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三聚氰胺

三聚氰（cing1）胺（on1）（英語：Melamine，化學式：C3H6N6），俗稱「密胺（on1）」、「蛋白精」、「蜜胺（on1）」[2]，IUPAC命名為「1,3,5-三嗪（ceon4）-2,4,6-三氨基」，是一種三嗪類含氮雜環有機化合物，常被用作化工原料。它是白色單斜晶體，幾乎無味，微溶於水（3.1g/L常溫），可溶於甲醛、乙酸、熱乙二醇、甘油、吡啶等，不溶於丙酮、醚類、對身體有害，不可用於食品加工或食品添加物。但一些不法商家在奶類製品中混入三聚氰胺，以便在進行蛋白質含量測試時，提高氮含量水準。[3]

三聚氰胺[1]
IUPAC名
1,3,5-Triazine-2,4,6-Triamine
1,3,5-三嗪-2,4,6-三氨基
別名 密胺、氰尿酰胺、
三聚酰胺、蛋白精
識別
CAS號 108-78-1  checkY
PubChem 7955
ChemSpider 7667
SMILES
 
  • c1(nc(nc(n1)N)N)N
InChI
 
  • 1/C3H6N6/c4-1-7-2(5)9-3(6)8-1/h(H6,4,5,6,7,8,9)
InChIKey JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYAF
ChEBI 27915
KEGG C08737
性質
化學式 C3H6N6
摩爾質量 126.12 g·mol−1
外觀 白色單斜固體
密度 1.574 g/cm3
熔點 250 °C（523 K）
沸點 昇華
溶解性（水） 3.1g/L，20°C
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

三聚氰胺是氨基氰的三聚體，由它製成的樹脂加熱分解時會釋放出大量氮氣，因此可用作阻燃劑、防水劑、甲醛清潔劑等[4]。它也是殺蟲劑環丙氨嗪在動物[5]和植物[6][7]體內的代謝產物。

生產三聚氰胺的原料主要有雙氰胺和尿素兩種。2003年全球三聚氰胺生產家數約有90餘家，年總產能133.46萬噸，其中中國大陸年生產能力達到30萬噸，佔全球產能的22%；歐洲仍是世界三聚氰胺的主要產區，約佔全球總產能的34%；美國佔12%；日本佔12%；其他國家佔20%。台灣廠商長春企業集團也有生產三聚氰胺，其產品用途為製造熱硬化型樹脂、成型材料、化粧板、塗料、接着劑、紡織品、紙等。[4]

合成

三聚氰胺最早被李比希於1834年合成，早期合成使用雙氰胺法：由電石（CaC2）製備氰胺化鈣（CaCN2），氰胺化鈣水解後二聚生成雙氰胺，再加熱分解製備三聚氰胺。

目前因為電石的高成本，雙氰胺法已被淘汰。工業合成主要使用尿素為原料，在加熱和一定壓力條件下：

6 (NH2)2CO → C3H6N6 + 6 NH3 + 3 CO2

三聚氰胺與甲醛（HCHO）反應縮合成三聚氰胺樹脂中會脫去水，三聚氰胺樹脂是熱固性。

這可以被分為兩個步驟

首先第一步尿素分解為氰酸和氨，此為吸熱反應：

(NH2)2CO → HCNO + NH3

接着第二步氰酸會與冷凝的氨形成三聚氰胺附帶產生二氧化碳和氨：

6 HCNO + 3 NH3 → C3H6N6 + 3 CO2 + 3NH3

第二步反應為放熱反應，但總反應為吸熱反應。

按照反應條件不同，三聚氰胺合成工藝又可分為高壓法（7-10MPa，370－450℃，液相）、低壓法（0.5-1MPa，380－440℃，液相）和常壓法（<0.3MPa，390℃，氣相）三類。

化學性質

遇強酸或強鹼水溶液水解，氨基逐步被羥基取代，先生成三聚氰酸二酰胺（英語：Ammeline）（「C3N3(OH)(NH2)2」）[8]，進一步水解生成三聚氰酸一酰胺（英語：Ammelide）（「C3N3(OH)2NH2」）[9]，最後生成三聚氰酸。[10]

用途

「三聚氰胺」的英文為Melamine，是製造「三聚氰胺甲醛樹脂（melamine-formaldehyde resin）」的原料，又稱「密胺甲醛樹脂」、「密胺樹脂」，英文縮寫「MF」，常用於製造日用器皿、板材、塗料、模塑粉、紙張等。

常見的美耐皿餐具，就是來自三聚氰胺英文的音譯；由於美耐皿成型粉主要由三聚氰胺與甲醛聚合之樹脂，再加入木漿所製成，以此成型粉經高溫高壓製成美觀耐用的餐具，故得此譯名。在日常生活中經常能見到美耐皿樹脂製成的餐具器皿。這類器皿的物理性質非常類似陶瓷，堅硬不變形但又不像陶瓷那樣易碎，純美耐皿餐具耐高溫且耐酸鹼表現佳，故於餐飲業被廣為使用。然而，市面上見劣質美耐皿餐具以尿素甲醛樹脂製品魚目混珠，剛煮熟的湯菜，立即置於這類偽美耐皿的餐具中，有可能會對美耐皿的結構造成傷害，因此在低溫而釋出三聚氰胺。

三聚氰胺還可以與乙醚配合作紙張處理劑，在一些塗料中作交聯劑，以及阻燃化學處理劑等。

乳製品非法添加劑

參見：2008年中國奶製品污染事件

中國乳製品業界曾因以三鹿奶粉為首要代表的產品中檢出大量超標三聚氰胺的食品（三聚氰胺奶粉）安全醜聞而遭受重創[11]，不少生產廠商因此陷入信譽危機甚至破產。[12]

社會流傳的說法是三聚氰胺被不法廠商直接作為食品添加劑摻入乳製品中，但實際上如何通過三聚氰胺不當獲利未有確切定論。一種猜測為：中國乳業質量控制主要以含氮量作為蛋白質含量的主要檢測指標，故尿素作為一種常見而廉價的氮肥被用以摻入兌水奶品中欺瞞質量檢測，經過高溫噴射等加工方式被製成奶粉後，摻雜的尿素在高溫反應後產生三聚氰胺。[來源請求]（蛋白質的氮元素質量分數為14%，而三聚氰胺中氮元素質量分數為67%。）

三聚氰胺奶粉導致了嬰兒身體畸形（也就是「大頭嬰兒」）、泌尿系統疾病，引起社會的廣泛關注。

毒性研究

三聚氰胺本身為低毒性[13]，一般成年人身體會排出大部分的三聚氰胺，不過如果與三聚氰酸並用，會形成無法溶解的氰尿酸三聚氰胺（英語：Melamine cyanurate）[14]，造成嚴重的腎結石。[15]已經有報道稱，三聚氰胺在人體的消化過程中，特別是在胃酸的作用下，自身即可能部分轉化為三聚氰酸，而與未轉化部分形成結晶。

急性毒性

三聚氰胺對老鼠的半數致死量為每公斤3,248毫克。對於兔子半數致死量則超過每公斤1,000毫克。[16]根據1945年的一個實驗，將大劑量的三聚氰胺飼餵給豬、兔和狗後沒有觀察到明顯的急性中毒現象。[17]蘇聯在1980年代的一次研究，顯示氰尿酸三聚氰胺的毒性要大於三聚氰酸或三聚氰酸本身。[18]對於老鼠與兔子，氰尿酸三聚氰胺的半數致死量為每公斤4.1克（直接進入胃中）或每公斤3.5克（透過吸收），而三聚氰胺相比則分別為6.0與4.3克。[19]

一項毒物學研究也證實回收的受污染寵物飼料中，三聚氰酸與三聚氰胺並用，是造成貓嚴重腎衰竭的主因。 [20]

慢性毒性

  • 1983年的美國針對三聚氰胺進行動物實驗研究，發現用三聚氰胺高劑量（4,500 ppm or 263 mg/kg bw/day）和持續（兩年）地餵食雄鼠會造成其膀胱結石，並增加其膀胱、尿道出現惡性腫瘤的風險。[26][27]
  • 研究發現，腸道細菌能轉化三聚氰胺生成三聚氰酸，在腎臟中三聚氰酸再和三聚氰胺結合形成晶核，繼而形成三聚氰胺—三聚氰酸—尿酸共結晶，堵塞腎小管導致腎臟中毒[28]。

評估報告

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為因應2007年發生的牲畜飼料含三聚氰胺事件，美國食品藥物管理局（FDA）於2007年5月25日發佈風險評估報告，討論家禽、魚類內含三聚氰胺對人類健康之影響，文章指出人體可容忍的每日攝取量（每日耐受量，Tolerable Daily Intake;簡稱TDI）為0.63毫克／每公斤體重／每天（mg/kg bw/day）。此值是根據動物實驗中（持續13週的大鼠實驗）所觀查到最低的「無有害作用值」（reported no-observed-adverse-effect-levels; NOAEL（英語：No-observed-adverse-effect level））, 63毫克／每公斤體重／每天，再除以100的安全系數（safety margin）以考量物種間的差異。舉例而言，一個體重60公斤的成人若每天累積攝取三聚氰胺達37.8毫克以上，將會有健康風險。[29]2008年10月3日，FDA進一步把TDI：0.63毫克／每公斤體重／每天除以安全系數10下修得到0.063毫克／每公斤體重／每天（應對健康無害的攝取量），並假設一個60公斤的成年人若每天攝入1.5公斤遭三聚氰胺污染的食物，只要被污染食物中三聚氰胺含量低於2.5ppm，該人應無立即健康的風險。[30]另外，在上述2007年5月25日發表的文章中，亦認為現有檢測方法可檢出之最低含量為50ppb（0.05ppm）。[29][31][32][33][34][35]

檢驗殘留標準

中國大陸

中國國家食品質量監督檢測中心在2008年9月13日指出，三聚氰胺屬於化工原料，是不允許添加到食品中的，故暫未設定像農藥般的殘留標準限制。[36]10月8日，衛生部、工業和信息化部、農業部、國家工商行政管理總局和國家質量監督檢驗檢疫總局聯合發佈公告，制定三聚氰胺在乳與乳製品中的臨時管理值：[37]

  • 嬰幼兒配方乳粉中三聚氰胺的限量值為1mg/kg，高於1mg/kg的產品一律不得銷售。
  • 液態奶（包括原料乳）、奶粉、其他配方乳粉中三聚氰胺的限量值為2.5mg/kg，高於2.5mg/kg的產品一律不得銷售。
  • 含乳15%以上的其他食品中三聚氰胺的限量值為2.5mg/kg，高於2.5mg/kg的產品一律不得銷售。

另外，在《2008年度遼寧省飼料產品質量安全監測計劃》中，遼寧省動物衛生監督管理局明確規定飼料中攙加的三聚氰胺要低於2mg/kg。[38]

香港

而香港政府於2008年9月22日緊急立法，禁止食物的三聚氰胺含量超標。新法律規定：嬰幼兒及孕婦食品，每公斤不能含有超過1毫克的三聚氰胺，食物每公斤不能超過2.5毫克。[39]

臺灣

在台灣方面，2008年9月24日，行政院衛生署參考國際檢驗方法[40]和香港最新立法規定，以及會商藥物食品檢驗局[41]與食品工業研究所的專家後，因為難以在短期間內驗出2ppm以下之三聚氰胺，為加速檢驗，因此決定2.5ppm（2,500ppb）為食品殘留三聚氰胺的檢驗判定標準。[42][43]後來因民眾擔心緣故，目前不允許乳製品類有三聚氰胺驗出。[44]

新西蘭

新西蘭食品安全局參考歐盟每日容許攝取量標準（每公斤體重每日0.5mg，20公斤的孩童為20*0.5=10mg，70公斤的成人為70*0.5=35mg），決定以一般食物5.0ppm（5,000ppb）、嬰兒食品1.0ppm為食品殘留三聚氰胺的暫定檢驗判定標準，市售食物含量低於此值則不再發佈確認風險警告，不過若有發現此值會造成民眾攝食超過每日容許攝取量的三聚氰胺或者發現有摻假的情況，會隨時檢討此值。[45]

美國

美國則是在經過2007年美國寵物食品污染事件後，禁止於飼料中添加三聚氰胺。[46]美國食品及藥物管理局（FDA）日前對食物中三聚氰胺的含量訂立標準，成人每天食用2.5ppm以下的受污染食物（<1.5kg）應對健康無虞，但嬰兒食品不得有三聚氰胺驗出。[47]

歐盟

根據歐盟執委會於2008年9月26日發給會員國的緊急通報中，清楚指出，所有含三聚氰胺量超過2.5毫克／公斤（2.5ppm）的食品應立即銷毀。[48]

參見

參考資料

  1. ^ Merck Index, 12th Edition, 5853.
  2. ^ 以蜜胺實施固體滲氮的可行性研究 (pdf). 台灣金屬熱處理學會. [2014-05-16]. （原始內容存檔 (PDF)於2014-03-21）. 為了瞭解蜜胺的熱性質及以其做為鋼料的固體滲氮劑. 之可行性，將蜜胺粉末以熱重分析儀、質譜儀、熱示差掃瞄. 卡量計進行熱分析，並將鋼料試片埋在蜜胺的粉末中 ... 
  3. ^ 風險評估組. 食物中的三聚氰胺. 食物安全之風險評估. 香港 食物安全中心. [2018-01-09]. （原始內容存檔於2018-06-14）. 
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  5. ^ Report on cyromazine of the European Medicines Agency (PDF). [2008-09-13]. （原始內容 (PDF)存檔於2008-10-10）. 
  6. ^ Lori 0. Lim, Susan J. Scherer, Kenneth D. Shuler, and John P. Toth. Disposition of Cyromazine in Plants under Environmental Conditions J. Agric. Food Chem. 1990, 38, 860-864 [1] （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
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  9. ^ 2,4-diol-6-amino-sym-triazine; ammelide - 2,4-二羥-6-胺對稱三【口+井】；三聚氰酸一酰胺 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館），國家教育研究院，新北市三峽區三樹路
  10. ^ 三聚氰胺（Melamine或1,3,5-Triazine-2,4,6-Triamine） Archive.is的存檔，存檔日期2013-08-11，國科會高瞻自然科學教學資源平台
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  13. ^ 存档副本. [2008-09-28]. （原始內容存檔於2008-09-29）. 
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  15. ^ How Two Innocuous Compounds Combined to Kill Pets （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, Washington Post, May 7, 2007.
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外部連結

 
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