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专家解读:三聚氰胺为什么会出现在三鹿奶粉里?

2008.9.14

在三鹿公开承认奶粉中被“污染”了三聚氰胺之后,本网迅速采访了相关的一些专家和企业,从分析测试的行业视角、从各方解读专业人士对该事件的看法。

分析测试企业人士观点:企业的社会责任感  与 国家标准体系的可靠性

在分析测试百科网上,有很多关于三聚氰胺的报道和相应的检测方法,因为去年的宠物事件,已经促使行业人士开始研究三聚氰胺的检测方法。比如在饲料业,农业部已经出台了农业部的行业标准:NY/T 1372-2007饲料中三聚氰胺的测定》,这个标准于2007年6月14日发布,并马上于2007年6月14日实施。但在食品行业,还没有发布相应的标准。

在各种检测方法里,有一个厂家提供的一种产品引起本网的关注:它就是美国CEM公司的Sprint型真蛋白测定仪。大家也知道,三鹿事件的原因,是目前测定奶粉的国家标准,对蛋白质含量有要求,比如GB 10765-1997 《婴儿配方乳粉I》中规定,每100 g乳粉里蛋白质含量要超过18克;GB 10766-1997 《婴儿配方乳粉II、III》中规定,每100 g乳粉里蛋白质含量应在12.0~18.0克;但同时,测定方法GB/T 5413.1《婴幼儿配方食品和乳粉蛋白质的测定》是用的凯氏定氮法,凯氏定氮测量的却不是蛋白质,而是总氮。

三聚氰胺之所以派上妙用,是因为:三聚氰胺的分子式C3H6N6(分子式示意图见图1),它的N原子含量,占到分子的66%,而蛋白质中N的平均含量大约为16%,也就是,对于“凯氏定氮法”来说,给出的检验结果会是:添加同样量的三聚氰胺,相当于添加4倍多量的蛋白质。并且,三聚氰胺作为工业原料,本身就比蛋白质原料便宜。有人估算在植物蛋白粉和饲料中使蛋白质增加一个百分点,用三聚氰胺的花费只有真实蛋白原料的1/5。

同时,三聚氰胺是一种白色结晶粉末,没有什么气味和味道,掺杂后不易被发现,感官检验这一关也能过。所以,它就如此“高效、低成本”地骗过了检验方法。

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图1  “三聚氰胺”分子的结构示意

据了解,Sprint型真蛋白质分析仪,测量的不是总氮,而是真正的蛋白质,那它的原理是什么?它是不是真的可靠?带着这个疑问,9月12日,笔者走访了美国培安科技公司(CEM产品的中国总代理),听听专业人士的介绍。

培安科技的总经理 刘伟说:“昨天,我们的专家一看到这个东西,就说这一定是三聚氰胺(注:这里的昨天,即9月11日,还没有媒体公布是三聚氰胺)。因为,在当时美国的宠物事件中,他们所有宠物的症状都是肾脏出血。果然,今天(指9月12日),媒体即公布了三鹿奶粉里查出了三聚氰胺。”


接下来,几位在场的技术人员,都表示:“目前三鹿自己说是奶农的问题,是不大可能的。因为采购的原料奶是液体的,如果加了三聚氰胺,一定会加水,这种掺假是很容易用现有方法检验的——比如,冰点法(注:早在1991年,国家即对GB 5409-85《牛乳检验方法》进行了补充,增加了附录B 牛乳冰点下降测定方法);而且企业都知道,原料采购是非常重要的环节,很多乳制品企业都有冰点仪。” “不管怎么说,三鹿都是有责任的,不可能从采购原料检验,生产过程检验,到出厂检验,一路走下去,都查不出问题。” “现在三鹿说是污染,污染的结果是什么呢?是经济效益的提高。”

“所以,我这两年在很多场合都在强调社会责任感,目前,中国流行着一种风气,即什么都是产业化,即“钱”是第一,缺乏真正的科学精神、科学态度,和社会责任感,所以才会出现三鹿奶粉这个事情。“ 刘总非常激动地说。

“企业赚缺德钱,可能有多方面的原因,很多为了求生存嘛。但是,” 刘总话锋一转:“这个也跟国家现有的标准体系有关系。比如三鹿,如果说真用法律来查,还不一定能找到依据。因为产品的所有指标都是用国家的标准来做的,这个蛋白质的国家标准测定方法就是凯氏定氮,测出来是合格的。如果打官司,还不一定输的了。” (注:虽然前文介绍了饲料中出了标准方法,但据悉乳制品目前还没有检测三聚氰胺的标准方法,而测蛋白的确用的是凯氏定氮法。)“当然,在法律之外,法外之情,我们还有做人的一个基本的道理,更不用说企业的社会责任感。我们看了这件事,真的觉得心里非常非常难受。” “这个事情出了以后,对中国整个乳制品行业的打击,我个人觉得,接近于灭顶之灾。肯定出口受影响,即使合格的产品也没人要;还有国内消费,谁还敢消费乳制品?”

“而这个问题就出在,国家标准体系存在漏洞,所以,我们要讲一个食品安全体系的可靠性,如果作为一个安全防范的体系,它的可靠性不行,带来的危害是巨大的。比如,这次真抓了一批人,我们按什么来判?标准是法律的依据啊。”

三鹿奶粉事件,较去年的宠物事件,对社会的影响和危害都要大得多,所以,访谈的前一部分,大家都有些激动地谈了很多问题:企业的社会责任感、国家标准体系的可靠性问题等等。接下来,大家谈了Sprint真蛋白测定仪相关的技术问题。

回归技术问题,刘总平静了许多:“Sprint这个方法,和现有的凯氏定氮方法并不矛盾。在实践中,这个方法可以与凯氏定氮作为一个比对,用两种方法同时测,如果两者结果差别很小,就是方法间允许的误差;如果凯氏定氮法比Spring测定的高很多,就证明样品加了非蛋白氮;然后再查到底加了什么东西。所以,使用这个方法,并不会对现有的标准体系造成冲击。因为100多年的标准,实验室间数据的比对和长期的习惯的原因,改变它是很难的;所以,Sprint这个产品,在数据上也还是按照凯氏定氮这个体系来做。它不仅有ZL的iTAG技术,而且实现了全自动化,测样只需要2分钟。传统的凯氏定氮法却需要大约5~10小时。”

笔者又好奇地问道另一个问题:“现在已经有了测定饲料中三聚氰胺的液相色谱法、气质联用法,估计奶粉相关的方法也很快会出台;如果今后,判定奶粉是否蛋白质合格,就用两个方法,一是用凯氏定氮法测定总氮,二是用测定三聚氰胺的方法测定是否添加三聚氰胺。这样的方法和Sprint这种方法该怎么比较?”

厂家的技术人员马上否定:“这样还是头痛医头,脚痛医脚!因为必须假设样品加了三聚氰胺,而再过一阵子,不法分子又加了其它东西,比如尿素什么的,还是测不出来。Sprint这套方法,是从根本上解决了这个问题——因为它测的是真蛋白,也就堵住了所有的、添加非蛋白氮的可能。iTAG这个方法已经得到了美国官方分析化学师协会AOAC的认证;Sprint真蛋白质分析仪荣获 2008IFT国际食品科技展览会创新大奖。”

注:
AOAC成立于1884年,大家熟知的成立于1927年的美国食品药品管理局FDA所使用的食品安全检测方法和检测标准大部分都来自AOAC

IFT——美国食品科技展览会,由美国食品科学学会(Institute of  Food Technologists)主办,每年在美国不同的城市轮流举办。该展览会有着悠久的历史, 迄今已举办第66届。它是美洲地区规模最大的国际食品添加剂、食品配料及科技方面的专业展和行业盛会,及时地反映了食品行业全球科技成果转化为产品的最新情况,反映了食品工业发展的方向和动态,代表了世界食品科技工业发展趋势。

在技术细节上,技术人员透漏得不多,可能是iTAG蛋白标签技术ZL技术的原因吧,但给了我们一些有帮助的资料。大概的了解如下:

(1)iTAG试剂是一种ZL的生物试剂,它只和蛋白质中的碱性氨基酸结合,而不会和其它物质(如非蛋白氮)结合;

(2)原理是:利用呈酸性的iTAG试剂与氨基酸残基反应来测定蛋白质。iTAG分子由酸性基团和芳香基团组成,芳香基团能使之显色,再根据显色效果用紫外的方法来测算蛋白质的含量。

(3)这种技术的测量过程只需要2分钟,但是其测量精度却可以达到0.1 mg,测量数据范围能够达到0.01~99.99%

(4)从价格、日常消耗上来说,Sprint仪器的具体价格还没有透漏,但是刘总向我们表示:“不会比使用进口自动的凯氏定氮仪贵,不管是从产品本身售价,还是日常消耗上。”

(5)对操作人员没有任何特殊的要求,因为它是一个全自动的仪器。所要做的是把样品放进去,2分钟就出结果了。

(6)笔者问到这个方法的可靠性,即是不是还有什么潜在的漏洞?技术人员说:“除非是添加碱性氨基酸。但是这个成本比蛋白还要高,没有哪个企业会去作这种事情。”

笔者在采访后又对碱性氨基酸做了一些资料的查阅,总结于此:

根据氨基酸分子中所含氨基和羧基数目的不同,将氨基酸分为中性氨基酸(甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸等)这类氨基酸分子中只含有一个氨基和一个羧基;酸性氨基酸(谷氨酸、天门冬氨酸),这类氨基酸分子中含有一个氨基和二个羧基;碱性氨基酸(赖氨酸、精氨酸)这类氨基酸的分子中含二氨基一羧基;组氨酸具氮环,呈弱碱性,也属碱性氨基酸。

这里面有一个疑问,就是iTAG试剂只与碱性氨基酸结合,那怎么推算蛋白质的含量?这里笔者只好大胆揣测一下:CEM可能做过大量的实验,总结出一套蛋白质和蛋白质中碱性氨基酸的比例换算关系?不过,从上述酸、中、碱性氨基酸的分类倒可以看出,以前质检总局曾通报过的甘氨酸添加,倒是可以排除,因为甘氨酸是中性氨基酸。因此,从目前了解的来看,这个方法还是相当可靠的。

Sprint这个产品是去年在美国上市的,目前在中国,奥运食品检测车配置了一台。今年上半年,厂家主要做的一个市场前期推动工作是接受各检测单位的免费体验测样,市场反响很不错;下半年将进行全面的市场推广。但市场推广是否成功的一个重要因素是:国家的标准方法是否可以采用这种技术?如果国家标准不认可这种方法,其实很多检测单位也只会停留在“感觉很好”的基础上而不会购买、不会使用。

另外,刘总还慷慨地提供了一份他们还没有发布的一个最新的合作研究成果:《使用iTAG标签技术筛查掺假蛋白的研究》,这是与新疆检验检疫局高级工程师 崔杰等专家进行的一项合作研究,其中,崔杰提出了一个建议的流程,如图2所示:

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图2  iTAG蛋白标签技术分析假蛋白流程图

按照这个流程,如果一个单位有凯氏定氮仪,再添加一台Sprint,工作效率可以提高很多。它速度很快,而很多大企业有很多台凯氏定氮仪,因此,一台Sprint可以支持很多台凯氏定氮仪。两者比对测试,即可先判断样品是不是含有非蛋白氮,然后再用质谱等方法去确证是否含有三聚氰胺,或其它物质。

 

其它:为什么食品会发霉?必须添加防腐剂么?防腐剂又超标怎么办?

在关于Sprint的技术之外,刘总还介绍了培安科技的其它一些新技术,比如:微生物指标问题。很多食品企业出口产品,在中国这边测定时没问题,但出口到国外,就检出来霉菌了,这就是在运输这段时间长出来的。那怎么控制呢?微生物生长的三个条件是温度、酸度和水分,但是加工、运输、上货架等各种环节,温度都没法控制;酸度也不好改变,因为产品的很多酸度是跟口味相关的,改变了酸度让微生物无法生长,食品的口味也就变了。那么,唯一可控制的就是水分。但什么样的水分才能控制微生物的生长呢?我国也测水分、控制水分,但却没有用。这是因为,水分分两种,一种是结合水,一种是自由水,而能够给微生物提供养分的是自由水,自由水的含量即水活度。大家知道果冻,里面含很多水,但都是结合水,所以虽然水分含量很高,却不怎么长微生物。而国家标准并没有要求测水活度,国内企业就不知道去控制水活度。为了怕长微生物,大都添加防腐剂,但防腐剂添多了又超标。控制水活度很简单,比如在水里加一些乳化剂,但中国企业却不知道,还在用防腐剂,结果又超标。国内企业在控制质量上其实花费的成本很高,但得到的结果却相反。所以,一个安全体系的可靠性及其水平,决定了整个国家的工艺发展水平,对工艺的指导意义是非常值钱的。”

“前一阵子,我跟国内某部门开了一个小型的座谈会,介绍水活度测定仪、真蛋白分析仪。他们都不能理解,首先就问,你会得到什么好处?我就说,你先不要问我会得到什么好处?先要问:国家会得到什么好处?人民会得到什么好处?人民身体会健康,国家企业会好,国家经济会好,至于我们,如果大家接受了我们的观念,用了我们的产品,我们也会得到好处。但这时,我们大家是双赢的。所以,我们首先考虑的是对社会的利益,我们的社会责任感,促使我们去选择推广这类仪器,这类对国家的标准体系有重大影响的仪器。国家如果采用更聪明的防范体系,会带来整个行业的发展,唯一不利的只是打击了一大批生产防腐剂的企业。但是,防腐剂其实有什么好处呢?企业如果知道控制水活度,根本不需要添加防腐剂,细菌也长不出来。但是目前我国,在黄曲霉毒素等微生物上有强制性标准,但在水活度上却没有强制性标准,所以,失之毫厘,差之千里。目前美国、日本都有控制水活度的强制性标准,国内的企业生产的产品,很多到国外都不合格,比如水活度,很多一测要到0.95,这在国外是严格禁止的(FDA规定,水活度超过0.85即不能上市销售),并且,企业还添加了大量的防腐剂。”

 

再次回到论题:标准对于一个国家的意义

大家后来又聊到一些关于标准的问题,作为企业,培安科技也非常呼吁国家更多地关注标准问题。他们认为:“国家应该组织专家开发更多、更新的好标准。” 但是,大家都非常熟悉国家制定标准的一些专家,也知道,开发标准是一个苦差累活儿,相比科研届学者申请到的经费,国家给标准开发者的经费很少,工作量又大,很多专家其实也很辛苦。也就是说,从开发标准的专家自身来说,积极性不大,都是国家下发的任务。中国近期标准的进步是因为出口的推动,而国家现在运行着两套标准,一套是滞后的国内标准,一套是出口单位执行的对方出口国的标准。国家也没有特别地鼓励移植最新标准到中国,因为国家如果过早地采用过高的标准,会增加国家经济发展的负担。

“但是,总体来说,一个国家如果不把握国际上标准制定的主导权的话,对国家的国际竞争很不利。比如一个很简单的例子,我国是手机的很大一个进口国,手机电源充电器上的插头,国外企业都是自己的标准,各式各样,都不通用,这对地球资源的消耗巨大,产生了巨大的浪费。所以,一个标准的好坏对中国的意义是无比巨大的,中国必须把握标准的主导权。中国现在是一个全球巨大的市场,中国要有一套合理化的标准,全球如果都采用了中国的合理化的标准,那么对中国的影响力是巨大的。再比如,我们现在仪器上坏一个螺丝,我们必须从国外买,因为中国不生产这种执行国外标准的螺丝,而如果中国是强硬的话,中国就可以要求从国外进口的必须符合我国的标准。我们中国现在出口,都要先过出口国的标准关;而我们需要有一套对应的标准,外国要想出口到我国,必须先符合我国的标准。所以,标准对于国家经济经济的发展,对于人民的健康,对于国家的地位,意义都极其重大。”

刘总还义正辞严地说:“资本主义是一个罪恶的主义。马克思批驳资本主义是对的,资本主义凯恩斯倡导的就是增加货币供应,提高消费,你没钱借钱给你花。提高消费后,经济是好了,但地球坏了。所以,一个好的标准,应该是环保的、节约的,有利于人民身体健康的,是对地球负责任的标准。比如刚才说到的电源充电器,所有的接口都一个标准,我手机没电了,我跟你借一个充电器充一下就可以,这样的事情随处可见,能节约太多太多的资源。中国人要有这样一种标准战略的意识,我们要对人类做出贡献!今天我们坐在一起聊三鹿奶粉事件,是因为刚好我们有这么一个产品,很多人今天也打电话来问;但我想说,这件事不只是有关蛋白、有关三聚氰胺、有关我们这个产品的事情,这件事情是一件非常大的事情,太大了。”

笔者最后问道:“您希望您们的这套仪器,将来在标准中扮演一个什么角色?是成为标准推荐方法之一么?”

刘总说:“应该成为标准方法的一部分,而且我认为,应该成为一个强制标准方法。因为凯氏定氮是强制的,没有理由一个更准确、更可靠的方法不能成为强制性的。这个方法跟凯氏定氮也不冲突,两者共同工作才能找出添加了什么。从专家建议的流程上看(见图2),先用凯氏定氮法,再用iTAG技术,测量差值大的,再用质谱法等去测到底是不是三聚氰胺,到底是什么东西。”


收录的行业专家的一些观点

新华网9月13日快讯:国家质检总局已组织对全国所有婴幼儿奶粉企业开展专项监督检查。农业部组织对奶牛养殖及牛奶收购站进行检查。商务部组织食品批发、零售企业开展自查。所以,可知各个专家现在都非常忙碌。

笔者这两天也咨询了一些行业专家,在这个中秋佳节,他们已经无法休息,每天在为此事忙碌,这里不再提及他们的姓名,但首先向各位专家致敬,感谢他们的辛苦,也感谢以下他们提供的一些建议。


1)在计量上或者有条件的测试单位,可以避免这个问题,因为可以用氨基酸分析仪,把蛋白水解后,分析所有的氨基酸,再把所有的氨基酸量相加,就是真实的蛋白质量。但这种方法不容易推广,因为氨基酸分析仪成本很高,动辄一台仪器要上百万,操作上也对技术人员要求很高。所以,目前大量采用的还是凯氏定氮。但是专家们都知道,凯氏定氮是不科学的,但目前没有什么好的办法。比如,基层单位用的凯氏定氮法(非自动化仪器),可以手工操作(不用仪器),最后用化学滴定法,这个就成本很低。专家呼吁,要尽快找到一种易于普及的方法。

2)在现在对三鹿事件的调查方面,有位专家提到一种观点:有可能不是采购的原料液态奶有问题,因为同样采购上来的液态奶,在售价高的奶粉、在非婴幼儿添加的奶粉中却没有出现问题。有可能是原料里的非动物源的蛋白(比如:植物蛋白粉)添加了三聚氰胺。前文提到,如果使用冰点法,企业是有能力控制原料液态奶的。而对于原料里的固态植物蛋白粉等添加产品,只能用凯氏定氮法做。大家这几天也知道,在配方乳粉中,尤其是售价较低的配方乳粉中,都会添加植物蛋白粉。

3)现在正在制定一些应急标准,笔者向专家们介绍了刚刚获知的这个方法,他们都表示出兴趣,有些还表示:新的生物技术往往是特效的,而且速度很快,如果可靠,是应该被提倡采用的一种技术。但在此事之前他们并不了解。

4)如果要普查三聚氰胺,专家们还不太知道下一步政府决定如何进展。因为按照中国的规定,必须先有标准,前文提到,并没有测定乳制品中三聚氰胺的标准,测定饲料中三聚氰胺的标准并不能直接照搬来测奶粉,标准都明确写明了适用范围。而标准制定需要过程,先要有一个实验室做大量的实验开发方法,自己验证方法的可靠性,再聘请各单位专家共同验证,然后再报批,如果前面的都通过了,国家行政管理这方面审批倒是有快速通道,但是,毕竟需要时间。这就总是赶不上趟,因为总是先有违法,再制定相应对策。有些专家也提出,中国目前的实验室和美国的不一样,美国的实验室是真正第三方的,这会促使实验室积极去开发前沿的方法,也会极其看重自己实验室的信誉。因为出事儿了,有水平的实验室利用自己的方法来测试,可以大胆地、有把握地说,这是某某物质,可以作为法律的依据。比如,去年对宠物饲料中三聚氰胺的判定,就是有一个实验室利用自己的方法判的,因为那时也没有标准的方法。但中国实验室只有通过了对于该方法的国家认证,才敢出结果,因为没有通过方法认证的实验室所出数据,不能作为法律的依据。

5)在关于“是否没有标准方法,就不能判定违法”这个问题上,专家们意见一致:还是应该判定违法。因为,国家的食品添加剂标准明确规定:只有在标准中规定可以添加的,才能添加,否则就是违法添加,三聚氰胺明显不是食品添加剂中允许的,并且是一种化工原料,所有化工原料在食品中都是严令禁止添加的。这就好比,法律已经规定不得以任何手段杀人,不能因为法律没有穷举出杀人的所有手段,而杀人者用了一种新奇的手段,就可以被判定不违法。

6)关于三聚氰胺的检测,自从去年宠物事件后,一些质谱厂家(比如赛默飞世尔科技)、前处理厂家,都已经和中国用户单位(比如江苏出入境检验检疫局)合作,开发了检测三聚氰胺的方法。从原理上说,质谱仪本身的测定结果,在现行的国家标准里、在国际上,都是可靠的,在很多标准里都规定质谱法是法规确证法。因为每种化合物如果在质谱上能测定,都有相应的特征“指纹”。但是,质谱仪器,不管是气质联用仪,还是液质联用仪,对于操作者都有较高的要求。这可能是质谱方法不容易被迅速普及的一个原因。同时,也正如有些专家所说:“宠物出事时就隐隐感觉可能食品要出事,但是却没有想到来得这么快。”

 

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