奶粉中三聚氰胺的測定

本文研究了九個合格奶粉樣品，并配制了摻入不同含量三聚氰胺的奶粉樣品，利用Nicolect380型傅立葉變換紅外光譜儀探討檢測奶粉中三聚氰胺的可行性，探討了不同的制樣方法對紅外光譜測定結(jié)果的影響。通過對三聚氰胺紅外光譜特征峰的分析，確定了檢測奶粉中三聚氰胺的定性分析方法。將三聚氰胺的NH2伸縮振動峰3469cm-1、3419cm-1作為判斷奶粉是否含有三聚氰胺的主要依據(jù)。當(dāng)三聚氰胺含量很低時（約400g*g-i），選用糊化方法制樣，運(yùn)用儀器數(shù)據(jù)處理軟件OMNIC二階導(dǎo)數(shù)可以實現(xiàn)對奶粉中三聚氰胺的定性鑒別，該方法可作為對高效液相色譜法的補(bǔ)充，為奶粉中摻入三聚氰胺定量檢測提供依據(jù)，可大大提高檢測效率，實現(xiàn)現(xiàn)場快速檢測。關(guān)鍵詞：奶粉；三聚氰胺；傅里葉變換紅外光譜AbstractInthisarticle,ninequalifiedMilkpowderweredetected,preparingthemilkpowdersamples,whichwereaddeddifferentcontentsofmelamine.UsingNicolect380FourierTransformInfraredSpectroscopytoexplorethefeasibilityofdetectionofmelamineinmilkpowder.Determiningthequalitativeanalysismethodofthedetectionofthemelamineinthemilkpower,byanalyzingtheinfraredabsorptionpeakofmelamine.TheNH2stretchingvibrationofmelamineisinthe3469cm-1and3419cm-1,whicharethebasisofdeterminingthemelamineinthemilkpowder.Whenthemelaminecontentislow(about400g/kg-1),usinggelatinizationtopreparesamples.UsingthesecondderivativeoftheInstrumentdataprocessingsoftwareOMNICcanqualitativelyidentifythemelamineinmilkpowder,asthesupplementofhighperformanceliquidchromatography.Andthismethodcanprovidethebasisforquantitativedetectionofmelamineinmilkpowder.Thismethodcangreatlyimprovetheefficiencyofdetection,achievingrapiddetectionofthescene.Keywords:milk;melamine;fouriertransforminfraredspectroscopy目錄摘要TOC\o"1-5"\h\z第1章緒論11．1奶粉1蛋白質(zhì)對人體的作用1奶粉的成分2奶粉的分類3奶粉的檢測方法4奶粉的紅外光譜分析4有毒奶粉出現(xiàn)5三聚氰胺6三聚氰胺的結(jié)構(gòu)6三聚氰胺的性質(zhì)6三聚氰胺的用途7三聚氰胺的危害7傅立葉變換紅外光譜法7紅外光譜簡介7紅外光譜儀分類8紅外光譜的應(yīng)用8紫外可見分光光度法9紫.外1可見分光光度法簡介9紫.外2可見分光光度法的應(yīng)用9本文研究的內(nèi)容1...0第2章實驗部分1...1實驗儀器設(shè)備與試劑藥品1...1TOC\o"1-5"\h\z實驗儀器設(shè)備11實驗試劑藥品11實驗操作12樣品來源12紅外光譜定性12紫外光譜定量13第3章結(jié)果與討論14三聚氰胺和奶粉的紅外譜圖分析14制樣方法比較169號奶粉各種比例組合圖209號奶粉低含量含三聚氰胺導(dǎo)數(shù)組合圖22各樣品含三聚氰胺組合圖低含量各樣品導(dǎo)數(shù)組合圖定量測定結(jié)論參考文獻(xiàn)致謝第1章緒論早在187年8,恩格斯就說過“生命是蛋白質(zhì)的存在方式”。生命的產(chǎn)生、存在與消亡，無不與蛋白質(zhì)有關(guān)，故有人稱蛋白質(zhì)為“生命的載體”。在人體各個器官、組織和體液內(nèi)，蛋白質(zhì)都是必不可少的成分，成年人體重的16.是3蛋%白質(zhì)。可以肯定地說：哪里蛋白質(zhì)短缺，哪里的生命就會遇到麻煩；哪里蛋白質(zhì)充裕，哪里的生命就會豐富多彩。進(jìn)入新世紀(jì)以來，連續(xù)兩次嬰幼兒奶粉事件一次又一次為我們敲響了“中華民族到了最危險的時候”之警鐘！今天，中華民族正在面臨一場史無前例的蛋白質(zhì)危機(jī)！奶粉牛奶是世人公認(rèn)的營養(yǎng)佳品，含有人體生長發(fā)育及新陳代謝所必需的多種營養(yǎng)成分［。1在］100克0牛奶中含有7克礦物質(zhì)和各種維生素、40克乳脂、35克蛋白質(zhì)、50克乳糖和86克8水分。牛奶營養(yǎng)豐富、物美價廉、食用方便、容易消化吸收，是最理想的天然食品，是最接近完美的食品，人稱“白色血液”，是最理想的天然食品。奶中的各種礦物質(zhì)的含量比例，特別是鈣、磷的比例比較合適，且其中微量元素和礦物質(zhì)都是溶解狀態(tài)，很容易消化吸收。奶中的蛋白質(zhì)主要是酪蛋白、白蛋白、球蛋白、乳蛋白等，所含的20多種氨基酸中有人體必須的8種氨基酸，奶蛋白質(zhì)是全價的蛋白質(zhì)，它的消化率高達(dá)97%以上。乳脂肪是高質(zhì)量的脂肪，含有大量的脂溶性維生素，品質(zhì)最好，它的消化率在94%以上。奶中的乳糖有半乳糖和乳糖，很容易消化吸收。蛋白質(zhì)對人體的作用蛋白質(zhì)的生理功能蛋白質(zhì)不僅是構(gòu)成機(jī)體組織器官的基本成分，蛋白質(zhì)還能不斷地進(jìn)行合成與分解。這種分解合成對立統(tǒng)一的過程能夠調(diào)節(jié)機(jī)體正常生理功能，推動生命活動，推動生命活動，調(diào)節(jié)機(jī)體正常生理功能，保證機(jī)體的生長、發(fā)育、繁殖、遺傳及修補(bǔ)損傷的組織。蛋白質(zhì)是一切生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，是構(gòu)成生物體的最重要的有機(jī)含氮化合物，是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，它存在于所有的動物及植物的原生質(zhì)內(nèi)［2］。根據(jù)現(xiàn)代的生物學(xué)觀點(diǎn)，蛋白質(zhì)和核酸是生命的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)的生理功能：①用于更新和修補(bǔ)組織細(xì)胞。②蛋白質(zhì)是構(gòu)成組織和細(xì)胞的重要成分，如骨骼、肌肉及內(nèi)臟主要由蛋白質(zhì)組成。一切細(xì)胞的原生質(zhì)都以蛋白質(zhì)為主，動物的細(xì)胞膜及細(xì)胞間質(zhì)也主要由蛋白質(zhì)組成。③參與物質(zhì)代謝及生理功能的調(diào)控。④氧化供能。1克蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧化供能約1.67x104焦耳。⑤其他功能。如多功能血漿蛋白質(zhì)的生理功能。人體蛋白質(zhì)的來源組成蛋白質(zhì)的氨基酸有20余種，體內(nèi)只能合成一部分，其余則須由食物蛋白質(zhì)供給。體內(nèi)能自己合成的氨基酸則不必由食物蛋白質(zhì)供給的稱為“非必需氨基酸”。體內(nèi)不能合成或合成速度太慢的氨基酸都必須由食物蛋白質(zhì)供給故，又稱為“必需氨基酸”。食物中含有的必需氨基酸越多，其營養(yǎng)價值越高。在體內(nèi)合成蛋白質(zhì)的許多氨基酸中，有8種必需氨基酸須食物供給，即賴氨酸、苯丙氨酸蘇氨酸、、色氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸、亮氨酸及纈氨酸。動物蛋白如肉類、蛋、乳均含8種必需氨基酸，又稱優(yōu)質(zhì)蛋白；植物蛋白如豆類蛋白質(zhì)所含的必需氨基酸是不全的。但是如果把小米、玉米及大豆三種植物蛋白質(zhì)混合組成的面食，其營養(yǎng)價值就會明顯提高。不同蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用就是將這種把幾種營養(yǎng)價值較低的蛋白質(zhì)，混合后使其營養(yǎng)價值提高。奶粉的成分蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是牛奶的重要營養(yǎng)物質(zhì)，鮮牛奶的蛋白質(zhì)含量為3.4%，主要包括脂肪球膜蛋白、酪蛋白和乳清蛋白三種。乳蛋白的消化吸收率一般為97%~98%，屬完全蛋白。牛奶中還含有人體必需的8種氨基酸，且比例適當(dāng)，一個人每天攝入500克牛奶，即就可以提供每日推薦量的全部必需氨基酸。它能供給機(jī)體營養(yǎng)，傳遞遺傳信息，執(zhí)行保護(hù)功能，控制代謝過程，負(fù)責(zé)機(jī)械運(yùn)行，，輸送氧氣，防御病菌的侵襲。脂肪牛奶中脂肪含量約占3.6%，且呈乳糜化狀態(tài)，以極小脂肪球的形式存在，攝入人體后可經(jīng)胃壁直接吸收，這對嬰兒的生長特別有利乳。脂肪是一種消化率很高的食用脂肪，它能為機(jī)體提供能量，保護(hù)機(jī)體。乳脂肪不僅使牛奶具備特有的奶香味，而且其中還含有多種脂肪酸和少量磷脂，脂肪酸中的不飽和脂肪酸和磷脂中的腦磷脂、卵磷脂、神經(jīng)磷脂等都具有保健作用。乳糖乳糖是牛奶中特有的碳水化合物，含量為4.9%左右，其他食物中不含乳糖。乳糖的營養(yǎng)功能是提供熱能和促進(jìn)金屬離子如鈣、鎂、鐵、鋅等的吸收，對于嬰兒智力發(fā)育非常重要，另外鈣的吸收程度與乳糖數(shù)量成正比，豐富的乳糖含量，能起到預(yù)防佝僂病的效果。乳糖是經(jīng)乳糖酶分解成單糖后被人體吸收的。嬰兒在出生時體內(nèi)含有很多乳糖酶，以后逐漸減少。因此如果人體長期不喝牛奶，就會造成消化道內(nèi)缺乏乳糖酶，這時飲用牛奶后就會發(fā)生乳糖不耐受癥，引起腹瀉。解決的辦法有：在乳品加工過程中利用乳糖酶使乳中乳糖預(yù)先分解；改一次飲用250克為一次飲用100克，即少量多次飲用。鈣日常生活中，如果鈣攝入不足，人體就會出現(xiàn)生理性鈣透支，造成血鈣水平下降。牛奶中含有豐富的鈣。奶中鈣含量為120毫克/100克，且鈣磷比例適當(dāng)，有利于鈣的吸收，所以牛奶是鈣質(zhì)的最好來源。如果每天飲用250克牛奶，就可以補(bǔ)充300毫克左右的鈣，達(dá)到推薦供給量的35%，這對平衡人體膳食平衡具有重大意義。由于缺鈣，會導(dǎo)致骨質(zhì)疏松、骨質(zhì)增生、兒童佝僂病、手足抽搐癥以及高血壓、腎結(jié)石、結(jié)腸癌、老年癡呆等疾病的發(fā)生。維生素奶是人體攝取維生素的唯一來源。維生素對維持人體正常生長及調(diào)節(jié)多種機(jī)能具有重要作用，人體是不能自行合成維生素的，必須從食物中攝取。而牛奶中含有幾乎已知的所有維生素。如維生素A、維生素D、維生素E、維生素K、維生素B1、維生素B2、維生素B12、泛酸等。其作用有：維生素A――促進(jìn)正常生長和繁殖，維持上皮組織與視力正常。維生素C—抗壞血病。維生素D――能調(diào)節(jié)和代謝骨骼組織中造骨細(xì)胞的鈣化活力，可在乳與乳制品中強(qiáng)化。維生素E――抗氧化、抗衰老。奶粉的分類全脂奶粉全脂奶粉的營養(yǎng)成分含量為蛋白質(zhì)25.5％，脂肪26.5％，碳水化合物37.3％，每百克含鈣979毫克，磷685毫克，鐵1.9毫克，核黃素0.8毫克，尼克酸0.6毫克。脫脂奶粉脫脂奶粉的營養(yǎng)成分含量為蛋白質(zhì)36％，脂肪1％，碳水化合物52％，每百克含鈣1300毫克，磷1030毫克，鐵0.6毫克，維生素A（國際單位）40硫胺素0.35毫克，核黃素1.96毫克，尼克酸1.1毫克，抗壞血酸微量。全脂奶粉中的礦物質(zhì)少，但由于脂肪多，發(fā)熱量比脫脂奶粉高。比較全脂奶粉中的礦物質(zhì)少，但由于脂肪多，發(fā)熱量比脫脂奶粉高。香氣成分全部存在于乳脂當(dāng)中，脫脂奶是沒有什么香味的。如果每天飲用一袋250克（243毫升）的全脂牛奶，攝入的脂肪為7.5克。對于絕大多數(shù)小康家庭的消費(fèi)者來說，每天從日常飲食中攝入的脂肪達(dá)75克以上，牛奶中脂肪在一日當(dāng)中所占比例僅為10%，并不算高。其次，牛奶中的維生素A、D、E、K都在脂肪部分，它們對健康防病作用很大。還要考慮到，牛奶脂肪中的共軛亞油酸等含有多種抗癌物質(zhì)，有益于人體健康。如果完全脫除牛奶的脂肪，會影響其營養(yǎng)價值、口感風(fēng)味和保健作用。因此，如果沒有高血脂、肥胖等疾病，兒童少年和中青年人不一定要飲用脫脂牛奶。奶粉的檢測方法安徽阜陽“毒奶粉”事件，雀巢奶粉、三鹿奶粉等事件的發(fā)生讓人們越來越關(guān)注奶粉的質(zhì)量安全，奶粉中主要成分的測定顯得尤為重要。眾所周知，奶粉是日常生活必不可少的營養(yǎng)品。奶粉的主要成分為蛋白質(zhì)、脂肪、糖類物質(zhì)及水分，這些成分是影響奶粉質(zhì)量的關(guān)鍵所在，也是衡量奶粉質(zhì)量的核心指標(biāo)。目前奶粉鑒別方法有肉眼等感觀鑒別法、化學(xué)鑒別法、凱氏定氮法—蛋白質(zhì)含量的測定、甲醛固定法—奶粉蛋白質(zhì)含量的測定、室內(nèi)質(zhì)量控制法（IQC）及高效液相色譜法一奶粉中糖分含量的測定等等。例如，使用高效液相色譜法［3］、液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法［4］和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法［5］檢測奶粉中的三聚氰胺，需要預(yù)處理、凈化等步驟，并且使用氯仿等傷害性較大的有機(jī)溶劑。由于奶粉加工配方、工藝和設(shè)備不同，奶粉的顏色、顆粒大小等物理性質(zhì)和化學(xué)組成差異比較大，所以奶粉綜合指標(biāo)檢測的難度較大，能夠進(jìn)行此類檢測技術(shù)和儀器也較少，目前運(yùn)用得比較多的有近紅外檢測法［6］。但該法需要建立數(shù)據(jù)庫，工作量較大且繁瑣。而運(yùn)用紅外光譜法則克服了這些缺點(diǎn)。該法無需分析提取，無損快速地對樣品進(jìn)行整體檢測，得到的結(jié)果直觀準(zhǔn)確。奶粉的紅外光譜分析牛奶中蛋白質(zhì)和脂肪是影響牛奶營養(yǎng)品質(zhì)的主要因素．常規(guī)方法分析奶粉比較費(fèi)時，需要的樣品量較多，而且每項指標(biāo)要采用不同的方法。紅外光譜法的優(yōu)點(diǎn)就是可以簡便、快速地分析和評價樣品。孫素琴［7］等人利用紅外光譜法對采自不同地區(qū)的牛奶進(jìn)行分析，如圖1-1,牛奶中脂肪對應(yīng)譜圖中1747cm-1附近的C=O吸收峰和2926cm-1。附近的CH：吸收峰很強(qiáng)；奶粉中的蛋白質(zhì)所對應(yīng)的酰胺I帶的C--O吸收峰在1650cm-1附近和酰胺H帶的N—H及C—N吸收峰在1540cm-1附近；奶粉中碳水化合物所對應(yīng)的C一O伸縮振動峰和環(huán)的振動峰在1150—900cm-1范圍內(nèi)。在奶粉的紅外光譜圖中我們可以同時看到奶粉的三大營養(yǎng)物質(zhì)，即脂肪、蛋白質(zhì)和

糖類。其中2924cm-1、1853cm-1、1746cm/、1159cm-i為脂肪的特征吸收峰，2924cm/、2853cm-i為脂肪中甲基和亞甲基的伸縮振動峰；1746cm』為脂肪中的碳氧雙鍵伸縮振動峰；1159cm-1為脂肪中碳氧單鍵的伸縮振動峰。1658cm-1、1546cm-1為蛋白質(zhì)的特征吸收峰.其中1658-1為酰胺一帶，1546cm-1為酰胺二帶的吸收峰。1073cm-1為糖類的吸收峰。我們通過三大營養(yǎng)物質(zhì)間的峰強(qiáng)度比，即可初步確定奶粉質(zhì)量的優(yōu)劣。0.580,0.55,1.1.6■.皿自從2(寧夏和陜西0.40.0.25.6月開始，08），到華北（北京、、河北、四31】為奶粉的圖7055J9一個幽靈（三聚氰胺）在神州大士1.1.6■.皿自從2(寧夏和陜西0.40.0.25.6月開始，08），到華北（北京、、河北、四31】為奶粉的圖7055J9一個幽靈（三聚氰胺）在神州大士），到華中（湖北、河F安徽、江西、浙江），耳及中南地區(qū)癲南）等十幾個省市均發(fā)從西北（甘肅、到華東（?江蘇、串兒，他們有一個共同特點(diǎn)：母親奶水不足，長期飲用含有三聚氰胺有毒奶粉。截止2008年9月18日，全國共發(fā)現(xiàn)6244名嬰幼兒身串腎結(jié)石，三名死亡，其中被診斷串有“急性腎功能衰竭者”的數(shù)目達(dá)到158名。他們都是因為飲用“三鹿奶粉”或其它品牌奶粉而引起腎結(jié)石的，這些奶粉均含化工原料三聚氰胺。這些嬰幼兒進(jìn)院時病癥基本上都到了中晚期，有的甚至有生命危險，癥狀表現(xiàn)為雙腎多發(fā)性結(jié)石，剛?cè)朐旱臅r候都是急性腎衰竭。這次“有毒奶粉”事件比四年前的“空殼奶粉”事件涉及面更廣，影響更惡劣。三聚氰胺之最大特點(diǎn)是含氮量很高，加之其成本很低、生產(chǎn)工藝簡單，給了造假者摻假極大的利益驅(qū)動，有人估算在飼料和植物蛋白粉中使蛋白質(zhì)增加一個百分點(diǎn)，用三聚氰胺花費(fèi)只有真實蛋白原料的1/5。所以“增加”產(chǎn)品的“表觀蛋白質(zhì)”含量是添加三聚氰胺之主要原因。三聚氰胺為一種白色結(jié)晶粉末，沒有什么氣味和味道，摻雜后不易被發(fā)現(xiàn)。1994年國際化學(xué)品安全規(guī)劃署和歐洲聯(lián)盟委員會合編的《國際化學(xué)品安全手冊》第三卷和國際化學(xué)品安全卡片也只說明：長期或反復(fù)大量攝入三聚氰胺可能對腎與膀胱產(chǎn)生影響，導(dǎo)致產(chǎn)生結(jié)石。三聚氰胺三聚氰胺的結(jié)構(gòu)三聚氰胺,是一種三嗪類含氮雜環(huán)有機(jī)化合物，重要的氮雜環(huán)有機(jī)化工原［8］。料簡稱三胺，又叫2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪、三聚氰酰胺、蜜胺、氰尿酰胺，分子式C3N6H6、C3N￡NH2）3,分子量126.12,氮量高達(dá)66.7%［9］。三聚氰胺為平面芳香分子，分子能量低，性質(zhì)較穩(wěn)定，易結(jié)晶（整齊排列），難溶于水。結(jié)構(gòu)式如圖1-2。圖1-2三聚氰胺的結(jié)構(gòu)式三聚氰胺的性質(zhì)三聚氰胺性狀為純白色單斜棱晶體，無味，密1度.57克3／厘米3（16℃）。常壓熔點(diǎn)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，可溶于熱乙二醇、甲醇、吡啶、甲醛、乙酸、甘油等。三聚氰胺呈弱堿性（），與硫酸、乙酸、鹽酸、草酸、硝酸等都能形成三聚氰胺鹽。遇強(qiáng)酸或強(qiáng)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(jìn)一步水解生成三聚氰酸一酰胺，最后生成三聚氰［酸10。］在中性或微堿性的情況下，與甲醛縮合而成各種羥甲基三聚氰胺，但在微酸性中（值556.與羥甲基的衍生物進(jìn)行縮聚反應(yīng)而生成樹脂產(chǎn)物。三聚氰胺的用途三聚氰胺是一種氮雜環(huán)有機(jī)化工中間,體日常主要用于塑料制品中合成樹脂的生產(chǎn)［11。］三聚氰胺也是制造美耐皿的原料。該樹脂有時也被俗稱為三聚氰胺甲醛樹脂，常用于制造日用器皿、裝飾貼面板、織物整理劑等，在日常生活中最常見的應(yīng)用是塑料碗碟。這類器皿的物理性質(zhì)非常類似陶瓷，堅硬不變形但又不像陶瓷那樣易碎。而且標(biāo)有“不可以在微波爐中使用”的警示，因為美耐皿受熱后有可能散發(fā)毒性。由于這個緣故，在中國以外的地區(qū)已開始禁止利用含有三聚氰胺的塑料來放置食物。三聚氰胺還可以與乙醚配合作紙張?zhí)幚韯?，在一些涂料中作交?lián)劑，以及阻燃化學(xué)處理劑等。食品工業(yè)中常常需要測定食品的蛋白質(zhì)含量，由于直接測量蛋白質(zhì)技術(shù)上比較復(fù)雜，所以常用一種叫做凱氏定氮法［12的］方法，通過測定氮原子的含量來間接推算食品中蛋白質(zhì)的含量。一些造假者經(jīng)常利用三聚氰胺66%的含氮量添加在食品中，造成食品蛋白質(zhì)含量較高的假象，這是由于蛋白質(zhì)的平均含氮量僅為16%。從而造成諸如200年8中國毒奶粉事件等嚴(yán)重的食物安全事故和200年7美國寵物食品污染事件。三聚氰胺的危害研究發(fā)現(xiàn)三聚氰胺遇強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液水解最終生成三聚氰酸三，聚氰胺與三聚氰酸依靠分子結(jié)構(gòu)上的氫氧基與氨基之間形成水合鍵，形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)．這種網(wǎng)格結(jié)構(gòu)在生物體內(nèi)經(jīng)過一系列循環(huán)，最后形成不溶于水的大分子復(fù)合物，是造成結(jié)石的主要原因。目前三聚氰胺被認(rèn)為毒性輕微，大鼠口服的半數(shù)致死量大于3克/公斤體重。其根據(jù)是194年5的一個實驗報道［13：］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。然而，200年7美國寵物食品污染事件的初步調(diào)查結(jié)果認(rèn)為：摻雜了^6.6%三聚氰胺的小麥蛋是寵物食品導(dǎo)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(biāo)明“不可放進(jìn)微波爐使用”。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(jìn)一步誘發(fā)膀胱癌。200年8，由于三聚氰胺的高含氮量，一些中國的生產(chǎn)商將三聚氰胺非法地加入劣質(zhì)牛奶中以提高牛奶的表觀蛋白質(zhì)含量。在嬰兒奶制品中發(fā)現(xiàn)了三聚氰胺，引發(fā)了史上最大規(guī)模的全球食品召回事件。這種化合物會在體內(nèi)形成不溶物而導(dǎo)致腎結(jié)石，最終可能導(dǎo)致嬰兒的死亡。傅立葉變換紅外光譜法1.3.1紅外光譜簡介年英國科學(xué)家1.3.1紅外光譜簡介年英國科學(xué)家首先發(fā)現(xiàn)了紅外線，8年1TOC\o"1-5"\h\z一次將紅外線用于了分子結(jié)構(gòu)的研究，隨著多年的發(fā)展，紅外光譜儀的研制可追溯到20世紀(jì)初期。年制備和應(yīng)用用氯化鈉晶體為棱鏡的紅外光譜議；年和研制了小階梯光柵的紅外光譜議；年和研制出了高分辨的儀器。20世紀(jì)40年代開始研究了雙光束紅外光譜議。195年0由美國公司開始生產(chǎn)名為的雙光束紅外光譜議了。的問世大大促進(jìn)了紅外光譜儀的普及。20世紀(jì)70年代傅里葉變換紅外光譜儀的商品化給紅外光譜帶累了革命性變化，它可以配合多種功能附件和發(fā)展多種連用技術(shù)，使紅外吸收光譜法幾乎成為一種全能技術(shù)。對于任何樣品（有機(jī)物、無機(jī)物、聚合物、配合物、復(fù)合材料等）都可以得到一張高質(zhì)量的紅外光譜用于鑒定和結(jié)構(gòu)測定。一般對于固體樣品，用壓片法和糊化法兩種方法。紅外光譜儀的主要部件：光源、吸收池、探測器、檢測器以及記錄顯示裝置。紅外光譜具有高度特征性，可以采用與標(biāo)準(zhǔn)化合物的紅外光譜對比的方法來做分析鑒定。紅外光譜分析可作為表征和鑒別化學(xué)物種的方法用于研究分子的結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵，也可以用于研究分子的結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵。已有幾種匯集成冊的標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜集出版，可將這些圖譜貯存在計算機(jī)中，用以對比和檢索，進(jìn)行分析鑒定。利用化學(xué)鍵的特征波數(shù)來鑒別化合物的類型，并可用于定量測定。由于分子中鄰近基團(tuán)的相互作用，使同一基團(tuán)在不同分子中的特征波數(shù)有一定變化范圍。此外，在高聚物的構(gòu)型、構(gòu)象、力學(xué)性質(zhì)的研究，以及物理、天文、氣象、遙感、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，也廣泛應(yīng)用紅外光譜［15。］1.3.2紅外光譜儀分類紅外光譜儀的種類有兩種：①傅立葉變換紅外光譜儀。它是非色散型的，其核心部分是一臺雙光束干涉儀。當(dāng)儀器中的動鏡移動時，經(jīng)過干涉儀的兩束相干光間的光程差就改變，探測器所測得的光強(qiáng)也隨之變化，從而得到干涉圖。經(jīng)過傅里葉變換的數(shù)學(xué)運(yùn)算后，就可得到入射光的光譜。這種儀器的優(yōu)點(diǎn)：①光通量高，提高了儀器的靈敏度。②多通道測量，使信噪比提高③波數(shù)值的精確度可達(dá)厘米1④增加動鏡移動距離，可使分辨本領(lǐng)提高。⑤工作波段可從可見區(qū)延伸到毫米區(qū)，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)紅外光譜的測定。②棱鏡和光柵光譜儀。屬于色散型，它的單色器為棱鏡或光柵，屬單通道測量。1.3.3紅外光譜的應(yīng)用傅里葉變換紅外光譜法（）具有宏觀整體鑒定復(fù)雜體系以及無損快速的特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于藥物，動、植物等領(lǐng)域的真?zhèn)蝺?yōu)劣鑒［1別。階］紅外光譜是有機(jī)化合物的重要特征之一，具有高度的專屬性和特異性，在藥品檢驗中，常成為原料藥品鑒別的首選方法。張小松［17等］人做了幾種甲硝唑片劑的紅外光譜圖，如圖1-。3從試驗結(jié)果可以看出，甲硝唑片與甲硝唑?qū)φ掌返募t外光譜圖完全一致，并與國家藥典委員會頒布的《藥品紅外光譜集》第一卷中的甲硝唑標(biāo)準(zhǔn)光譜11號2圖一致。圖1-3幾種甲硝唑的紅外光譜圖紫外可見分光光度法1.4.紫1外可見分光光度法簡介紫外可見分光光度法測定波長范圍為。該方法具有準(zhǔn)確度好分析速度好、、選擇性優(yōu)操作簡便、靈敏度高、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。利用物質(zhì)分子對紫外可見光的吸收光譜，對物質(zhì)的組成含量和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析測定的方法。該方法的原理是物質(zhì)的分子的電子能級、振動能級都是量子化的，只有當(dāng)輻射光子的能量恰好等于兩能級間的能量差（兩能級間的能量差與分子中價電子的結(jié)構(gòu)有關(guān)）時，分子才能吸收能量。某一種分子的結(jié)構(gòu)是確定的，所以一種分子只能吸收波長在一定范圍內(nèi)光子。我們就可以通過測量分子對其所吸收的光子的波長范圍，來確定分子的結(jié)構(gòu)。1.4.紫2外可見分光光度法的應(yīng)用紫外可見分光光度法在在無機(jī)物方面用于礦物、半導(dǎo)體、天然產(chǎn)物和化合物的研究和有機(jī)物定性分析中有著廣泛的應(yīng)用，是一種常用的方法。紫外可見分光光度法在定性方面主要根據(jù)化合物的光譜特征，如吸收鋒位置、數(shù)目、形狀與標(biāo)準(zhǔn)光譜相比較，來確定某些基因的存在。盡管紫外可見分光光度法很常用，但是，在一些情況下它不能單獨(dú)用來確定一個未知化合物，還要同時與其它方法連用，才能實現(xiàn)準(zhǔn)確分析紫外可見分光光度法發(fā)展：便攜式、小型化、智能化?！觥觥觥觥觥觥霰疚氖紫仁褂眉t外光譜表征三聚氰胺和奶粉，溴化鉀壓片和液體石蠟糊化的制樣方法，將奶粉與三聚氰胺的特征吸收峰表現(xiàn)出來。再將奶粉與三聚氰胺組合成不同配比的混合物，測其紅外光譜，觀察譜圖變化、研究譜圖的內(nèi)在變化規(guī)律，尋找奶粉中含有三聚氰胺的最小量。使用紫外光譜進(jìn)行奶粉中三聚氰胺定量方法測定，探討不同濃度的溶劑對三聚氰胺含量測定的影響，為奶粉中三聚氰胺的定性和定量分析提供依據(jù)。第2章實驗部分實驗儀器設(shè)備與試劑藥品實驗儀器設(shè)備實驗所用儀器設(shè)備見表2-1：表主要設(shè)備儀器型號出產(chǎn)廠家分析天平AR1140/C北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限司超聲波清洗器KQ3200E昆山市超聲波儀器有限公司傅立葉變換紅外光譜儀Nicolet380美國熱電公司壓片機(jī)DF-4天津市港東科技發(fā)展有限公司雙光束紫外可見分光光度計TU-1901北京普析通用儀器有限責(zé)任公司磁力攪拌控溫電熱套84-1山東鄄城華魯電熱儀器有限公司2.1.2實驗試劑藥品實驗所用試劑藥品見表2-2：表主要試劑主要試劑規(guī)格生產(chǎn)廠家無水乙醇分析純天津市凱通化學(xué)試劑有限公司95%乙醇分析純天津市凱通化學(xué)試劑有限公司無水甲醇分析純天津市凱通化學(xué)試劑有限公司液體石蠟分析純天津市凱通化學(xué)試劑有限公司三聚氰胺分析純天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司奶粉1100263奶粉2S110330奶粉30410C奶粉4S110330奶粉5全脂呼倫貝爾雙娃乳業(yè)有限公司奶粉6全脂呼倫貝爾雙娃乳業(yè)有限公司奶粉7鎮(zhèn)貢金鶴乳業(yè)有限公司奶粉8全脂齊梅生物科技有限公司

奶粉9全脂奶粉9全脂雙娃雙河生產(chǎn)中心實驗操作樣品來源以上九個編號的奶粉均由齊齊哈爾市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所提供。紅外光譜定性測定九種奶粉的紅外光譜，并測定加入三聚氰胺的奶粉的紅外光譜。稱取三聚氰胺，磨碎后添加至不同量的編號為1-的9奶粉中，混勻。2.2.溴2化.鉀1壓片制樣將少量樣品放入瑪瑙研缽中，加入烘烤后的（樣品與比例）0充分研磨后裝入磨具中，壓片。使用美國熱電公司的Nicolet380傅立葉變換紅外光譜儀測定，在?cm范圍內(nèi)掃描，分辨率，掃描次數(shù)次。以九號奶粉為例，見圖2-。1圖2-1圖2-1奶粉9KBr壓片紅外光譜圖2.2.2液.體2石蠟糊化制樣先將少量樣品放入瑪瑙研缽中，充分研磨，然后滴加幾滴液體石蠟，繼續(xù)研磨之后，涂抹在鹽片上，使用美國熱電公司的Nicolet380傅立葉變換紅外光譜儀測定，在?cm范圍內(nèi)掃描，分辨率，掃描次數(shù)次。以號奶粉為例，見圖

圖2-2奶粉9石蠟糊化紅外光譜圖■■■■■■2.2.3標(biāo).準(zhǔn)1曲線準(zhǔn)確稱取三聚氰胺，加入無水乙醇加熱溶解，溶解后定量轉(zhuǎn)移至容量瓶中，并定容至。濃度為。用移液管分別取mm、、至容量中，濃度p、u、u、u、0j，使用型紫外可見分光光度計，在波長下，做出標(biāo)準(zhǔn)曲線。2.2.3定.量2測定配制純水、、、的乙醇溶劑，分別做三聚氰胺、純奶粉、三聚氰胺奶粉的索式提取，重復(fù)三次。從圓底燒瓶中取稀釋至，在波長下測吸光度測得濃度。第3章結(jié)果與討論3.1三聚氰胺和奶粉的紅外譜圖分析三聚氰胺的分子式為C3N6H6，其官能團(tuán)有C-N、C=N以及三嗪環(huán)。奶粉主要由蛋白質(zhì)、脂肪和糖類等三大營養(yǎng)物質(zhì)組成。以9號奶粉為例紅外光譜圖如圖3-1，三聚氰胺的紅外光譜圖如圖3-2。解析見表3-1、表3-2。圖3-1奶粉紅外光譜圖表奶粉的紅外光圖譜分析吸收峰官能團(tuán)3200—4000OH伸縮振動2924.07、2854.24CH對稱和反對稱伸縮1749.16C=O伸縮1658.66酰胺的C=O伸縮1156.69、1073.40C—O和環(huán)的伸縮振動

圖3-2三聚氰胺紅外光譜圖表3-2圖3-2三聚氰胺紅外光譜圖吸收峰3468.3吸收峰3468.3、3417.63324.8、3121.01650.71557.51469.3、1439.61031.1814.4580.3NH反對稱伸縮振動NH對稱伸縮振動NH2彎曲振動H-C-N-彎曲和變形振動環(huán)和側(cè)鏈C-N伸縮nh2搖擺球面外振動NH2和C-N-H彎曲三聚氰胺的特征峰為3469.6cm-1和3419.1cm-1的NH伸縮振動，1654.2cm-1的NH彎曲振動，1557.5cm-1—1439.6cm-1的三嗪環(huán)伸縮振動，1031.1cm』NH搖擺振動，814.4cm-1三嗪環(huán)變形振動。奶粉的紅外光譜主要體現(xiàn)在脂肪、蛋白質(zhì)和碳水化合物三大營養(yǎng)物質(zhì)方面。油脂的特征峰為2923.8cm-1和2853.1cm-1處的CH2和CH3的C-H伸縮振動和1745.4cm-1的C=O伸縮振動。蛋白質(zhì)的特征峰為1650.9cm-1對應(yīng)的酰胺一帶的C=O吸收；1570cm-1

—1510cm-1對應(yīng)的酰胺二帶的N—H和C-N吸收峰。碳水化合物的特征峰為3600cm-1—3200cm-i的O—H伸縮振動，和1155cm-1的C—O伸縮振動和環(huán)振動和1745.4cm-i處酯的C=O伸縮振動。向奶粉中添加少量的三聚氰胺，觀察紅外光譜圖變化，如圖3-3。圖3-3含有三聚氰胺的奶粉紅外光譜圖紅外光譜技術(shù)具有強(qiáng)特征性的特點(diǎn)，每種化合物都有與其自身“一對一”線形的特征紅外光譜。紅外指紋圖譜反映的是奶粉整體質(zhì)量信息，體現(xiàn)了奶粉作用的整體性和模糊性。憑借紅外光譜法的可重復(fù)性和可靠性等特點(diǎn)，采用對各種奶粉不經(jīng)分離提取而直接進(jìn)行檢定。紅外光譜具有鮮明的特征性，其譜帶的數(shù)目、位置、形狀和強(qiáng)度都隨化合物不同而各不相同。三聚氰胺作為奶粉中的“雜質(zhì)”，檢驗?zāi)谭鄣募兌染褪菣z驗出異于奶粉的“干擾”信號。當(dāng)奶粉與三聚氰胺的配比不同時，盡管譜圖發(fā)生了峰強(qiáng)、峰型變化和峰位移的復(fù)雜變化，但譜圖肯定是特征的、穩(wěn)定的。由圖3-3可以看出，3469.6cm-1和3419.1cm-1兩處出現(xiàn)非常鮮明的NH伸縮振動峰，而三聚氰胺其它特征峰與奶粉特征峰發(fā)生重疊，干擾分析，因此3469.6cm-1和3419.1cm-1成為觀察奶粉中摻雜三聚氰胺的最佳位置。3.2使用KBr壓片時，由于溴化鉀中摻雜的水分，使譜圖中的水峰明顯加強(qiáng)，對結(jié)果造

成一定的誤差。因此，還采用了液體石蠟糊化的制樣方法，下面進(jìn)行比較。如圖3-4、圖3-5、圖3-6。99.「JTn3Tli一一TF?r113I?T?案4即300G2OC01加。''cen'jrobers（crlj圖3-4奶粉9不同制樣方法紅外光譜圖（注奶粉與三聚氰胺的配比為200：1,a.糊化，b.KBr壓片）

亞0玳。20001COO亞0玳。20001COO圖3-5奶粉9不同制肝樣方法紅外光譜圖（注：奶粉與三聚氰胺的配比為500：1,c.糊化，d.KBr壓片）3C002CD0liiCO圖3-6奶粉9不同制樣方法紅外光譜圖（注：奶粉與三聚氰胺的配比為“700；1,已糊化，f.KBr壓片）

紅外光譜圖a、c、e是液體石蠟糊化方法制樣的，b、d、e是KBr壓片制樣的。很明顯，雖然三聚氰胺的含量不同，但是在a、c、f紅外光譜曲線上3470cm-1和3420cm-1處的三聚氰胺的NH反對稱伸縮振動較為明顯，而b、d、f紅外光譜曲線上在此處并未有明顯的吸收峰。這是由于壓片的時候KBr容易吸潮，水分的干擾使譜圖中的水峰遮擋住了三聚氰胺的特征峰，同時由于固體制樣時固體顆粒大小不同，使信號產(chǎn)生較大噪音，會使三聚氰胺特征性減弱。因此，使用糊化制樣的方法是判斷三聚氰胺存在的較好方法。a、c、e圖中2954cm-1—2853cm-1處有很強(qiáng)的CH對稱和反對稱伸縮振動，1500?1300cm-1是石蠟CH對稱和反對稱彎曲振動與b、d、f圖中奶粉的脂肪鏈吸收峰相重疊，對奶粉的脂肪鏈判別有影響，但是摻雜三聚氰胺奶粉的判定無影響。1745cm-1附近的C=O振動吸收峰是判斷奶粉中脂肪含量的特征峰，該峰9號奶粉的吸收較強(qiáng)，可以判斷為奶粉。采用糊化法制樣和KBr壓片制樣的方法分別測定不同含量三聚氰胺奶粉紅外光譜圖，見圖3-7、圖3-8。（注:奶粉：三聚氰胺1.10：1、2.100：!、..3.300：1、4.500：1）￡ha奶粉9壓片制樣方法紅外光譜圖HlI圖3-8；（注：奶粉：三聚氰胺a.500：1、b.150：1）分析圖3-5、3419.1cm-i明顯

定，糊化法適合圖3-6可以看出，在糊化制樣方法中奶粉與三聚氰胺比例為500:1時，，而壓片法此時已經(jīng)看不到該特征峰。所以壓片制樣法不適合低含量三聚氰胺的測于較低含量的測定。左3469.6cm-1和3.39■■■■■■■■■■■■使用液體石蠟糊化的制樣方法，逐漸降低三聚氰胺的比例，找到可以檢測出的最小量。奶粉:三聚氰胺=100:1至2000：1的幾個比例組合圖，如圖3-9和圖3-10。二；’（注：奶粉：三聚氰胺a.1100：'l、b.1500：1、?&1800：1、d.2000：1）??????通過譜圖分析，當(dāng)奶粉與三聚氰胺比例為』800：；1；時，原始紅外光譜圖在3469.6加-1pp'HLnmrn3rH卜.和3419.1納-1不很明顯。9■■■■■■■■■■■■■■■由于低含量的三聚氰胺在原始紅外譜圖中的表現(xiàn)不明顯（1800:1），在識別奶粉中三聚氰胺有一定難度，因此需借助于Nicolet380傅立葉變換紅外光譜儀器數(shù)據(jù)處理軟件OMNIC的二階導(dǎo)數(shù)譜。二階導(dǎo)數(shù)譜的最大優(yōu)勢能把復(fù)雜體系中原來重疊的波峰區(qū)分出來，增大譜圖的分辨率。低含量配比為1000：1至2500:1的二階導(dǎo)數(shù)譜，結(jié)果如表3-3。圖3-11是奶粉9：三聚氰胺=1000:1、奶粉9：三聚氰胺=1500:1、奶粉9：三聚氰胺=1800:1、奶粉9：三聚氰胺=2000:1的二階導(dǎo)數(shù)譜組合圖，可以觀察到3470cm-1和3420cm』處的三聚氰胺的特征峰。三聚氰胺不同比例二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜組合圖（注：’1100：1,1500:1,1800:1,2000:1比例圖）在陽血死.hri）

表3-3奶粉9各種配比三聚氰胺含量表奶粉：三聚氰胺100:1200:1300:1400:1500:1600:1700:13469cm-1存在存在存在存在存在存在存在3419cm-1800:1900：11000:11100:11200:11300:11400:11500:1存在存在存在存在存在存在存在存在1600:11700:11800:11900:12000:12100:12200:12300:1存在存在存在存在存在存在存在不存在2400:12500:1不存在不存在運(yùn)用Nicolet380傅立葉變換紅外光譜儀器數(shù)據(jù)處理OMNIC軟件的二階導(dǎo)數(shù)譜，測定范圍擴(kuò)大，即奶粉與三聚氰胺比例為2200:1。各樣品含三聚氰胺紅外光譜組合圖在相同條件下分別測試了1-8號含三聚氰胺奶粉的紅外光譜圖，奶粉與三聚氰胺比例為1000：1，結(jié)果見圖3-1和2圖3-。13

由圖可知，1-8號奶粉中當(dāng)奶粉與三聚氰胺配比為001000:1時，同樣在3469cm-1和3419cm-1處可觀測到NH反對稱伸縮振動,驗證了利用紅外光譜法快速檢測奶粉中三聚氰胺可行性?！觥觥觥觥觥觥觥觥觥觥觥觥觥觥觥觥觥觥鰣D3-14和圖3-15是各號奶粉：三聚氰胺=1000：1二階導(dǎo)數(shù)譜圖。各樣品能檢測出的最小限如表3-3。

曲史一3-15奶粉6-9與三聚氰胺比例1000曲史一3-15奶粉6-9與三聚氰胺比例1000：1二階導(dǎo)數(shù)紅由上圖可知，1-9號奶粉中」論奶粉是全脂或低脂或脫脂，后I合圖J［粉與三聚氰胺配比為1000:1時，在二階導(dǎo)數(shù)光譜圖中，同樣在3469^1和3419cm-1處可觀測到NH反對稱伸縮振動，驗證了3469cm-1和3419cm-1處是觀測奶粉中三聚氰胺最佳位置。由于不同品牌的奶粉在成分、粒徑存在差異，利用二階導(dǎo)數(shù)光譜檢測樣品中三聚氰胺最小量也有一定的差異，見表3-4。

表種奶粉能檢測出三聚氰胺的最小限奶粉編號最小量12000:121800:131000:141800:152200:162200:171800:182000:192200:12、4、7號奶粉最小檢測限為1800:1,1、8號奶粉最小檢測限為2000:1,5、6、9奶粉最小檢測限為2200:1.定量測定紫外-可見光譜法適合于分子中具有發(fā)色團(tuán)的鑒別，特別是共軛體系化合物和芳香化合物。三聚氰胺的結(jié)構(gòu)有共軛體系，且還有作為助色團(tuán)，可以產(chǎn)生紫外光譜。本研究選用索式提取的方法，考察了不同濃度乙醇溶劑對三聚氰胺提取的影響，取20三聚氰胺采用索氏提取方法提取三聚氰胺，按照2.2.方3法.測2定樣品的紫外光譜，結(jié)果見表3-和4表2-。4表3-4索氏提取三聚氰胺定量測定結(jié)果取奶粉加入三聚氰胺，采用索氏提取方法提取三聚氰胺，按照方法測定樣品的紫外光譜，結(jié)果見表3-。5表奶粉中三聚氰胺定量測定結(jié)果表奶粉中三聚氰胺定量測定結(jié)果由于三聚氰胺在水及乙醇溶劑中溶解度較小，提取結(jié)果不理想，所以紫外光譜不是適合奶粉中三聚氰胺的定量分析。本文主要利用美國熱電公司型傅立葉變換紅外光譜儀，采用紅外光譜定性的方法測定奶粉中的三聚氰胺。測定了奶粉和三聚氰胺的紅外光譜，尋找其特征吸收峰，從而確定