Vraag 18Melamine detecteren in voeding

Melkpoeder voor babymelk bevat eiwitten die een baby nodig heeft om te groeien. Om het eiwitgehalte in melkpoeder te bepalen wordt gebruik-gemaakt van de Kjeldahl-methode. De Kjeldahl-methode bestaat uit de volgende stappen: 1 Alle stikstofatomen in het melkpoeder worden omgezet tot ammoniumionen. 2 Aan de ontstane oplossing wordt een overmaat kaliloog toegevoegd. Hierbij treedt de volgende reactie op: NH + + OH – → NH + H O 4 3 2 3 Door het mengsel te verwarmen komt de ammoniak vrij als gas. De ammoniak wordt vervolgens door een boorzuuroplossing geleid. Hierbij treedt de volgende reactie op: H BO + NH → NH + + H BO – 3 3 3 4 2 3 4 Het mengsel dat is ontstaan na het doorleiden van ammoniak, wordt met zoutzuur getitreerd. Hierbij treedt de volgende reactie op: H BO – + H O + → H BO + H O 2 3 3 3 3 2 Uit het titratieresultaat kan het massapercentage stikstof ( N ) worden berekend.

Henrike en Marjel bepalen het eiwitgehalte in een bepaald soort melkpoeder volgens de Kjeldahl-methode. Ze wegen 0,505 g melkpoeder af. Bij de titratie gebruiken ze zoutzuur met een concentratie van 0,102 M. Ze lezen een beginstand van 2,25 mL en een eindstand van 7,84 mL af. Het massapercentage stikstof ( N ) in een monster kan worden omgerekend naar het massapercentage eiwit door te vermenigvuldigen met 6,38.

Een nadeel van de Kjeldahl-methode is, dat alle NH 2 stikstofatomen worden bepaald en de methode dus N C niet selectief is voor eiwitten. Hierdoor bleef het in H N C N China lang onopgemerkt dat men de stikstofrijke stof 2 N C melamine aan melkpoeder toevoegde om het eiwitgehalte hoger te doen lijken. De structuurformule melamine NH 2 van melamine is hiernaast weergegeven. Een handelaar had melamine toegevoegd aan een partij melkpoeder, 3 bestemd voor de bereiding van 5,0·10 L melk. Het gehalte stikstof in het 3 poeder was hierdoor voldoende om 7,5·10 L melk te kunnen bereiden.

In 2007 kwam het schandaal aan het licht omdat veel O H baby’s ziek werden. Ook huisdierenvoer bleek C N verontreinigd. In dit voer was behalve melamine ook H N C O cyanuurzuur aanwezig. De structuurformule van C N cyanuurzuur is hiernaast weergegeven. Het bleek dat O H deze stoffen in de nieren kristallen vormen die het cyanuurzuur nierweefsel aantasten. De vorming van deze kristallen wordt veroorzaakt doordat moleculen van beide stoffen waterstofbruggen vormen met elkaar, waardoor platte lagen worden gevormd. Op de uitwerkbijlage is een molecuul melamine weergegeven.

Om melamine te detecteren in voeding is een methode ontwikkeld die gebruikmaakt van gefunctionaliseerde goud-nanodeeltjes (GGN’s). In figuur 1 is een GGN weergegeven. Aan het oppervlak van een goud-nanodeeltje zijn enkele functionele groepen ( R ) gekoppeld. Elke R -groep eindigt met een cyclische ethergroep, bestaande uit zes ~O–CH –CH ~ eenheden in een ring. De ethergroep is in figuur 1 2 2 vereenvoudigd weergegeven. De ethergroep vormt waterstofbruggen met een NH -groep van een 2 melamine-molecuul. De binding van de ethergroep met een NH -groep is 2 zeer specifiek en is veel sterker dan de binding aan andere groepen of moleculen. Elke R-groep kan één molecuul melamine binden. figuur 1 R cyclische ethergroep H H O O N R R H N C O O Au S (CH ) N C N N R 2 6 O N C R R O H N H H GGN melamine-molecuul Als GGN’s worden toegevoegd aan een mengsel waarin melamine aanwezig is, vormen zich netwerken waarin vele GGN’s en moleculen melamine aan elkaar gebonden zijn met waterstofbruggen.

Leg uit op microniveau dat deze netwerken ontstaan als in een mengsel melamine en GGN’s aanwezig zijn.