008年中国毒奶粉事件是中国的一起食品安全事件.该事件将三聚氰胺又一次推到了风口浪尖上.事件起因是甘肃、江苏等多个省市很多食用三鹿集团生产的婴幼儿配方奶粉的婴儿被发现患有肾结石，随后在其奶粉中检测出含有化工原料三聚氰胺.随后三鹿集团发出召回，声称奶粉受到三聚氰胺的污染，并决定立即召回2008年8月6日以前生产的三鹿牌婴幼儿奶粉.根据公布数字，截至2008年9月21日，因使用婴幼儿奶粉而接受门诊治疗咨询且已康复的婴幼儿累计39,965人，正在住院的有12,892人，此前已治愈出院1,579人，死亡4人，另截至到9月25日，香港有5人、澳门有1人确诊患病.该事件引起各国的高度关注和并引发人们对乳制品安全的担忧.中国食品安全再次全民关注.中国国家质检总局公布对国内的乳制品厂家生产的婴幼儿奶粉的三聚氰胺检验报告后，事件迅速恶化，包括伊利、蒙牛、光明、圣元及雅士利在内的多个厂家的奶粉都被检出含有三聚氰胺.该事件亦重创中国制造商品信誉，多英国等国家立即禁止了中国乳制品进口.同年9月24日，中国国家质检总局表示，牛奶事件已得到控制，9月14日以后新生产的酸乳、巴氏杀菌乳、灭菌乳等主要品种的液态奶样本的三聚氰胺抽样检测中均未检出三聚氰胺.2010年9月，中国多地政府下达最后通牒：

若在2010年9月30日前上缴2008年的问题奶粉，不处罚.然而,时隔一年,中国中央电视台《每周质量报告》调查显示，仍有7成中国民众不敢买国产奶.

临床调查发现，如果摄入的三聚氰胺量大、时间长，可能会在泌尿系统如膀胱和肾脏形成泥沙样结晶或结石.由于婴幼儿生理结构和饮食结构与成人明显不同，含三聚氰胺的奶粉对不同人群健康的影响也不同.婴幼儿较容易引起泌尿系统结石，而成人摄入三聚氰胺引起泌尿系统结石的可能性很小.这个结果让世人震惊，所以人们对三聚氰胺的性质、用途备受关注.

1.1.2金属罐特性

金属包装材料是四大传统包装材料之一，用于食品包装有近200年的历史,在包装领域应用广泛.由于金属包装材料具有密闭性好、能抗较高的内压、高阻隔性、耐高低温性、废弃物易回收等优点，在食品包装上的应用越来越广，最常用的有两片罐和三片罐.至今，由镀锡薄钢板，即马口铁所制成食品圆罐被广泛应用于奶粉、调味品等食品的包装上.

金属作为最佳的食品包装材料的相对弱点是化学稳定性差，不耐酸碱，特别是用其包装高酸性食品时易被腐蚀，同时有金属离子易析出，从而影响食品风味.因此，一般需要在金属容器的内、外壁涂涂料.内壁涂料是涂布在金属罐内壁的有机涂层，可防止内容物与金属直接接触，避免电化学腐蚀，提高食品货架期，但涂层中的化学污染物也会在罐头的加工和贮藏过程中向内容物迁移造成污染.金属罐内壁涂料，主要包括环氧酚醛涂料、水基改性环氧涂料、食品罐头内壁脱膜涂料，三种涂料主要的安全性争议均为游离酚、甲醛以及三聚氰胺类物质.

1.1.3研究意义

随着社会的发展与进步，以及人民生活水平的提高，食品安全越来越受到重视.三聚氰胺因为2008年的奶粉事件成为食品公共安全的焦点，三聚氰胺及其同系物三聚氰酸等对人民群众的身体健康和生命安全造成极大危害，因此，急需继续针对这些违法添加物开发相应的快速检测和确证技术标准，为确保人民身体健康和食品安全等民生问题提供有效的技术保障.

目前,食品接触材料中有害添加剂的迁移问题早已成为了一个健康隐患.为改善包装材料的性能往往加入添加剂，塑料包装材料中有各种功能型助剂（包括抗氧剂、增塑剂、增粘剂、稳定剂等）、单体和低聚体；纸包装材料中有消泡剂、脱墨剂、施胶剂、湿强剂等功能型助剂，还有油墨成分的影响；再生材料中又有二次污染；再加上加工过程如辐射、高温高压处理等，食用过程如蒸煮、微波等的影响，必然会有化学物成分迁移进所包食品中,造成食品的污染,损害消费者健康.

常用的金属罐分为二片罐和三片罐，由于其基材一般为镀锡薄钢板、镀铬薄钢板和铝等金属，如果其暴露在潮湿的环境中就会生锈，发生电化学腐蚀及电化学腐蚀,而且不同的食品中还有不同的腐蚀因子，对基材的侵蚀会更加严重，因此通常在金属罐的生产过程中都会喷涂一些涂料来对其进行保护.常用的涂料包括环氧酚醛类涂料、环氧氨基涂料、有机溶胶涂料、乙烯基涂料、聚酯涂料、丙烯酸涂料和环氧酯涂料.这些涂料都是由一些化合物单体聚合而成，在罐头的高温杀菌和接触条件下，单体残留会向食品迁移，从而对食品内容物产生污染，使用后,影响人体健康.三聚氰胺作为一种重要的氮杂环有机化工原料，主要和甲醛经过聚合反应生成三聚氰胺甲醛树脂，广泛用于各种涂料中,在罐头的内外壁涂膜中，都含有这种聚合物，由于制罐前印铁材料会堆放一段时间，通过实验发现内壁中的三聚氰胺会向食品中迁移，从而影响食品卫生与安全，所以，有必要对内壁涂膜中残留三聚氰胺展开研究.

1.3国内外研究概况

毒奶粉事件爆发后,国内掀起了一场三聚氰胺检测热潮.关于三聚氰胺的研究的报道层出不穷,各国均制定了不同的规范,对三聚氰胺加强了监测力度.近年来,各项研究主要集中在婴幼儿配方奶粉、液态奶（包括原料乳）、饲料以及宠物食品等，在这些领域已经建立了完整的体系.但关于包装材料中三聚氰胺类物质迁移的研究很少,目前一种公认的检测方法,对金属罐内壁涂层有害物迁移的研究更是少之又少.检测三聚氰胺的方法很多，主要有：

液相色谱串联质谱法（LC-MS／MS）、气质联用（GC—MS）法、超高效液相色谱-电喷雾串联质谱法、反相高效液相色谱法、高效液相色谱-二极管阵列法、高效液相色谱法（HPLC）、高效液相色谱-四极杆质谱联用、固相萃取与高效液相色谱联用等．

徐彦辉，陈戈，顾亮，丁磊，何俊，沈宏林，金属罐内层涂料三聚氰胺迁移量的测定通过不同试验条件对比，结合国家标准，并通过实际样品测试发现：

在食品加工、包装、消毒过程中，在一定条件下会使有些材料发生三聚氰胺迁移情况，带来食品质量安全问题.该试验结果为食品包装材料生产企业、食品生产加工企业提供了一定的技术支持，同时为食品中三聚氰胺非人为添加来源研究提供最新试验数据.为相关国家标准改进提供试验依据.

刘海波，向红，赵宇晖，张作全，刘志浩，建立了高效液相色谱法测定金属罐壁涂膜中三聚氰胺迁移量的研究.选择去离子水、3%乙酸溶液、15%乙醇溶液作为水性模拟液，对食品金属罐壁涂膜中三聚氰胺向模拟液迁移进行了实验研究，采用反相高效液相色谱法串联紫外检测器测定金属罐外壁涂膜中三聚氰胺的残留量.样品经三种食品模拟液（去离子水和3％乙酸、15％乙醇）浸泡后进样.液相色谱柱采用C18柱（250mm×4.6mm，5μm），流动相为离子对试剂缓冲溶液-乙腈（81:

19，体积比），流速为1.0ml/min，在235nm波长下进行紫外检测.检测结果表明，目标分析物的含量在0.2～50mg/L范围内，线性度为0.9999，方法检测限为0.03mg/L，相对标准偏差1.3～7.2%.在三种模拟液中的迁移量由大到小顺序为3%乙酸>15%乙醇>去离子水.

井伟，陈曼实，李小晶，吕水源，陈锦东，吴洪成，郑思远，陈锦权建立了一种用液相色谱技术检测分析食品接触材料中三聚氰胺与三聚氰酸单体迁移量的方法.样品采用水、4％乙酸和10％乙醇3种模拟物进行浸泡.色谱分离采用PhenomenexLunaNH2柱，柱温：

30℃，流动相为乙腈5mmol／L，pH=6．5PBS缓冲溶液（75：

25，V／V），流速1．0mL／min，DAD检测波长为214nm.在优化条件下，三聚氰胺和三聚氰酸分别在0．1～110mg／L和O．3～135mg／L范围内，峰面积和质量浓度线性关系良好.在0．5mg／L的添加水平下，三聚氰胺和三聚氰酸的平均回收率分别为101．7％～102．2％和88．0％～88．9％，相对标准偏差分别为2．45％～3．42％和3．54％～4．10％，检出限分别为0．02mg／L和0．08mg／L.方法可同时测定食品接触材料中三聚氰胺与三聚氰酸单体迁移量.

陈旻实、井伟、吕水源、李小晶、吴洪成、林柏玲、郑思远、陈锦权建立了高效液相色谱同时检测食品接触产品中三聚氰胺（MEL）及其衍生物（三聚氰酸二酰胺（ANE）、三聚氰酸一酰胺（ADE）和三聚氰酸（CYA））单体迁移量的方法.样品分别采用水、4%乙酸、10%乙醇作为食品模拟物,在70℃浸泡4h,浸泡液过0.45mm微孔薄膜后进入色谱柱.色谱分离采用LunaNH2柱,柱温:

30℃,流动相为V（乙腈）∶V（（5mmol/LPBS缓冲溶液,pH6.5）=75∶25,流速:

1.0mL/min;DAD检测波长为205和214nm.在此优化条件下,MEL,ANE,ADE和CYA的浓度在0.5～10mg/L范围内与其峰面积的线性关系良好,检出限分别为0.06,0.08,0.12和0.15mg/L（S/N=3）.在1.0mg/L的添加水平下,MEL,ANE,ADE和CYA的平均回收率在96.4%～101.6%之间,相对标准偏差在2.79%～4.39%之间.结果表明,本方法可简便、快速、准确地同时测定食品接触产品中三聚氰胺及其衍生物的迁移量.

栾伟建立了液相色谱串联质谱（LC-MS／MS）测定宠物食品中三聚氰胺的方法，针对极性小分子在常规反相液相色谱上难以保留的问题，采用正相色谱柱和含水流动相成功地保留了三聚氰胺和三聚氰酸（CyanuricAcid），并将其与美国食品药品监督管理局（USFDA）公布的气相色谱质谱（GC-MS）和液相色谱（LC）方法进行了对比，结果发现LC-MS／MS方法前处理过程简单，是一种高灵敏度、高选择性的分析方法.

李爱军等人应用液相色谱-串联质谱法测定饲料中三聚氰胺残留.试样用（乙腈）：

V（H2O）=1：

1溶液，提取，高速离心后，供液相色谱-串联质谱仪定性定量分析.流动相为V（乙腈）：

V（H2O）=80:

20混合溶液.采用电喷雾离子源，定性离子对为127.2／85.2和127.2／68.2；定量离子对为127.2／85.2.在添加了0.5～10.0mg／kg的三聚氰胺标准品时的回收率为92.6％～103.2％；相对标准偏差（RSD）在0.8％～2.0％；检出限为0.2mg／kg.

蔡勤仁,欧阳颖瑜,钱振杰,彭玉芬用饲料样品经1％三氯乙酸-二甲基亚砜提取WatersOasisMCX柱净化，超高效液相色谱分离，最终采用电喷雾串联四极杆质谱进行检测.结果表明，三聚氰胺在饲料中的含量范围为10～5000μg／kg时，线性关系良好（r>0.99）.在10～100μg／kg的添加水平范围内的平均回收率为83％～94％，相对标准偏差为4．2％～6．5％.该方法的检出限为10μg／kg.

丁涛等人建立了高效液相色谱-二极管阵列检测器（HPLC-DAD）及HPLC-电喷雾串联质谱（ESI-MS／MS）测定植物源性蛋白中残留的三聚氰胺的方法.利用HPLC-DAD进行样品中三聚氰胺的初筛，利用HPLC-MS／MS进行确证.采用三氯乙酸溶液沉淀样品中的蛋白，同时提取目标分析物，质谱检测时样品再经强阳离子固相萃取柱富集净化.HPLC-DAD的检测低限为10mg／kg，HPLC-MS／MS的检测低限为0．5mg／kg；HPLC-DA的添加回收率为76％～88％，HPLC-MS／MS的添加回收率为72％～82％（基质匹配曲线校正），两种方法的添加回收率的相对标准偏差（RSD）为3．4％～6．4％.

吴彩梅，白洁,贾刚，张克英丁雪梅,白世平，陈代文，吴秀群等人,利用液相色谱-串联质谱法测定鸡组织中的三聚氰胺和三聚氰酸.通过对提取溶剂、净化方法及色谱质谱条件的优化建立鸡组织样品中的三聚氰胺和三聚氰酸同时测定的HPLC-MS/MS法.样品经乙腈水溶液（70:

30，V/V）超声提取，正己烷脱脂，7000r/min离心后取上清液与乙腈（1:

1，V/V）混匀，10000r/min离心沉淀蛋白，过滤后无需净化即可上机测定，大大缩短了样品处理时间.使用MRM模式检测和同位素内标稀释法定量，进一步提高了方法的准确性和定量线性.在1～500ng/mL范围内，目标物的峰面积与其质量浓度的线性关系良好（R2＞0.999）；在0.1、1、5mg/kg的添加水平，鸡组织样品三聚氰胺回收率87.76%～107.89%，三聚氰酸回收率为87.31%～106.05%，相对标准偏差（RSD）分别为0.58%～2.78%和1.26%～4.33%；三聚氰胺和三聚氰酸的检测限（LOD）分别为4ng/g和2ng/g.结果表明，该方法简便、快速、准确，适合鸡组织中三聚氰胺和三聚氰酸的确证和定量测定.

黄伟,杨雪娇,邹定波,付登洲研究了密胺餐具中三聚氰胺的迁移规律.密胺餐具样品用乙酸溶液浸泡后,采用高效液相色谱法测定其中三聚氰胺的含量.考察了浸泡液的种类、浸泡温度、浸泡时间、样品尺寸、浸泡次数等参数对三聚氰胺迁移量的影响.实验结果表明:

三聚氰胺的迁移量随溶液酸性、浸泡温度、浸泡时间的增加及样品尺寸的减小而增大;随浸泡次数的增多,每次浸出量递减.

宗珊盈，王毅红，王楠，宋晓爽，罗俊霞，李婵君，李莺建立一种用超高效液相色谱一电喷雾质谱联用技术测定乳制品中三聚氰胺残留量的方法.样品经含5％乙酸铅的三氯乙酸溶液提取，离心分离后经PCX-C.8混合填料固相萃取柱净化.色谱分离采用AgilentZORBAX-CN柱（250mm×4．61／mmi．d．，5µm），以10mmol／LV（乙酸铵）：

V（乙腈）=10：

90混合溶液为流动相.采用电喷雾离子源，正离子多反应监测（MRM）模式检测.该方法在l～1000ng/mL范围内线性关系良好.在添加水平为10，30，45µg/kg时间，回收率在78．5％～92．6％之间，相对标准偏差在3．5％～8．6％之间，检出限为µg/kg.该方法适合于乳制品中三聚氰胺残留量的检测.

刘梅,李金强,田德金,李佩暖,曹鹏,付建,娄喜山,利用固相萃取-液相色谱-串联质谱法检测食品中的三聚氰胺.样品经均质，1％三氯乙酸溶液提取，用OASISMCX固相萃取小柱净化，减压浓缩后以甲醇溶解定容，用WatersBEH-C8柱分离，乙腈和水为流动相，经液相色谱-串联质谱法检测.三聚氰胺线性范围为0．1～lO．Omg／kg，相关系数r为0．9999，平均回收率为71％～95％，相对标准偏差为4．56％～9．82％（n=6），方法的栓出限为0．5mg／kg.

赵东豪，黎智广，黄珂，杨金兰，陈培基利用高效液相色谱-串联质谱法（LC-MS／MS）检测水产品中的三聚氰胺残留的比较研究，分别比较C18柱、氰基柱（CN）和强阳离子交换与反相C18混合填料柱（CR）3种色谱柱及其相对应的流动相对三聚氰胺的保留和分离效果.结果显示，以甲醇和5mmol的挥发性离子对试剂全氟庚酸作为流动相，采用梯度洗脱，三聚氰胺在C18柱中能得到较好地保留和分离.该研究拓宽了C18柱在药物残留分析中的应用范围.方法成本低、灵敏度高、稳定性和重现性良好，适用于水产品中三聚氰胺的残留检测.

1.4本课题的研究目的及主要内容

1.3.1研究目的

三聚氰胺有多种同系物，如三聚氰酸（cyanuricacid）、三聚氰酸一酰胺（ammelide）和三聚氰酸二酰胺（ammeline）等。

美国食品和药物管理局（FDA）在引起宠物中毒的食品中检出了以下三聚氰胺同系物：

三聚氰胺8．4％、三聚氰酸5．3％、三聚氰酸一酰胺2．3％、三聚氰酸二酰胺1．7％以及脲基三聚氰胺和甲基三聚氰胺等，这些同系物是导致宠物中毒的直接原因。

目前，国内外同时检测三聚氰胺及其同系物的方法报道不多，美国FDA和我国国家标准都是采用气质联用法检测奶粉中三聚氰胺及其同系物。

Muiz-Valencia等采用液相色谱测定了大米浓缩蛋白中的三聚氰胺及其3种同系物；栾伟研究了宠物食品中三聚氰胺及三聚氰酸的液相色谱串联质谱检测方法；另有鸡蛋、饲料、牛奶等基质中同时检测三聚氰胺及其同系物残留方法的报道。

美国和我国政府都严禁在饲料或食品中添加三聚氰胺类物质，但三聚氰胺及其同系物在牛奶、鸡蛋、鸡肉、猪肉、鱼等动物源性食品中仍被检出，因此建立一种同时测定这几种结构相似的三嗪类化合物多残留方法非常必要。

包装是食品制造过程中的一个独立元素，与食品密切相关.好的包装不仅能保护商品,还能提高商品的货架期,促进商品销售.在包装给人们生活带来方便的同时，它已逐渐成为一个关于环境和健康问题争论的主题.继白色污染之后,包装有害物迁移又引起了人们的广泛关注.随着消费者对健康意识的提高，包装材料中的物质向食品中的迁移成为了研究工作者和立法委员会研究的重点.三聚氰胺（MEL）及其衍生物三聚氰酸二酰胺（ANE）,三聚氰酸一酰胺（ADE）和三聚氰酸（CYA）,本身的物质毒性很小,但同时被人体摄入后,三聚氰胺遇强酸或强碱水溶液水解,胺基逐步被羟基取代,通过分子间的氢键结合形成网状三聚氰胺氰尿酸盐（Melaminecyanurate,MCA）,该晶体难溶于水,易在肾脏中积聚形成结石,堵塞肾小管,最终导致肾衰竭.国内外研究结果显示，三聚氰胺可以通过与食品接触的包装材料进入食品，但是关于这方面的研究报道却很少.而金属罐内壁涂层中含有三聚氰胺类物质，这些物质对人体是有害的.因此，有必要就这一问题进行深入的探讨与研究.

三聚氰胺属于化工原料，是不允许添加到食品中的.因此，我国以前对三聚氰胺没有设定限量，直到三聚氰胺奶粉事件曝光之后，我国才制定有关食品中三聚氰胺的标准,包括检测方法及限量.