劉敬先，何 為，郝利忠

(遼寧省獸藥飼料畜產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測中心，沈陽110016)

雙氰胺可作為膨脹發(fā)泡劑應(yīng)用于膨脹型防火涂料;作為潛伏性固化劑應(yīng)用于粉末涂料、膠粘劑等領(lǐng)域;作為硝化抑制劑應(yīng)用于種植業(yè)，能增加氮肥利用率。因2013年初美國華爾街日報(bào)報(bào)道新西蘭牛奶及奶制品被檢測出低含量的有毒物質(zhì)雙氰胺這一事件，雙氰胺(DCD)進(jìn)入了人們的視線。奶粉中有雙氰胺檢出的研究報(bào)道始于2010年之前，從新西蘭檢測2012年6月份以后的乳制品樣本結(jié)果顯示，在近2000個(gè)樣品中有371個(gè)樣品檢出DCD，其中最高檢出濃度為2.4 mg/kg(生產(chǎn)于2012年8月9日的脫脂奶粉)，超過1 mg/kg的占11%，液態(tài)奶中DCD濃度都小于1 mg/kg。而11月中旬以后的602個(gè)樣本中，DCD并未被檢出［1］。針對2.4 mg/kg的雙氰胺濃度水平數(shù)據(jù)，疑似人為添加。鑒于牛奶及奶制品中殘留雙氰胺的事實(shí)，結(jié)合農(nóng)產(chǎn)品中雙氰胺的殘留問題，綜述如下。

1 雙氰胺簡介

雙氰胺別名二聚氰胺，化學(xué)名二氰二胺，英文名 dicyanodiamide，CAS 號 461-58-5，分子式C2H4N4，分子量84.08，分子結(jié)構(gòu)式如圖1所示。

圖1 雙氰胺的分子結(jié)構(gòu)式

雙氰胺常溫下為白色單斜棱狀結(jié)晶粉末，密度1.40 g·cm-3，熔點(diǎn)209.5℃，沸點(diǎn)252℃?？扇苡谒虼迹瑤缀醪蝗苡诿押捅?，13℃時(shí)無水乙醇中溶解度為1.26 g/L，水中為2.26 g/L，隨溫度升高溶解度增大。雙氰胺干燥時(shí)穩(wěn)定，自然環(huán)境中不易降解，水溶液中的雙氰胺在80℃以上時(shí)會(huì)緩慢分解。

2 雙氰胺的毒性與潛在危害

2.1 雙氰胺的毒性 從化學(xué)毒性來看，雙氰胺屬于低毒化合物，小鼠口服雙氰胺半數(shù)致死量高于4000 mg/kg［2］，兔口服半數(shù)致死量高于3000 mg/kg，人體長期毒性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)缺失，據(jù)報(bào)道雙氰胺可通過呼吸道和消化道進(jìn)入人體，可導(dǎo)致高鐵血紅蛋白血癥和皮疹等疾病。雙氰胺是水溶性物質(zhì)，在環(huán)境或人體內(nèi)消除較快，不會(huì)在人體內(nèi)造成蓄積，但嬰幼兒器官的構(gòu)造、發(fā)育和機(jī)能都不完善，對食品十分敏感，含有雙氰胺的奶產(chǎn)品可能會(huì)對嬰幼兒產(chǎn)生副作用［3］。

2.2 雙氰胺的潛在危害 雙氰胺80℃以上時(shí)水解產(chǎn)生氨氣、二氧化碳和氨基氰，反應(yīng)方程式如下:C2H4N4+2H2O＝2NH3+CO2+H2NCN。雙氰胺可燃且具有刺激性，遇硝酸銨、氯酸鉀等反應(yīng)劇烈，在酸性環(huán)境下能生成劇毒的氰化氫，受高熱分解產(chǎn)生氰化物和氮氧化物等劇毒煙氣。

3 可能存在雙氰胺殘留的農(nóng)產(chǎn)品及出現(xiàn)的原因分析

3.1 由新西蘭雙氰胺奶粉的調(diào)查結(jié)果引發(fā)的猜測

以新西蘭雙氰胺奶粉的調(diào)查結(jié)果解釋為例:新西蘭牧場的農(nóng)民噴灑雙氰胺(DCD)，是防止硝酸鹽等對人體有害的肥料副產(chǎn)品流入河流或湖泊污染水質(zhì)，但因其理化性質(zhì)相對穩(wěn)定，殘留在牧草上的雙氰胺隨牧草進(jìn)入奶牛體內(nèi)，通過乳汁分泌排泄，導(dǎo)致奶粉中微量殘留雙氰胺。牧場使用雙氰胺出現(xiàn)問題了，那么農(nóng)場要是也用雙氰胺會(huì)不會(huì)有類似問題?

3.2 可能存在雙氰胺殘留的農(nóng)產(chǎn)品

3.2.1 蔬菜 在蔬菜生產(chǎn)中，使用含雙氰胺的氮肥普遍。因蔬菜是一種富集硝酸鹽的植物，蔬菜中硝酸鹽、亞硝酸鹽含量過高對人體健康有潛在危害，以氮肥加雙氰胺施予生長期的蔬菜，能顯著提高產(chǎn)量，同時(shí)降低蔬菜體內(nèi)的硝酸鹽和亞硝酸鹽含量［4］，但施用含雙氰胺氮肥的蔬菜中可能存在雙氰胺殘留［5］。而事實(shí)上，蔬菜上的雙氰胺殘留危害幾乎不存在，90%以上中國人有吃蔬菜前過水焯的習(xí)慣，即使存在微量的雙氰胺殘留也被清除掉了。

3.2.2 小麥 在小麥生產(chǎn)中，雙氰胺與碳銨、雙氰胺與硫銨、雙氰胺與尿素混合施用(雙氰胺劑量按純氮的5%計(jì))均比單獨(dú)施用氮肥增產(chǎn)9%～20%［6］，但施用含雙氰胺氮肥的小麥中可能存在微量雙氰胺殘留。

3.2.3 水稻 在水稻生產(chǎn)中，雙氰胺與碳銨(雙氰胺劑量按純氮的10%計(jì))比單獨(dú)施用碳銨增產(chǎn)約20%，其中有效穗每畝可增加0.2萬～3.5萬穗，結(jié)實(shí)率可增加2.5% ～7.4%，千粒重可增加0.1～2.2 g，同時(shí)沙質(zhì)土施用雙氰胺效果優(yōu)于粘質(zhì)土，貧瘠田施用雙氰胺效果優(yōu)于肥沃田［7］，但施用含雙氰胺氮肥的水稻中可能存在微量雙氰胺殘留。

3.3 農(nóng)產(chǎn)品中雙氰胺殘留出現(xiàn)的原因分析

3.3.1 污染 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中單純使用氮素化肥利用率低，研究認(rèn)為原因是肥料產(chǎn)生的NH3被土壤中的亞硝酸細(xì)菌(氨氧化菌)氧化為亞硝酸，反應(yīng)式:2NH3+3O2→2HNO2+2H2O;亞硝酸易被土壤中的硝酸細(xì)菌(亞硝酸氧化菌)繼續(xù)氧化成硝酸，反應(yīng)式:2HNO2+O2＝2HNO3，氮素不能被帶負(fù)電的土壤吸附而隨水分流失。雙氰胺硝化抑制劑(氮肥增效劑)可以調(diào)節(jié)氮肥在土壤中的轉(zhuǎn)化速度，減少氮的損失，提高肥料的使用效率，減少硝酸鹽污染地下水，但也會(huì)在農(nóng)作物上有所殘留［8］。

任祖淦等(福建省土肥所)研發(fā)的《雙氰胺氮肥增效劑應(yīng)用研究》項(xiàng)目，于1982年獲福建省科技成果三等獎(jiǎng)，1990年該成果被國家科委評審列入國家級“國家科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃”項(xiàng)目，至今雙氰胺化肥在中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已應(yīng)用31年。雙氰胺是低毒化合物，作為硝化抑制劑(氮肥增效劑)的殘留未引起世人的足夠重視，除歐盟外，中國、美國和日本都批準(zhǔn)其作為化肥使用，新西蘭雙氰胺奶粉事件敲響了雙氰胺污染的警鐘，須警惕農(nóng)產(chǎn)品中雙氰胺殘留。

3.3.2 人為添加(摻假) 經(jīng)過精深加工的農(nóng)產(chǎn)品，尤其是蛋白粉(飼料級蛋白粉或食用級蛋白粉)也需要考量粗蛋白含量指標(biāo)，不排除有人為添加三聚氰胺類似物以增加粗蛋白含量的可能。而雙氰胺是生產(chǎn)三聚氰胺的原料，含氮量與三聚氰胺一致，均為66.67%，水溶性好，在體內(nèi)消除快，不易蓄積，毒性又遠(yuǎn)小于三聚氰胺，有作為三聚氰胺替代品摻入深加工農(nóng)產(chǎn)品中的可能。

4 解決雙氰胺殘留問題的建議

4.1 盡快出臺(tái)雙氰胺的法定限量標(biāo)準(zhǔn) 為雙氰胺在農(nóng)產(chǎn)品中制定一系列科學(xué)的限量，而不將其妖魔化，是解決雙氰胺問題的關(guān)鍵。雙氰胺作為氮肥增效劑(硝化抑制劑)以解決部分貧瘠的土地上糧食作物增產(chǎn)問題［9］，其具有劃時(shí)代的意義，不能因其有微量的殘留就予以全盤否定。事實(shí)上，現(xiàn)階段牧場不使用硝化抑制劑是不可能的，若不使用雙氰胺，則需從2-氯-6-三氯甲基吡啶、2-氨基-4-氯-9-甲基吡啶、疊氮化鉀等硝化抑制劑中選一種來使用，這些物質(zhì)的毒性及殘留于雙氰胺相比可能更高。因此使用低毒性的雙氰胺作為硝化抑制劑，同時(shí)為其制定科學(xué)合理的農(nóng)產(chǎn)品限量，以保證超限的農(nóng)產(chǎn)品不能進(jìn)入市場在理論上是可行的。

歐盟未批準(zhǔn)雙氰胺作為化肥使用，其在雙氰胺的使用問題上尤為嚴(yán)格。以嬰幼兒配方奶粉的限量為例:歐盟的資料顯示雙氰胺的無不良反應(yīng)劑量(No observable adverse effect，NOAEL)的估算值為1000 mg/kg b·w，以最大安全系數(shù)1000計(jì)算，故歐盟設(shè)定嬰幼兒配方奶粉中雙氰胺的TDI(Tolerable Daily Intake耐受量)為1 mg/kg b·w/d(1毫克每公斤體重每天)［1］。以3 kg嬰兒計(jì)算，可耐受雙氰胺的劑量為3 mg，假設(shè)乳粉中雙氰胺的限量為0.5 mg/kg，以嬰兒每日飲用奶粉120 g計(jì)，每日會(huì)攝取雙氰胺的理論上限為0.06 mg，為嬰兒每日可耐受劑量(3 mg)的1/50，故設(shè)定雙氰胺在嬰幼兒配方奶粉的限量為0.5 mg/kg理論可行。

事實(shí)上，農(nóng)產(chǎn)品中的雙氰胺污染如何能達(dá)到0.5 mg/kg的濃度水平，目前畜禽產(chǎn)品中多數(shù)被濫用抗生素的限量≤0.1 mg/kg，在國際上沒有確切的毒理學(xué)和藥理學(xué)數(shù)據(jù)之前，制定雙氰胺在初級農(nóng)產(chǎn)品及加工產(chǎn)品中的限量為0.1 mg/kg，可能更為合適。

4.2 盡快出臺(tái)雙氰胺的法定檢測標(biāo)準(zhǔn) 針對雙氰胺的檢測方法，沃特世［10］、安捷倫［11］、AB［12］等公司紛紛給出了LC-MS/MS檢測雙氰胺的解決方案，并提出了雙氰胺極性強(qiáng)，傳統(tǒng)C18色譜柱及HILIC色譜柱均難以保留，檢測三聚氰胺的方法完全不適用于雙氰胺的觀點(diǎn)。此外，還有羅海英等采用QuEChERS-超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測定乳粉中的雙氰胺［13］、許嬌嬌等采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜同位素稀釋法測定奶粉中雙氰胺的殘留［14］、黃芳等采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法快速測定奶粉中的雙氰胺［15］、王祖翔等采用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定食品中的尿素、縮二脲與雙氰胺［16］;徐繼建等［17］、牟玲［18］、朱慧琴［19］采用高效液相色譜儀檢測雙氰胺的方法。

盡管檢測雙氰胺的方法很多，其法定檢測標(biāo)準(zhǔn)卻尚未出臺(tái)。限量需要法定的檢測標(biāo)準(zhǔn)來支撐，沒有一個(gè)精準(zhǔn)的、權(quán)威的、行之有效的法定檢測標(biāo)準(zhǔn)來監(jiān)督農(nóng)產(chǎn)品中的有害物質(zhì)殘留，限量也不過就是個(gè)數(shù)字。為解決雙氰胺問題，對應(yīng)的法定標(biāo)準(zhǔn)急需出臺(tái)。

4.3 升級檢測方法或變更檢測體系(凱氏定氮-氨基酸測定)

4.3.1 檢測方法須升級 三聚氰胺與雙氰胺是非蛋白(高)氮類物質(zhì)的代表，常見的非蛋白(高)氮類物質(zhì)還包括尿素、縮二脲、脒基脲、環(huán)丙氨嗪、三聚氰酸、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸二酰胺，均是針對凱氏定氮法測定蛋白質(zhì)含量的造假物質(zhì)。從含氮量來分析，造假使用三聚氰胺或雙氰胺(含氮量66.67%)的可能性最高;從結(jié)構(gòu)上分析，縮二脲和脒基脲是尿素的替代品，環(huán)丙氨嗪是三聚氰胺的一個(gè)H被環(huán)丙基所取代;從成本上分析，造假可能使用的是生產(chǎn)三聚氰胺的工業(yè)廢料，其含有三聚氰酸、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸二酰胺。

因凱氏定氮法測蛋白質(zhì)技術(shù)無法區(qū)別蛋白質(zhì)和非蛋白氮，有人將三聚氰胺或雙氰胺等類似物引發(fā)的社會(huì)問題歸咎于凱氏定氮檢測方法，其實(shí)檢測方法本身并沒有錯(cuò)，而是針對檢測方法漏洞的造假，只能通過升級檢測方法來解決。

4.3.2 檢測體系須變更 1860年以來，生鮮乳的檢測體系經(jīng)歷了多次變更，目前仍普遍采用凱氏定氮法來檢測粗蛋白含量，建議采用氨基酸分析儀檢測技術(shù)代替凱氏定氮法測蛋白，理論可行。收集檢測圖譜形成按奶牛品種、飼喂飼料質(zhì)量或品牌分類的譜庫，逐步確立相應(yīng)產(chǎn)品中各種氨基酸比例分配，以此建立生鮮乳中氨基酸檢測體系和相關(guān)法定標(biāo)準(zhǔn)?？梢灶A(yù)期生鮮乳打假將進(jìn)入新的層面，生鮮乳中蛋白質(zhì)若要造假也必須上升至比氨基酸更高的層面，皮革水解蛋白(L-羥脯氨酸)就是典型的氨基酸造假，應(yīng)用氨基酸分析儀檢測技術(shù)可輕松解決。

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