基于電子仿生學(xué)的瑪咖粉鑒偽

黨艷婷，李愛民，苑鵬，夏凱，劉士偉，劉亞旭，趙可心，周文萱，段盛林*，溫霖

1(中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院，北京，100015) 2(江南大學(xué) 生物工程學(xué)院 糖化學(xué)與生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無(wú)錫，214122) 3(新時(shí)代健康產(chǎn)業(yè)(集團(tuán))有限公司，北京，102206)

基于電子仿生學(xué)的瑪咖粉鑒偽

黨艷婷1，李愛民2，苑鵬1，夏凱1，劉士偉1，劉亞旭1，趙可心1，周文萱1，段盛林1*，溫霖3*

1(中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院，北京，100015) 2(江南大學(xué) 生物工程學(xué)院 糖化學(xué)與生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無(wú)錫，214122) 3(新時(shí)代健康產(chǎn)業(yè)(集團(tuán))有限公司，北京，102206)

為鑒別瑪咖粉的真?zhèn)挝闹羞\(yùn)用臺(tái)式能譜掃描電鏡觀察了玉米粉、蘿卜粉、蔓菁粉和瑪咖粉顆粒的微觀形態(tài)，并對(duì)瑪咖粉和蔓菁粉的元素組成進(jìn)行了分析測(cè)試。結(jié)果表明，蘿卜粉、玉米粉與瑪咖粉形態(tài)差異明顯，蔓菁粉與瑪咖粉微觀形態(tài)最相近，但表觀也有區(qū)別，同樣可以進(jìn)行瑪咖粉的真假鑒偽；由X射線能譜分析結(jié)果可知，若被測(cè)樣品中N元素質(zhì)量比接近(43.75±0.79)%，O元素質(zhì)量比接近(29.92±0.74)%，可初步推定該樣品為純瑪咖粉；否則被測(cè)樣品為疑似摻蔓菁粉的假瑪咖粉。同時(shí)運(yùn)用電子鼻對(duì)摻有蔓菁粉的瑪咖粉進(jìn)行鑒別。結(jié)果表明，摻不同蔓菁比例的瑪咖粉氣味指紋圖譜呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，電子鼻能夠有效鑒別摻蔓菁的瑪咖粉，還可以大致確定摻假的比例區(qū)間；此外通過統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制(statistical quality control,SQC)分析模型可以實(shí)現(xiàn)原料和產(chǎn)品的質(zhì)量控制。

瑪咖粉；蔓菁粉；鑒偽；臺(tái)式掃描電鏡；電子鼻；統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制(statistical quality control,SQC)分析

瑪咖(Lepidiummeyenii)又稱瑪卡、馬卡，英文俗名為MACA?，斂撬幨硟捎弥参?，不僅營(yíng)養(yǎng)豐富，還具有多種功效?，斂Ц筛械鞍踪|(zhì)含量占10%以上(胡寧湖畔的瑪咖中的蛋白質(zhì)含量超過14%)，碳水化合物為59%，纖維含量約為8.5%，脂肪含量不高但多為不飽和脂肪酸，其中亞油酸和亞麻酸的含量達(dá)53%以上，瑪咖還含有多種天然植物活性成分，具有抗疲勞、增強(qiáng)免疫力等多種功效[1-11]。

隨著人們健康保健意識(shí)的提高和對(duì)食品安全的關(guān)注，以瑪咖為主要原料生產(chǎn)出的各類保健品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上迅速推廣。由于需求量不斷增加，瑪咖價(jià)格曾一路上漲，一些商家為了謀取暴利，在瑪咖粉中添加一些低價(jià)植物粉劑，如瑪咖同科植物蔓菁粉、蘿卜粉，禾本科植物玉米粉等，使得瑪咖粉的質(zhì)量參差不齊，真假難辨，銷售額每況愈下。

電子仿生技術(shù)是一種新型的儀器分析技術(shù)，具有檢測(cè)時(shí)間短、重復(fù)性好、檢測(cè)結(jié)果客觀、感官不疲勞等優(yōu)勢(shì)[12-14]。目前，已經(jīng)有許多商業(yè)化的電子仿生學(xué)儀器，如：模擬人眼睛的電子眼(電鏡)；模擬人鼻子的電子鼻；模擬人咀嚼的電子舌等[15]。本研究主要采用電鏡和電子鼻這2種仿生學(xué)儀器探究摻假瑪咖粉的微觀組成和氣味特性，以期建立一套可靠的瑪咖粉真?zhèn)慰焖贌o(wú)損評(píng)判系統(tǒng)。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮瑪咖(采自云南省香格里拉市建塘鎮(zhèn)，海拔3 285.4 m)，品系為黑色；新鮮蔓菁，新鮮蘿卜，干燥玉米粒均為市售。

1.2 儀器與設(shè)備

臺(tái)式能譜掃描電鏡，Phenom，荷蘭；氮吹系統(tǒng)，國(guó)產(chǎn)；FOX 4000型電子鼻(帶18根MOS 傳感器)，配HS-100 型自動(dòng)進(jìn)樣器、AG 2301型高純空氣發(fā)生器、Alpha Soft 12.45 版軟件，法國(guó)Alpha MOS公司；20 mL頂空瓶，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；分析天平，梅特勒-托利多儀器有限公司；臺(tái)式方形中藥切片機(jī)，溫嶺市林大機(jī)械有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科技有限公司；BJ-500 A型高速多功能粉碎機(jī)，德清拜杰電器有限公司；MA-150 C-000230V1型快速水分測(cè)定儀，德國(guó)賽多利斯公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 瑪咖粉以及模擬市場(chǎng)上摻假瑪咖粉的制備

洗凈→切片→烘干至含水量為4%～6%(37 ℃)→粉碎→過篩(60目)，制備瑪咖粉、蔓菁粉、蘿卜粉，自封袋封存?zhèn)溆?/p>

玉米粒烘干至含水量為4%～6%(37 ℃)→粉碎→過篩(60目)，制備玉米粉，自封袋封存?zhèn)溆?/p>

1.3.2 電鏡測(cè)定方法

使用雙層導(dǎo)電膠將各試樣粉末固定于電鏡載物臺(tái)上，用氮吹系統(tǒng)除去未粘牢的飄浮顆粒，電子顯微鏡使用10 kV的激光光源，在Image模式下拍照。每組試驗(yàn)重復(fù)3次。

1.3.3 電子鼻混合摻假物的制備

將1.3.1中制備好的瑪咖粉與蔓菁粉分別以10∶0、8∶2、6∶4、5∶5、4∶6、2∶8、0∶10的比例混勻，待測(cè)。

1.3.4 電子鼻檢測(cè)參數(shù)的確定

圖1所示為純瑪咖粉電子鼻氣味檢測(cè)原始響應(yīng)曲線圖(每組試驗(yàn)重復(fù)3次)。

圖1 純瑪咖粉電子鼻氣味檢測(cè)原始響應(yīng)曲線圖Fig.1 Original response curve of pure Maca powder detected by electronic nose

在500 r/min的頂空振蕩轉(zhuǎn)速條件下，數(shù)據(jù)采集時(shí)間為120 s時(shí)足夠觀察各傳感器響應(yīng)的最大值；采樣延遲時(shí)間為1 080 s時(shí)，傳感器響應(yīng)都能回到基線上，即已完成對(duì)傳感器的凈化；在頂空溫度為50 ℃，注射體積4 000 μL時(shí)，T/P型傳感器響應(yīng)曲線的最大值基本都在0.2～0.9之間。儀器參數(shù)：采集時(shí)間(s)，120；數(shù)據(jù)采集延遲(s)，1 080；進(jìn)樣量(μL)，4 000；進(jìn)樣速度(μL/s)，1 000。自動(dòng)進(jìn)樣儀參數(shù)：孵化器(s)，120；孵化溫度(℃)，50；注射器溫度(℃)，60。

1.3.5 數(shù)據(jù)分析方法

X射線能譜分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Origin 8.1 軟件進(jìn)行單因素方差(One-Way ANOVA)分析，p<0.05表示各樣品的元素組成之間存在顯著性差異。使用Alpha Soft12.45 版軟件對(duì)純瑪咖粉、純蔓菁粉和摻不同比例蔓菁粉的瑪咖粉的傳感器響應(yīng)值數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA分析(主成分分析)和DFA分析(判別因子分析)，得到純瑪咖粉、純蔓菁粉和摻蔓菁粉的瑪咖粉標(biāo)準(zhǔn)品的圖譜庫(kù)；并將待測(cè)樣品的圖譜與標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫(kù)進(jìn)行對(duì)比，判別待測(cè)樣品中是否摻有蔓菁以及蔓菁的添加量。建立純瑪咖粉的SQC分析模型，并對(duì)該模型進(jìn)行驗(yàn)證。

2 結(jié)果與分析

2.1 瑪咖粉及摻假粉劑微觀形態(tài)和能譜分析

圖2為放大倍數(shù)2 000倍、激光電壓10 kV、Image模式下各摻假品和瑪咖粉的微觀形態(tài)。

圖2 電鏡下各粉劑顆粒結(jié)構(gòu)圖(×2 000)Fig.2 Particle structure of each powder under electron microscope(×2 000)

由圖2可見，各粉劑在掃描電鏡下的圖像清晰度高，三維立體感強(qiáng)。瑪咖粉為不規(guī)則的多分支形，不同分支之間有明顯的間隙，即粉碎60目時(shí)瑪咖粉末顆粒無(wú)明顯成團(tuán)現(xiàn)象，形態(tài)呈現(xiàn)良好；蔓菁粉為鱗片狀結(jié)構(gòu)，其形態(tài)與瑪咖粉最接近，但二者仍有表觀區(qū)別，蔓菁粉沒有瑪咖粉的分支結(jié)構(gòu)，這可能與蔓菁中纖維素含量較瑪咖低有關(guān)[16-17]，而且瑪咖粉表面雖光滑但不及蔓菁粉平整；蘿卜粉呈多褶皺片狀，玉米粉則為光滑的圓球狀，側(cè)面為多邊形結(jié)構(gòu)，均與瑪咖粉形態(tài)差異明顯。因此，臺(tái)式掃描能譜電鏡能夠有效區(qū)分瑪咖粉及其常見摻假物(玉米粉、蘿卜粉)的微觀形態(tài)，瑪咖粉與蔓菁粉雖然形態(tài)較為接近，但是也能從表觀形態(tài)上予以分別，故通過表觀形態(tài)的辨識(shí)，可以達(dá)到鑒別市售瑪咖粉真?zhèn)蔚哪康摹?/p>

相比于玉米粉、蘿卜粉同瑪咖粉較大的表觀形態(tài)差異性，蔓菁粉同瑪咖粉的表觀形態(tài)較為接近。為了快速有效鑒定摻有蔓菁粉的瑪咖粉樣品，也可以輔助使用能譜掃描的方式進(jìn)行真?zhèn)舞b定。如表1為純瑪咖粉和純蔓菁粉的X射線能譜面掃描分析結(jié)果(每個(gè)樣品分析3個(gè)不同的視野，每個(gè)視野為536 μm×536 μm，電子束直徑為44 nm)。掃描電鏡能夠檢測(cè)除氫元素以及一些重金屬元素以外的其他元素，能譜圖中橫軸為多道分析器的能量軸，縱軸為對(duì)應(yīng)每個(gè)道址所檢測(cè)到的X-光子的計(jì)數(shù)(即counts或cts)。能譜分析結(jié)果顯示：純瑪咖粉中的主要元素為C、N、O元素，3種元素的質(zhì)量比分別為26.10%、43.75%、29.92%；純蔓菁粉中主要元素C、N、O元素，質(zhì)量占比分別為：26.10%、34.19%、39.74%?？梢娂儸斂Х壑械腘元素質(zhì)量百分比明顯高于純蔓菁粉，這可能是由于瑪咖中蛋白質(zhì)含量高，芥子油苷、瑪咖酰胺等活性成分豐富所致；純蔓菁粉中O元素的質(zhì)量百分比較高。通過顯著性分析發(fā)現(xiàn)(如圖3)，二者中N元素、O元素的質(zhì)量百分比存在顯著性差異(p<0.05)。綜上所述，若在面掃描(電鏡能譜檢測(cè)分為三類：點(diǎn)分析，線掃描，面掃描；本試驗(yàn)選擇面掃描法分析。)能譜檢測(cè)的情況下，N元素質(zhì)量比接近(43.75±0.79)%，O元素質(zhì)量比接近(29.92±0.74)%，則初步推定被測(cè)樣品為純瑪咖粉；否則被測(cè)樣品為疑似摻蔓菁粉的假瑪咖粉，且質(zhì)量比偏離越大，摻假的可能性越大。

表1 純瑪咖粉和純蔓菁粉X射線能譜分析Table 1 X-ray energy spectra analysis of Maca and turnip powder

圖3 純瑪咖粉和純蔓菁粉中3種主要元素的質(zhì)量百分比Fig.3 Mass ratio of the three main elements of Maca and turnip powder

2.2 純瑪咖粉和摻不同蔓菁比例瑪咖粉的電子鼻指紋圖譜分析

電子鼻得到的不是被測(cè)樣品成分定性和定量結(jié)果，而是給予樣品中揮發(fā)成分的整體信息，也就是“氣味指紋圖譜”。通過對(duì)電子鼻傳感器原始響應(yīng)特性的分析，建立瑪咖粉及摻假瑪咖樣品的氣味指紋圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)；進(jìn)而進(jìn)行瑪咖粉真?zhèn)螛悠返蔫b定。

2.2.1 傳感器原始響應(yīng)特性分析

瑪咖粉和摻不同蔓菁比例瑪咖粉的原始響應(yīng)值直方圖如圖4所示。

圖4 傳感器響應(yīng)直方圖Fig.4 Sensor response histogram

T、P型傳感器對(duì)純瑪咖粉的響應(yīng)值明顯高于純蔓菁粉，尤其是P30/1和PA/2，由表2可見，T、P型傳感器主要對(duì)有機(jī)化合物、氧化能力強(qiáng)的氣體以及芳香族化合物敏感，因此，推測(cè)瑪咖中豐富的蛋白質(zhì)、碳水化合物、以及芥子油苷等活性成分揮發(fā)以后，使得T、P型傳感器接觸到高濃度的頂空氣體，從而產(chǎn)生高響應(yīng)。LY型傳感器對(duì)純蔓菁粉的響應(yīng)值略高于純瑪咖粉，說(shuō)明蔓菁的揮發(fā)性成分中有毒氣體和氧化氣體含量較高。不同摻假比例的瑪咖粉由于2種物質(zhì)氣味成分之間相互作用，沒有明顯的規(guī)律性，但任一摻假樣品的T、P型傳感器的響應(yīng)強(qiáng)度都遠(yuǎn)小于純瑪咖粉。

圖5為純瑪咖粉和純蔓菁粉氣味指紋圖譜對(duì)比圖。由圖5可以看出，純瑪咖粉和純蔓菁粉氣味指紋圖譜之間差異很大，通過比較未知樣品的指紋圖譜和純瑪咖粉的標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜可以實(shí)現(xiàn)瑪咖粉真?zhèn)蔚挠行цb別。

2.2.2 純瑪咖粉、純蔓菁粉和摻蔓菁粉的瑪咖粉標(biāo)準(zhǔn)品圖譜庫(kù)的建立

圖6為不同比例的混合摻假物(瑪咖∶蔓菁)的主成分分析圖。選取響應(yīng)值較高的1號(hào)、14號(hào)、16號(hào)傳感器進(jìn)行分析。主成分1(PC1)的貢獻(xiàn)率為65.205%，主成分2(PC2)的貢獻(xiàn)率為31.307%，二者的累積貢獻(xiàn)率高達(dá)96.512%，可以反映樣品的大部分信息；識(shí)別指數(shù)(discrimination index，DI)為83，說(shuō)明電子鼻能夠有效識(shí)別不同摻假(摻蔓菁)比例的瑪咖粉。隨著瑪咖純度的降低，不同比例的摻假品在PC1軸和PC2軸上呈規(guī)律性分布，因此，可以通過測(cè)試樣品分布的位置來(lái)快速分析其真?zhèn)渭捌鋼絺纬潭取?/p>

圖7為依據(jù)18根傳感器提供的數(shù)據(jù)所做的判別因子二維分析圖。

圖7中隨著瑪咖純度逐漸降低，混合樣品從左往右依次分布。判別因子分析能夠使組間差異最大化，組內(nèi)差異最小化，相對(duì)于主成分分析圖而言，平行性好，分布有明顯的區(qū)域性。在DFA1軸上，隨著摻假比例不斷增大，各摻假樣品離純瑪咖樣品的距離越遠(yuǎn)，因?yàn)镈FA1的貢獻(xiàn)率為93.438%，為主軸，所以，利用判別因子分析來(lái)鑒別瑪咖粉真?zhèn)螀^(qū)分度高，效果明顯。

表2 傳感器性能表Table 2 Sensors performance

圖5 純瑪咖粉和純蔓菁粉的氣味指紋圖譜Fig.5 Odor fingerprints of pure Maca and turnip powder

圖6 不同比例的瑪咖粉(瑪咖∶蔓菁)的PCA圖Fig.6 PCA diagram of the different proportions of Maca powder (Maca∶turnip)

圖7 不同比例的瑪咖粉(瑪咖∶蔓菁)的DFA圖Fig.7 DFA diagram of different proportions of Maca powder (Maca∶turnip)

綜上，采用電子鼻檢測(cè)未知瑪咖樣品，并將原始數(shù)據(jù)投影到已經(jīng)建立好的鑒偽模型圖上，不僅可以判斷瑪咖粉的真?zhèn)?，還可以大致確定樣品中瑪咖粉所占的比重。

2.2.3 瑪咖粉真實(shí)性鑒定方法的驗(yàn)證

圖8為摻假量為50%的瑪咖粉與標(biāo)準(zhǔn)品圖譜庫(kù)的PCA對(duì)比圖。選取響應(yīng)值較高的1號(hào)、14號(hào)、16號(hào)傳感器進(jìn)行分析。由圖8可知，黑色樣品表示蔓菁粉添加量為50%的瑪咖粉，分布于添加量為40%和60%的標(biāo)準(zhǔn)品圖譜之間，因此，該方法可以準(zhǔn)確地鑒別瑪咖粉中是否摻假蔓菁粉，而且能大致判別摻假比例。

圖8 摻假量為50%的瑪咖粉與標(biāo)準(zhǔn)品圖譜庫(kù)的PCA對(duì)比圖Fig.8 PCA comparison of the Maca powder adulterated 50% with the standard library

圖9為摻假量為50%的瑪咖粉與標(biāo)準(zhǔn)品圖譜庫(kù)的DFA對(duì)比圖。選擇18根傳感器進(jìn)行分析。由圖9可知，黑色樣品表示蔓菁粉添加量為50%的瑪咖粉，分布于添加量為40%和60%的標(biāo)準(zhǔn)品圖譜之間，因此，該方法可以準(zhǔn)確地鑒別瑪咖粉中是否摻假蔓菁粉，而且能大致判別摻假比例。所以，可利用判別因子分析來(lái)鑒別瑪咖粉真?zhèn)螀^(qū)分度高，效果明顯。

圖9 摻假量為50%的瑪咖粉與標(biāo)準(zhǔn)品圖譜庫(kù)的DFA對(duì)比圖Fig.9 DFA comparison of the Maca powder adulterated 50% with the standard library

2.2.4 純瑪咖粉質(zhì)量控制模型的建立

在SQC圖中，橫坐標(biāo)表示分析號(hào)(即檢測(cè)樣品數(shù))，縱坐標(biāo)為氣味距離單元，以0作為樣品氣味特征的平均值，將上控制界限與下控制界限分別設(shè)定為x-3δ和x+3δ(x為平均值，等于0；δ為標(biāo)準(zhǔn)偏差)。試驗(yàn)中以純瑪咖粉為目標(biāo)組訓(xùn)練電子鼻，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)品數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，得出上下控制界限分別為0+0.002 46和0-0.002 46，獲得純瑪咖粉的SQC模型(見圖10)。在該模型中，認(rèn)為在上下控制界限內(nèi)的樣品為合格樣品(即未摻假樣品)，超出接受閾的樣品則為不合格樣品(即摻假樣品)。采用與標(biāo)準(zhǔn)品相同的方法檢測(cè)摻假量為50%的樣品，并用建好的SQC模型對(duì)其真?zhèn)芜M(jìn)行鑒別，鑒別結(jié)果如圖10所示，19、20、21號(hào)樣品即摻假量為50%的樣品的3個(gè)平行，可以看出，都位于接受閾外，判為摻假樣品。

圖10 瑪咖粉質(zhì)量控制模型Fig.10 Quality control model for Maca powder

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該SQC模型可以有效地鑒別摻假樣品，摻假樣品均位于純瑪咖粉的接受范圍之外。

3 討論

本試驗(yàn)運(yùn)用掃描電鏡研究了瑪咖粉及其摻假粉劑顆粒在放大2 000倍時(shí)的微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，玉米粉、蘿卜粉與瑪咖粉的形態(tài)差異明顯，即若瑪咖粉中添加了玉米粉和蘿卜粉，通過電鏡照片即可快速鑒別；蔓菁粉雖與瑪咖粉顆粒之間有差異，但是由于二者表觀形態(tài)特征存在一定程度的相似性，蔓菁粉成為了許多商家首選的摻假品。李學(xué)芳等[18]研究發(fā)現(xiàn)，放大倍數(shù)為400倍時(shí)，同科植物瑪咖及蔓菁粉末的顯微特征具有一定差異，本試驗(yàn)結(jié)果與其研究發(fā)現(xiàn)一致，但是仍然缺少對(duì)于二者在微觀組成成分方面的研究。因此，本試驗(yàn)通過x射線能譜法進(jìn)一步對(duì)蔓菁粉和瑪咖粉的元素組成進(jìn)行了分析，得出結(jié)論：N元素質(zhì)量比接近(43.75±0.79)%，O元素質(zhì)量比接近(29.92±0.74)%，則初步推定被測(cè)樣品為純瑪咖粉；否則被測(cè)樣品為疑似摻蔓菁粉的假瑪咖粉。

目前，對(duì)瑪咖粉和蔓菁粉的鑒別研究較少，而且主要集中在單一或者某一類成分[19-20]的分析方面，這些方法能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)二者中某些化合物種類和含量的差異，但是預(yù)處理復(fù)雜、活性物質(zhì)破壞嚴(yán)重、檢測(cè)成本高，在瑪咖生產(chǎn)加工以及市場(chǎng)銷售中很難實(shí)現(xiàn)大批量、低成本、快速高效的質(zhì)量控制。蔓菁富含VA，葉酸，VC，VK和鈣[16]，而瑪咖中則含有豐富的瑪咖烯、生物堿、芥子油苷、異硫氰酸酯、瑪咖酰胺和甾醇等天然植物活性成分[17]，二者的揮發(fā)性成分相差很大，通過電子鼻檢測(cè)二者的整體氣味指紋圖譜可以實(shí)現(xiàn)對(duì)二者的有效區(qū)分。試驗(yàn)中摻有蔓菁粉的瑪咖粉中蔓菁粉的添加比例為80%、60%、40%和20%。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)市場(chǎng)上蔓菁粉的添加量多少不一，且分布范圍較廣，選擇上述添加比例可鑒別摻加任意量蔓菁粉的市售瑪咖粉，也可以根據(jù)所測(cè)樣品在標(biāo)準(zhǔn)品圖譜庫(kù)中分布的位置，判別摻加蔓菁粉的大致比例。

本試驗(yàn)中建立的瑪咖質(zhì)量控制模型可以為企業(yè)瑪咖原料和粉劑質(zhì)量控制提供一種快速高效的方法，也可以為其他產(chǎn)品和原料的質(zhì)量控制提供參考；同時(shí)基于氣味指紋圖譜的瑪咖鑒偽系統(tǒng)也可為瑪咖團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供一定的技術(shù)支撐。

[2] 余龍江,金文聞.瑪咖(Lepidiummeyenii.)干粉的營(yíng)養(yǎng)成分及抗疲勞作用研究[J].食品科學(xué),2004,25(1):164-166.

[3] 余龍江,金文聞,吳元喜,等.瑪咖的植物學(xué)及其藥理作用研究概況[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā),2002,14(5):71-74.

[4] 肖培根,劉勇,肖偉.瑪卡-全球矚目的保健食品[M].國(guó)外醫(yī)藥·植物藥分冊(cè),2001,16(6):236-237.

[5] 金文聞.藥食兩用植物瑪咖(Lepidiummeyenii)的功效物質(zhì)研究[J].華中科技大學(xué),2007(1):1-135.

[6] 尹子娟,楊成金,尹品耀,等.瑪咖的營(yíng)養(yǎng)成分及功效研究進(jìn)展[J].云南農(nóng)業(yè)科技,2012(5):61-64.

[7] 蘭玉倩,王玲,張之會(huì).瑪咖研究進(jìn)展[J].北京農(nóng)業(yè),2013(30):47.

[8] ZHAO J,MUHAMMAD I,DUNBAR D C,et al.New alkamides from Maca (Lepidiummeyenii) [J].J Agric Food Chem,2005,53 (3):690-693.

[9] CICERO A F,BANDIERI E,ARLETTI R.LepidiummeyeniiWalp improves sexual behaviour in male rats independently from its action on spontaneous locomotor activity [J].J Ethnopharmacol,2011,75 (2/3):225-229.

[10] GONZALES G F,CORDOVA A,GONZALES C,et al.Lepidiummeyenii(Maca) improved semen parameters in adult men [J].Asian J Androl,2012,3 (4):301-303.

[11] GONZALES G F,CORDOVA A,VEGA K,et al.Effect ofLepidiummeyenii(MACA) on sexual desire and its absent relationship with serum testosterone levels in adult healthy men [J].Andrologia,2002,34 (6):367-372.

[12] OUYANG Q,ZHAO J,CHEN Q,et al.Instrumental intelligent test of food sensory quality as mimic of human panel test combining multiple cross-perception sensors and data fusion [J].Analtica Chimic Acta,2014,841:68-76.

[13] FIKRi N A,ADOM A H,SHAKAFF A Y M,et al.Development of human sensory mimicking system [J].Sensor Letters,2011,9(1):423-427.

[14] GHASEMI-VARNAMKHASTI M,MOHTASEBI S S,Siadat M.Biomimetic-based odor and taste sensing systems to food quality and safety characterization:An overview on basic principles and recent achievements [J].Journal of Food Engineering,2010,100(3):377-387.

[15] HADDI Z,MABROUK S,BOUGRINI M,et al.E-Nose and e-Tongue combination for improved recognition of fruit juice samples [J].Food Chemistry,2014,150:246-253.

[16] 陶月良,邱君正,林華,等.蕪菁、蘿卜和大頭菜塊根品質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值比較研究[J].特產(chǎn)研究,2002(1):37-40.

[17] 孫曉東,杜萍,單云,等.麗江瑪卡片和秘魯瑪卡片營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)比分析和評(píng)價(jià)[J].食品科學(xué),2011(19):214-216.

[18] 李學(xué)芳,邱斌,蒲星宇.瑪卡與混淆品蔓菁的比較鑒別[J].中藥材,2015(8):1 643-1 645.

[19] JIN Wenwen,XIONG Yue,YU Longjiang.Identification and quality evaluation of Lepidium meyenii.(Maca) based on gas chromatographic analysis of its essential oils from roots [J].Agricultural Science & Technology,2006(3):1-8.

[20] 唐偉敏,楚秉泉,高汪磊,等.西藏蕪菁和瑪咖低極性組分的化學(xué)組成及其抗氧化活性比較研究[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā),2015(4):674-680.

StudyonauthenticityofMaca(Lepidiummeyenii)powderbasedonelectronicbionics

DANG Yan-ting1,LI Ai-min2,YUAN Peng1,XIA Kai1,LIU Shi-wei1,LIU Ya-xu1,ZHAO Ke-xin1,ZHOU Wen-xuan1,DUAN Sheng-lin1*,WEN Lin3*

1(China National Research Institute of Food Fermentation Industries,Beijing 100015,China)2(Jiangnan University,School of Biotechnology,Key Laboratory of Sugar Chemistry and Biotechnology of Ministry of Education,Wuxi 214122,China) 3(New Era Health Industry (Group) Co.Ltd.,Beijing 102206,China)

In recent years,Chinese Maca industry has been development rapidly,experienced with price dramatically fluctuating.When Maca held at high price,the powder of corn flour,radish powder and turnip powder were adulated into commercial Maca powder and authenticity of Maca powder became a severe question.This study uses desktop scanning electron microscopy (SEM) to observe the microstructures of corn flour,radish powder,turnip powder and Maca powder.The result illustrated that radish powder and corn flour were evidently different from the micro-morphology of Maca powder.Turnip powder was the closest to Maca powder,but there were still apparent differences.By X-ray energy spectrum analysis,the result showed:if N and O element mass ratio were close to (43.75±0.79)% and (29.92±0.74)% respectively,the sample was considered pure Maca powder preliminarily; otherwise it was suspected to fake Maca powder .Meanwhile,electronic nose was used to detect Maca powder with different proportions of turnip powder.The results showed a certain regularity of adulteration in Maca powder flavor fingerprints.Electronic nose could effectively identify the authenticity of Maca powder,and roughly calculated the proportional range of adulteration.In addition,statistical quality control (SQC) analysis model can be used to control the raw materials and final products quality.

Maca powder; turnip powder; identify authenticity; desktop scanning electron microscopy (SEM); electronic nose; statistical quality control (SQC) analysis

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.014722

黨艷婷(碩士研究生)，李愛民(博士研究生)為共同第一作者(段盛林教授級(jí)高級(jí)工程師，溫霖為通訊作者，E-mail：dslbeijing@163.com，wenlin1519@163.com)。

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃《現(xiàn)代食品加工及糧食收儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)與裝備》中“薯類主食化加工關(guān)鍵新技術(shù)裝備研發(fā)及示范項(xiàng)目”中“薯類主食化技術(shù)提升與裝備研發(fā)”課題(2016YFD0 401303)；北京市科技重大專項(xiàng)《馬鈴薯主食加工裝備研究及特膳食品開發(fā)項(xiàng)目》(D171100001917003)

2017-05-08，改回日期：2017-05-25