三聚氰胺在動物體內(nèi)代謝的研究進展

■ 蘭欣怡 王加啟 卜登攀 劉開朗 中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所

三聚氰胺（C3N6H6）是一種三嗪類含氮雜環(huán)有機化合物，被廣泛用于樹脂合成。由于三聚氰胺含氮率高，并且食品和飼料中的三聚氰胺不易被凱氏定氮法檢測出，三聚氰胺也常被不法商人添加到食品或飼料中，以提升產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量指標，對人畜健康造成了一定的危害，因此，三聚氰胺在動物體內(nèi)的代謝途徑、形式及其毒性受到人們的極大關(guān)注。

表1 飼喂棉粕、尿素、三聚氰胺的牛瘤胃液氨濃度

1 化學結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

三聚氰胺（Melamine），簡稱三胺，分子量126.12，含氮量66%左右。三聚氰胺是白色單斜晶體，幾乎無味，微溶于水，相對密度1.573g/cm3（16℃），可溶于甲醇、甲醛、乙酸、熱乙二醇、甘油、吡啶等。熔點大約350℃；280℃以上可以被分解，密度為1574kg/m3；在20℃時的氣壓是4.7×10-8Pa；水溶性為3.1g/L，pH值大約為8.0（OECD，2002）。

圖1 飼喂棉粕、尿素、三聚氰胺的牛瘤胃液平均氨濃度

2 三聚氰胺在動物體內(nèi)的代謝

2.1 三聚氰胺在反芻動物體內(nèi)的代謝

三聚氰胺在瘤胃內(nèi)降解速度較慢，瘤胃微生物利用率較低。Newton等（1978）用3頭肉牛作為試驗對象，在日糧中分別添加棉粕（11%）、尿素（1.4%）和三聚氰胺（0.9%），并在試驗期間的1、3、7、21、35和49天，飼喂日糧后的0.5～7.0h內(nèi)每隔1h采瘤胃液。瘤胃氨濃度受到飼料含氮物降解、微生物利用氨以及瘤胃壁吸收等因素的影響，是反映瘤胃內(nèi)氮代謝的重要指標，氨濃度高表明微生物合成蛋白水平高，即利用率高（李靜，2008）。由表1可知，飼喂棉粕和尿素后1h出現(xiàn)氨濃度的峰值，而三聚氰胺在瘤胃內(nèi)氨濃度峰值出現(xiàn)在飼喂后4h，說明三聚氰胺在瘤胃內(nèi)水解速度較慢。3～49天內(nèi)，飼喂三聚氰胺牛的瘤胃平均氨濃度僅≤2.6mMol/L，低于瘤胃中蛋白合成所需的瘤胃平均氨濃度3.57 mMol/L（Satter等，1974）。以上數(shù)據(jù)說明三聚氰胺不能為瘤胃微生物蛋白的合成提供足夠的氨水平，在瘤胃內(nèi)利用率低。

由圖1可知，三聚氰胺與棉粕在瘤胃內(nèi)的降解速度相近，但在瘤胃內(nèi)產(chǎn)生的氨明顯低于尿素。飼喂三聚氰胺日糧的牛瘤胃液氨濃度曲線平緩，飼喂第3天后基本呈直線，這說明三聚氰胺降解緩慢。三聚氰胺在牛體內(nèi)消化率低，三聚氰胺或其過瘤胃分解產(chǎn)物大部分經(jīng)尿液排出，在體內(nèi)殘留量較少。氮代謝數(shù)據(jù)（表2）顯示，與尿素和棉粕相比，三聚氰胺在牛體內(nèi)消化率最低，在尿中的氮含量比棉粕多，24h內(nèi)53.8%攝入的三聚氰胺氮經(jīng)尿液排出，但糞中的三聚氰胺氮含量最少。三聚氰胺在牛體內(nèi)氨殘留量最少，殘留在體內(nèi)的三聚氰胺少量分布在血液和內(nèi)臟中，大部分殘留于腎和膀胱中。

2.2 三聚氰胺在單胃動物體內(nèi)的代謝

三聚氰胺在單胃動物中殘留量少，大部分以原體形式排出體外。研究顯示，老鼠在6h內(nèi)可以排出50%攝入的三聚氰胺，狗在24h內(nèi)排出60.0%～86.5%（Lipschitz等，1945）。Sugita等（1991）用雄性Wistar老鼠作為試驗對象，發(fā)現(xiàn)三聚氰胺不能被胃吸收，在盲腸和大腸中能檢測到三聚氰胺，這說明三聚氰胺可能對腸道微生物降解有一定影響，三聚氰胺在小腸的半衰期是37.9min。歐洲食品安全局（EFSA，2007）報道，給成年雄鼠飼喂0.38mg三聚氰胺后，90%的三聚氰胺24h內(nèi)經(jīng)尿液排出，部分經(jīng)糞便排出；24h后，血液、肝臟和血漿中的殘留量有輕微的增加，腎臟和膀胱組織中的殘留量比血漿中的高，膀胱中殘留量最高，這與大部分三聚氰胺以尿液形式排出體外有關(guān)。血漿半衰期是2.7h，泌尿半衰期是3.0h，三聚氰胺在腎中的清除率是2.5mL/min，說明三聚氰胺及其衍生物不會在哺乳動物組織中積累。Baynes等（2008）給5頭斷奶豬靜脈注射6.13mg/kg三聚氰胺，24h后采集的血樣進行分析。試驗數(shù)據(jù)顯示，三聚氰胺在豬體內(nèi)的半衰期是（4.04±0.37）h，清除率是（0.11±0.01 ）L/h·kg，分布容量為（0.61±0.04）L/kg，由此可見三聚氰胺能迅速地通過腎被清除，不會產(chǎn)生顯著的組織粘合。

表2 3種氮源在牛體內(nèi)的氮代謝

3 三聚氰胺衍生物在動物體內(nèi)的代謝

在強酸或強堿液中，三聚氰胺水解，氨基逐步被羥基取代，生成三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺和三聚氰酸，三者同為三聚氰胺衍生物（Roberto，2008）。

三聚氰胺與三聚氰酸同時攝入體內(nèi)會導(dǎo)致中毒。Puschner等（2007）發(fā)現(xiàn)，三聚氰胺和三聚氰酸能夠依靠分子結(jié)構(gòu)上的羧基與氨基之間形成水合鍵，將二者連接起來。這種連接反復(fù)進行，最終形成一個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，難溶于水，進而沉淀形成結(jié)石，造成腎小管的物理阻塞，導(dǎo)致尿液無法順利排出、腎臟積水，最終導(dǎo)致腎臟衰竭。EFSA（2007）研究顯示，通過口服進入體內(nèi)的98%三聚氰胺24h后經(jīng)尿液排出，排泄的半衰期約為3h。目前，還沒有三聚氰酸和三聚氰胺二酰胺在動物和人類中的毒物動力學數(shù)據(jù)。

4 三聚氰胺的毒性

三聚氰胺對動物毒性較低，不具遺傳毒性、致癌性或致畸性。據(jù)EFSA（2007）報道，三聚氰胺在嚙齒動物中的急性毒性低，口服的半數(shù)致死量是3100～3300 mg/kg體重。給小鼠飼喂較低劑量（2250mg/kg）的三聚氰胺時，試驗鼠沒有發(fā)生膀胱癌的跡象；但在雄鼠的慢性毒性試驗中，當三聚氰胺的添加量達到4500和9000mg/kg時，其腎臟的慢性炎癥發(fā)病率有增加的趨勢（劉慶生等，2008）。給小鼠飼喂高劑量三聚氰胺，會造成膀胱結(jié)石、炎癥反應(yīng)和增生反應(yīng)的癥狀，特別是在雄鼠中（EFSA，2007）。國際癌癥研究所（IARC，1999）對三聚氰胺致癌性的評估并沒有將其列入對人類有致癌性的一類物質(zhì)。食品科學委員會（SCF）公布三聚氰胺的每日可容忍攝入量（TDI）為0.5 mg/kg體重，美國食品藥品管理局（FDA，2006）公布的TDI為0.63 mg/kg體重。

5 展望

目前研究認為，三聚氰胺在機體內(nèi)的代謝屬于不活潑代謝或惰性代謝，在機體內(nèi)難以發(fā)生快速的代謝變化，在反芻動物瘤胃中合成蛋白質(zhì)利用率低，單胃動物以原體形式或衍生物形式排出三聚氰胺。

三聚氰胺在動物體內(nèi)的代謝研究雖然已有相關(guān)報道，但仍有很多問題尚待深入研究，如三聚氰胺在不同畜禽體內(nèi)的代謝規(guī)律和在畜禽副產(chǎn)品中的殘留量；三聚氰胺對動物消化器官的影響；如何通過更有效的方法檢測消化液、排泄物和副產(chǎn)品中的三聚氰胺等?！?/p>

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