山药片及其伪品木薯片的多方法鉴别技术研究

程 楠，徐瑗聪，何 景，董 凯，，翟百强，许文涛，，*

(1.中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京100083;2.农业部农产品质量安全监督检验测试中心，北京100083;3.北京福德安科技有限公司，北京100083)

山药是薯蓣科植物薯蓣(Dioscorea opposita Thunb.)的地下块茎，既是一种常见的蔬菜，又是一味价值极高中药，因其糯香可口的风味品质和突出的医用保健功效而深得大众的喜爱［1］。在李时珍的《本草纲目》中，将山药的功效概括为“益肾气，健脾胃，止泄痢，化痰涎，润皮毛”，随着科学技术的发展，人们发现山药还具有治病袪疾、强身健体、美容养生等功用，并将其制成饮片食药同用［2］。

近几年，由于山药片需求量增大、市场价格上涨，国内不少省市发现山药伪品出现，其中以木薯片伪冒山药片居多［3-5］。木薯是大戟科植物木薯(Manihot esculenta Crantz.)的块根，是世界三大薯类之一，常用于加工木薯淀粉，也可用于药材。由于木薯产量多市场价格便宜等，不法商贩将其去外皮、切片后加工成十分类似山药片的伪品。但木薯中含有有毒物质，如在加工中处理不当，伪充山药食用或者入药将会造成严重的后果。

目前，还没有公认的准确检测方法以及相应的行业标准，使执法部门对山药片及其伪品木薯片的鉴别无据可依。虽然已有用显微镜鉴别山药片和伪品木薯片的报道［4］，也有通过理化反应来甄别的报道［3］，但都是从单一角度出发，鉴别效果不好，无法对结果做出准确判断。本研究通过多种技术方法来综合鉴别山药片及其伪品木薯片，包括外观性状鉴别、显微特征鉴别、氢氰酸鉴别和尿囊素鉴别等，可以更准确的明辨真伪，为执法部门监督管理提供了可靠依据，对确保山药片作为食品和药品的安全性和有效性具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

山药片、伪品木薯片样品 市售;两种山药片(样品1，样品2) 市售;酒石酸、硫酸亚铁、氢氧化钠、盐酸、三氯化铁、苦味酸、碳酸钠、甲醇 北京化工厂，分析纯;尿囊素标品 Sigma。

Leica-DM-2500型偏光显微镜 徕卡仪器(德国)有限公司;Agilet1260型高效液相色谱 安捷伦(中国)有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 外观性状鉴别 外观性状鉴别是区分山药片和伪品木薯片的传统方法，主要是利用感官功能即眼观、手摸、鼻闻和口尝等方法，对其色泽、形状、断面、气味和口感等特征加以区别，做出判断［6］。为建立准确的方法学依据，本研究中参与外观性状鉴别的是接受过相关课程培训的人员。

1.2.2 显微特征鉴别 显微特征鉴别是利用显微镜来观察山药和伪品木薯的器官构造以及内含物的特征［6-7］，包括观察淀粉颗粒形态、晶体大小、草酸钙晶体形态以及木纤维形态等，以此来完成鉴别。分别取少量山药片及伪品木薯片研磨成细粉，制备碘化钾装片，置于显微镜下(400X)进行观察。

1.2.3 氢氰酸鉴别 木薯中含有氢苷，在酶的作用下可以产生氢氰酸，而山药不含［8］，因此通过氢氰酸的检测能够有效进行鉴别。本研究采用普鲁士蓝法［9］和苦味酸试纸法［10］对氢氰酸进行检测，根据三次平行检测的结果对是否含有氢氰酸做出判断。

普鲁士蓝法的原理是在碱性条件下氰离子与硫酸亚铁反应生成亚铁氰化钾络合物，用盐酸酸化后，可与高铁离子反应形成普鲁士兰，从而鉴定氰化物的存在。操作流程见图1，如有氢氰酸存在，滤纸出现蓝色。

苦味酸试纸法的原理是在弱酸性条件下经过加热挥发出的氢氰酸与碳酸钠作用生成氰化钠，遇苦味酸后生成的异性紫酸钠为攻瑰红色。操作流程如图2，如有氢氰酸存在，少量时试纸呈橙红色，量多时呈红色。

1.2.4 尿囊素鉴别 山药中含有尿囊素，木薯中不含［8］，因此通过尿囊素的检测也可进行鉴别。本研究采用高效液相色谱法［12-14］对尿囊素进行检测。经优化后选择色谱柱Carbamante Analysis C8柱(5μm ，4.6mm×250mm)，检测器为VWD紫外检测器，流动相98%甲醇溶液;检测波长为224nm;流速为1.0mL/min;样品预处理方法见图3。

图3 高效液相色谱法样品预处理方法Fig.3 Pre-processing method of HPLC

2 结果与分析

2.1 外观性状鉴别

将市售的山药片和伪品木薯片进行对比，观察其外观性状的特点，见图4。

图4 山药片和伪品木薯片外观性状对比Fig.4 Appearance contrast between yam chips and cassava chips

从图4可知，山药片和伪品木薯片在外观性状上比较接近，两者的主要区别见表1。

2.2 显微特征鉴别

淀粉在碘的作用下能够产生蓝色，通过显微镜可以清楚的观察淀粉颗粒形态，结果见图5，晶体大小结果见图6，草酸钙晶体形态结果见图7，木纤维形态结果见图8(在山药中未找到木纤维)。

表1 山药片和伪品木薯片外观性状的主要区别Table 1 The main appearance differences between yam chips and cassava chips

图5 显微镜观察淀粉颗粒Fig.5 Observation of starch particles with microscope

图6 显微镜观察晶体大小Fig.6 Observation of crystal size with microscope

图7 显微镜观察草酸钙晶体形态Fig.7 Observation of calcium oxalate crystal morphology with microscope

图8 显微镜观察木纤维形态Fig.8 Observation of wood fiber with microscope

由图5～图8可知，山药与木薯在显微鉴别上具有明显差异，其主要区别在于:从淀粉颗粒来看，山药为扁卵形，木薯为类圆形;从观察晶体大小来看，山药直径约50μm，木薯直径约20μm;从草酸钙晶体形态来看，山药为草酸钙针晶，木薯为草酸钙簇晶;从木纤维来看，山药中未发现木纤维，木薯中存在木纤维。通过以上这些显微水平的差异，可以有效区分山药片与伪品木薯片。

2.3 氢氰酸鉴别

用普鲁士蓝法和苦味酸试纸法对只在木薯中存在的氢氰酸进行鉴别，结果见表2。

表2 氢氰酸鉴别结果Table 2 Hydrocyanic acid identification results

由表2可知，通过普鲁士蓝法和苦味酸试纸法对氢氰酸进行检测，山药片均显阴性结果，伪品木薯片均显阳性结果，两者显色差异明显，说明这两种方法可以有效鉴别山药片和伪品木薯片。

2.4 尿囊素鉴别

用高效液相色谱法对只在山药中存在的尿囊素进行鉴别，结果见图9。

图9 尿囊素鉴别结果Fig.9 Allantoin identification results

由图9可知，此色谱条件下尿囊素标准物质的吸收峰保留时间(tr)约为2.98min，山药的吸收峰保留时间同标品基本一致，而木薯的吸收峰保留时间相差甚远，说明该方法可以准确区分山药片和伪品木薯片。

2.5 样品检测

用以上多种综合判定的方法，对市场上采购的两种山药片(样品1和样品2)进行实际样品检测，检测结果见表3。

通过对样品1和2的外观性状和显微特征的检测，以及氢氰酸鉴别样品1呈阳性、样品2呈阴性，而尿囊素鉴别样品1呈阴性、样品2呈阳性等综合判定，可以得出检测结果:样品1为伪品木薯片，样品2为真正的山药片。可见，本研究中对山药片及其伪品木薯片进行的多方法鉴别技术具有实用性和可行性。

3 结论及讨论

本研究将传统方法和现代鉴别技术综合起来，首先对二者的外观性状进行比较，主要通过断面特征进行初步判断;继而通过显微特征观察淀粉颗粒、晶体大小、草酸钙晶体形态以及是否存在木纤维来进一步鉴别;通过理化指标的检测能够更加准确的甄别山药片及伪品木薯片。

目前，已有的检测手段比较单一，针对产地、品种多元且加工程度不同的产品有一定的局限性，更容易造成误判。尤其是理化指标的判定，虽然提供了原料掺假的检测手段，但对深加工品无能为力。本研究利用不同方法从多角度进行有效综合判定，对加工品的鉴别具有一定的借鉴意义，为监管部门的质量把控提供了依据。另外，随着科学技术的发展，分子生物学技术已经逐步应用到食品掺伪检测领域［15-16］，所以对山药和伪品木薯进行基因水平的检测是未来的发展趋势，内参基因的开发将会为深加工产品的本质鉴别提供希望。同时期望相关食品药品经营单位和监管部门，购入和监测山药片时应注意严把质量关，认真鉴别其真伪，以保障食药安全。

表3 样品检测结果Table 3 Sample test results

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