李 妍，張 霽，金 航，王元忠,*

化學(xué)指紋圖譜技術(shù)在食（藥）用真菌研究中的應(yīng)用

李 妍1,2，張 霽1，金 航1,2，王元忠1,*

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院藥用植物研究所，云南 昆明 650200；2.云南中醫(yī)學(xué)院中藥學(xué)院，云南 昆明 650500）

化學(xué)指紋圖譜依據(jù)化學(xué)成分種類及含量的綜合信息，從整體層面上對(duì)物質(zhì)群進(jìn)行研究，克服單一成分或幾個(gè)化合物對(duì)樣品定性和定量分析的局限性，是目前食（藥）用真菌研究中廣泛使用的技術(shù)手段，在物種和產(chǎn)地鑒別、質(zhì)量評(píng)價(jià)等方面發(fā)揮重要作用。本文對(duì)化學(xué)指紋圖 譜技術(shù)在食（藥）用真菌研究方面的國內(nèi)外現(xiàn)狀和進(jìn)展進(jìn)行了綜述，以期為食（藥）用真菌的深入研究和開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

食（藥）用真菌；化學(xué)指紋圖譜；模式識(shí)別

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食（藥）用真菌是自然界中寶貴的生物資源，同時(shí)也是與人類健康保障密切相關(guān)的可再生資源寶庫之一[1-2]。此類物種富含多糖、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素和許多有益于人類健康的礦質(zhì)元素[3-4]，因獨(dú)特的芳香和口感成為眾多國家暢銷的食物[5-8]，在人們?nèi)粘ｏ嬍成钪姓加兄匾匚弧４送?，作為民間傳統(tǒng)藥物，真菌在中國、韓國、日本、印度等亞洲國家以及俄羅斯東部地區(qū)有著悠久的藥用歷史[9-12]，用于糖尿病、失眠、水腫、慢性疲勞綜合征等疾病的治療[13-16]。

隨著人類對(duì)天然產(chǎn)物資源的重視，食（藥）用真菌因特殊功效成為科學(xué)研究領(lǐng)域的熱門課題[17]，其特有的口感和療效依賴于所含化學(xué)成分的復(fù)雜性及生物活性物質(zhì)種類的多樣性[18]。由單一成分或幾個(gè)化合物對(duì)某種食（藥）用真菌進(jìn)行定性和定量評(píng)價(jià)，忽略了多種成分、機(jī)制的協(xié)同作用，難以全面衡量其品質(zhì)和療效?；瘜W(xué)指紋圖譜技術(shù)基于對(duì)物質(zhì)群整體作用的認(rèn)識(shí)，依據(jù)所含化學(xué)成分種類及含量，借助光譜和色譜等技術(shù)對(duì)化學(xué)成分進(jìn)行分析，能較充分反映出復(fù)雜混合體系特征性成分種類和含量的整體狀況[19]，已廣泛用于藥用植物[20-21]、真菌[22-23]和食品[24-25]的鑒別、質(zhì)量評(píng)價(jià)等方面研究。本文對(duì)化學(xué)指紋圖譜技術(shù)在食（藥）用真菌研究方面的國內(nèi)外現(xiàn)狀和進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為食（藥）用真菌的深入研究和開發(fā)利用提供有益參考。

1 光譜指紋圖譜

在食（藥）用真菌研究中，通過光譜技術(shù)得到的指紋圖譜包括紅外光譜指紋圖譜、拉曼光譜指紋圖譜、紫外光譜指紋圖譜、核磁共振指紋圖譜等。此類方法依據(jù)固體樣品或提取物所含化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)信息得到特征圖譜，對(duì)樣品中特定的化學(xué)成分進(jìn)行研究。

1.1 紅外光譜指紋圖譜

紅外光譜根據(jù)分子內(nèi)部原子間的相對(duì)振動(dòng)和分子轉(zhuǎn)動(dòng)等信息，確定物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而鑒定樣品所含化合物，從化學(xué)本質(zhì)上反映物質(zhì)的不同，是近年來迅速發(fā)展起來的無損檢測技術(shù)，具有專屬性強(qiáng)、操作簡便、同時(shí)測定多種組分等特點(diǎn)[26-28]。該技術(shù)已廣泛用于食（藥）用真菌特征性成分定性、定量分析及產(chǎn)地、物種鑒別等方面的研究。

趙德璋等[29]分析了5 種云南野生塊菌的紅外光譜，同時(shí)與多糖標(biāo)準(zhǔn)品的圖譜進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)塊菌樣品所含糖類物質(zhì)主要是β構(gòu)型多糖；此外，正常塊菌與霉變塊菌的吸收峰強(qiáng)度有明顯差異，表明塊菌變質(zhì)前后，其蛋白質(zhì)和糖類含量發(fā)生一定變化。通過直觀的紅外光譜圖比較，周繼國等[30]發(fā)現(xiàn)野生毛頭鬼傘的多糖特征吸收峰強(qiáng)度高于人工栽培品種，表明野生樣品的多糖含量明顯高于人工栽培樣品。Esquerre等[31]采用可見-近紅外光譜法對(duì)受到機(jī)械損傷的新鮮雙孢菇樣品進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)紅外圖譜能夠真實(shí)反映樣品化學(xué)成分的整體信息，二階導(dǎo)數(shù)光譜與原始圖譜相比，分辨能力明顯提高，通過波段篩選可得到特定物質(zhì)群組信息；光譜數(shù)據(jù)結(jié)合偏最小二乘回歸分析得出，機(jī)械損傷對(duì)雙孢菇化學(xué)成分有一定影響，與新鮮無損樣品差異明顯。整個(gè)分析過程簡便、有效，建立從整體到局部的分析過程。為了快速鑒別不同品牌發(fā)酵冬蟲夏草粉，Xu Ning等[32]結(jié)合近紅外光譜指紋圖譜與模式識(shí)別法構(gòu)建主成分-反向傳播人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判別模型，對(duì)供試樣品進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該方法能夠剔除無效化學(xué)信息和干擾信息，對(duì)樣品進(jìn)行區(qū)分，同時(shí)對(duì)未知種類樣品進(jìn)行預(yù)測。徐寧等[33]通過近紅外光譜法對(duì)發(fā)酵冬蟲夏草菌粉水分和腺苷進(jìn)行定量分析，采用篩選的特征波段建模，使得預(yù)測效果優(yōu)于全波段建模，提高了建模的有效性。此方法快速、無損，對(duì)冬蟲夏草粉生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制具有重要意義，為生產(chǎn)實(shí)踐中近紅外的在線檢測打下基礎(chǔ)。

紅外指紋圖譜技術(shù)針對(duì)化學(xué)成分整體信息的分析也有利于食（藥）用真菌產(chǎn)地、物種鑒別。在食用牛肝菌產(chǎn)地鑒別方面，周在進(jìn)等[34]比較分析了云南省5 個(gè)不同地區(qū)的野生雙色牛肝菌子實(shí)體紅外光譜，同時(shí)將光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，結(jié)果顯示，樣品能夠按照產(chǎn)地正確歸類，達(dá)到鑒別目的。亦有學(xué)者通過對(duì)不同產(chǎn)地商品靈芝進(jìn)行傅里葉變換紅外光譜分析，獲得具有指紋特征的紅外吸收波段，輔以聚類分析對(duì)靈芝樣品進(jìn)行鑒別分類[35]。為了對(duì)不同產(chǎn)地虎乳芝進(jìn)行鑒別研究，Choong等[36]通過傅里葉變換紅外光譜技術(shù)和二維相關(guān)紅外光譜法構(gòu)建指紋圖譜，探討樣品間的聯(lián)系與差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，二維相關(guān)紅外光譜能夠辨別原始光譜中的重疊信號(hào)，提高圖譜分辨率，更適用于虎乳芝的產(chǎn)地鑒別。采用相同的方法，馬芳等[37]對(duì)大別山和云南產(chǎn)區(qū)的茯苓皮進(jìn)行比較分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)產(chǎn)區(qū)茯苓皮中糖類物質(zhì)具有差異，產(chǎn)自大別山地區(qū)的樣品成分含量相似，云 南產(chǎn)區(qū)樣品所含 化學(xué)成分的含量有一定差別。汪虹等[38]分別建立了靈芝、大球蓋菇和4 個(gè)香菇菌株的傅里葉變換紅外光譜，發(fā)現(xiàn)3 種真菌特征圖譜具有一定差異，表明采用此方法可對(duì)不同種食（藥）用真菌進(jìn)行鑒別。時(shí)有明等[39]通過對(duì)比松茸和姬松茸子實(shí)體傅里葉變換紅外光譜，發(fā)現(xiàn)兩者光譜中大部分特征峰出現(xiàn)的頻率位置基本一致，結(jié)合系統(tǒng)聚類分析，能準(zhǔn)確將松茸和姬松茸樣品區(qū)分開，達(dá)到鑒別目的，為食用菌的快速鑒別和檢驗(yàn)提供一種有效的方法。

1.2 拉曼光譜指紋圖譜

拉曼光譜是基于拉曼效應(yīng)，對(duì)與入射光頻率不同的散射光譜進(jìn)行分析，得到物質(zhì)分子振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)方面信息，具有無需樣品前處理、分析速度快、靈敏度高、重現(xiàn)性好等特點(diǎn)[40]，為食（藥）用真菌的微量分析、質(zhì)量控制等方面提供一種方便可靠的新方法。

de Gussem等[41]建立了4 種乳菇屬真菌孢子的拉曼光譜指紋圖譜，通過圖譜比較得出，樣品所含化合物相似，均含有糖類、脂肪、麥角固醇等物質(zhì)，其中糖類化合物差異最大，藍(lán)綠乳菇與其他3 種乳菇屬真菌差別最為明顯。除此之外，王桂文等[42]利用拉曼鑷子技術(shù)研究單個(gè)紅菇擔(dān)孢子的主要成分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紅菇擔(dān)孢子的主要成分相似，經(jīng)過多年保存的孢子其主要成分不變，不同種類紅菇擔(dān)孢子的拉曼光譜基本相同，結(jié)合主成分分析發(fā)現(xiàn)，紅菇屬內(nèi)同種類的孢子無法區(qū)分。相比而言，de Gussem等[43]對(duì)裸腳菇屬、紅菇屬、蠟?zāi)?、乳菇屬、金錢菌屬及小菇屬共49 種真菌進(jìn)行拉曼光譜指紋圖譜分析研究，認(rèn)為拉曼光譜在食（藥）用真菌屬的分類研究方面具有一定可行性。分析圖譜發(fā)現(xiàn)，樣品所含化合物具有明顯差異，光譜通過Savitsky-Golay平滑、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量轉(zhuǎn)換及擴(kuò)展多元散射校正處理后，采用主成分分析及線性判別分析對(duì)圖譜數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，樣品可以被分為3 類，對(duì)屬的分類判別正確率為90%，在物種水平上分類效果較差。以上研究表明，拉曼光譜可用于分析食（藥）用真菌成分的變化，但是應(yīng)用于真菌分類的可能性有待進(jìn)一步探究。

1.3 紫外光譜指紋圖譜

紫外光譜是化合物的分子價(jià)電子在電子能級(jí)間躍遷所形成的帶狀光譜，得到的吸收曲線主要是與不同發(fā)色團(tuán)及化合物的共軛結(jié)構(gòu)有關(guān)[44-45]，具有指紋特征，可用于食（藥）用真菌的分析鑒別。

楊天偉等[46]分析了14 種牛肝菌菌蓋、菌柄的紫外指紋圖譜，發(fā)現(xiàn)紫外光譜信息結(jié)合主成分分析能區(qū)分同一牛肝菌的不同部位，表明牛肝菌不同部位對(duì)化學(xué)成分的累積能力不同，該研究首次采用紫外指紋圖譜對(duì)食用菌不同部位進(jìn)行鑒別分析，為食用菌的市場質(zhì)量控制提供理論依據(jù)。采用此法對(duì)不同產(chǎn)地、種類牛肝菌進(jìn)行鑒別分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，較夾角余弦而言，歐氏距離和主成分分析更適用于對(duì)樣品紫外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀，同時(shí)表明不同產(chǎn)地、種類牛肝菌的化學(xué)成分具有一定差異[47]。Li Yan等[48]通過構(gòu)建低極性成分紫外指紋圖譜，結(jié)合偏最小二乘判別分析和聚類分析，對(duì)云南3 個(gè)地區(qū)茯苓樣品進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相同產(chǎn)地樣品所含低極性成分相近，不同產(chǎn)地樣品差異較為明顯，此方法能夠快速鑒別茯苓產(chǎn)地，為藥用真菌鑒別分析提供參考。目前，紫外指紋圖譜對(duì)食（藥）用真菌的研究局限于定性分析，從定量角度對(duì)食（藥）用真菌品質(zhì)特征的研究未見報(bào)道。

1.4 核磁共振指紋圖譜

核磁共振是基于原子核對(duì)射頻電磁波輻射的吸收，產(chǎn)生核磁能級(jí)共振躍遷的譜學(xué)技術(shù)[49]，具有高度的特征性和重現(xiàn)性，測定速度快，可提供樣品初生和次生代謝產(chǎn)物的整體信息，但是靈敏度相對(duì)較低[50-51]，目前在食（藥）用真菌研究方面亦有相關(guān)報(bào)道。

Cho等[52]通過核磁共振指紋圖譜技術(shù)結(jié)合主成分分析對(duì)不同等級(jí)、烹飪前后的松口蘑進(jìn)行鑒別評(píng)價(jià)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同等級(jí)松口蘑能夠較好區(qū)分，膽堿、海藻糖、蘇氨酸、亮氨酸、琥珀酸、丙氨酸及富馬酸對(duì)生鮮樣品等級(jí)鑒別貢獻(xiàn)比較大，琥珀酸、海藻糖和富馬酸對(duì)鑒別經(jīng)過烹飪的不同等級(jí)松口蘑貢獻(xiàn)較大，該方法通過對(duì)松口蘑代謝產(chǎn)物的核磁共振氫譜進(jìn)行解析，全面客觀反映出樣品的差異，可作 為松口蘑質(zhì)量評(píng)價(jià)的輔助手段。Wen He等[53]比較分析了中國和韓國栽培靈芝的核磁共振圖譜，輔以正交偏最小二乘-判別分析，對(duì)兩個(gè)產(chǎn)地的樣品進(jìn)行區(qū)分，同時(shí)篩選出膽堿和丙氨酸作為標(biāo)記化合物，以期為進(jìn)一步的靈芝質(zhì)量控制提供一種全面、可靠的方法。針對(duì)冬蟲夏草的真?zhèn)舞b別，陳罡等[54]構(gòu)建了3 個(gè)不同產(chǎn)地野生冬蟲夏草、冬蟲夏草野生撫育品及其偽品水提物和醇提物核磁特征指紋圖譜，通過確定特征峰，考察圖譜相似程度，發(fā)現(xiàn)野生蟲草和冬蟲夏草野生撫育品圖譜具有高度相似性，表明其化學(xué)成分基本相同，此外，偽品與野生樣品差異明顯，能夠較好區(qū)分。該方法具有較強(qiáng)的特征性和專屬性，是鑒別冬蟲夏草及其偽品的有效方法。

2 色譜指紋圖譜

與光譜法相比，色譜指紋圖譜在食（藥）用真菌研究方面應(yīng)用較廣泛，包括薄層色譜指紋圖譜、液相色譜指紋圖譜、氣相色譜指紋圖譜及毛細(xì)管電泳指紋圖譜等。不同的色譜技術(shù)具有其特定的優(yōu)勢，針對(duì)不同樣品的性質(zhì)，可選擇合適的色譜方法。

2.1 薄層色譜指紋圖譜

薄層色譜是快速分離和定性分析少量物質(zhì)的一種重要實(shí)驗(yàn)技術(shù)，具有簡便、直觀、專屬性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但是受環(huán)境影響較大，重現(xiàn)性較差[55]。目前該方法主要用于食（藥）用真菌物種、真?zhèn)舞b別研究等方面。

米莉莉等[56]調(diào)查了不同產(chǎn)地天然蟲草及不同廠家人工菌粉（絲）共14 個(gè)樣品中核苷類成分的含量，同時(shí)進(jìn)行薄層色譜指紋圖譜研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，人工蟲草菌絲體中核苷類成分含量明顯高于天然蟲草，品種的差異也會(huì)引起核苷類成分的不同，此法為食（藥）用真菌的真?zhèn)舞b別提供參考。為探討赤芝及其近緣種的區(qū)別，丁平等[57]建立高效薄層色譜指紋圖譜對(duì)37 批樣品進(jìn)行分析比較，結(jié)合相似度分析和聚類分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，商品靈芝中混雜的靈芝近緣種在化學(xué)成分上與赤芝差別較大，表明除赤芝、紫芝外，其他靈芝近緣種均為代用品，不可做靈芝使用。此外，市場上作為靈芝類型的赤芝、紫芝同樣具有較大差異，是否考慮以后將赤芝與紫芝分開使用，有待進(jìn)一步深入研究。此法在藥用真菌安全、規(guī)范使用方面具有一定參考價(jià)值。

2.2 液相色譜指紋圖譜

液相色譜指紋圖譜在食（藥）用真菌研究方面應(yīng)用最為廣泛，具有分離效能高、選擇性好、檢測靈敏度高和操作自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)[58]，現(xiàn)階段，該技術(shù)主要依據(jù)指標(biāo)成分對(duì)供試樣品進(jìn)行量化分析，用于食（藥）用真菌產(chǎn)地、物種、部位鑒別及質(zhì)量評(píng)價(jià)等方面的研究。

俞忠明等[59]結(jié)合相似度分析及聚類分析對(duì)10 批不同產(chǎn)地火木層孔菌桑黃醇提物高效液相色譜指紋圖譜進(jìn)行研究，為有效地評(píng)價(jià)火木層孔菌桑黃的綜合質(zhì)量提供參考依據(jù)。王元忠等[60]利用反相高效液相色潽法對(duì)不同地區(qū)絨柄牛肝菌甲醇提取部位進(jìn)行研究，確定主要共有峰，進(jìn)而測定腺苷成分含量，發(fā)現(xiàn)該成分含量在不同樣品間具有差異，表明環(huán)境因素對(duì)樣品質(zhì)量有一定影響，同時(shí)為大型食（藥）用真菌的質(zhì)量控制提供一種分析方法。蔡林君[61]構(gòu)建不同產(chǎn)地、不同種桑黃樣品的高效液相色譜指紋圖譜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)樣品種內(nèi)相似度較高，種間差異大于產(chǎn)地差異。在靈芝產(chǎn)地鑒別方面，Chen Yi等[62]采用高效液相色譜技術(shù)建立6 個(gè)產(chǎn)地靈芝的指紋圖譜，篩選出4 個(gè)指標(biāo)成分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)樣品能夠按照產(chǎn)地來源進(jìn)行區(qū)分，不同產(chǎn)地樣品的品質(zhì)具有一定差異；何晉浙等[63]構(gòu)建不同產(chǎn)地靈芝樣品醇提生物活性物質(zhì)高效液相色譜指紋圖譜，基于整體性和模糊性的特點(diǎn)，對(duì)靈芝品質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，為靈芝原材料的優(yōu)選提供科學(xué)依據(jù)；Chen Yi等[64]采用兩性離子-親水相互作用液相色譜法分析靈芝中16 個(gè)核苷和堿基的含量，發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地的5 種靈芝樣品可以被區(qū)分開，表明該方法可用于靈芝活性成分的測定及質(zhì)量控制，為食（藥）用真菌的質(zhì)量研究提供理論依據(jù)。

在物種鑒別方面，楊炎等[65]利用反相高效液相色譜法同時(shí)分析食用菌中7 種有機(jī)酸，發(fā)現(xiàn)不同食用菌中有機(jī)酸的種類和含量均差異顯著（P＜0.05）。Barreira等[66]提取了30 種食（藥）用真菌甘油三酯類成分，建立高效液相色譜指紋圖譜，采用多元統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)樣品分別在物種級(jí)別和屬的級(jí)別上分類正確，表明液相色譜指紋圖譜結(jié)合甘油三酯類物質(zhì)的定向分析在食（藥）用真菌鑒別方面具有一定實(shí)用性。沈照鵬[67]采用高效液相色譜指紋圖譜比較分析了冬蟲夏草、蛹蟲草、高雄山蟲草、蟲花、球包蟲草以及冬蟲夏草種源相近的新型蟲草，同時(shí)進(jìn)行核苷成分測定，發(fā)現(xiàn)不同種屬蟲草樣品其活性成分組成及含量具有差異，然而尿苷、鳥苷和腺苷成分在蟲草各部分中含量均較高且穩(wěn)定，可以用作質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。通過高效液相色譜指紋圖譜技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，張景麗等[68]對(duì)不同種類靈芝菌株子實(shí)體進(jìn)行分類研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)供試樣品被分為紫芝、赤芝和美國大靈芝， 在一定程度上反映了三者之間的親緣關(guān)系。江麗青[69]比較了美芝、韓芝、日芝與川北靈芝的脂溶性成分液相指紋圖譜，發(fā)現(xiàn)樣品差別較為明顯。

除此之外，為了對(duì)茯苓不同藥用部位進(jìn)行鑒別及質(zhì)量評(píng)價(jià)，李 紅娟等[70]建立茯苓三萜酸類成分高效液相特征指紋圖譜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，白茯苓、赤茯苓和茯神中三萜酸類成分差異顯著，其中赤茯苓所含茯苓酸的含量最高，該研究為茯苓的質(zhì)量評(píng)價(jià)提供參考。亦有學(xué)者通過柱前衍生化反相高效液相色譜構(gòu)建不同產(chǎn)地、不同栽培方式靈芝子實(shí)體多糖部分酸水解產(chǎn)物的指紋圖譜，指認(rèn)10 個(gè)單糖特征峰，建立相應(yīng)的譜效關(guān)系多元線性方程，結(jié)果發(fā)現(xiàn)甘露糖為靈芝多糖促進(jìn)巨噬細(xì)胞增殖活性的負(fù)相關(guān)峰，半乳糖醛酸的含量越 高，對(duì)靈芝多糖促進(jìn)巨噬細(xì)胞增殖活性作用越大，該研究為靈芝多糖功效指紋圖譜的研究提供科學(xué)依據(jù)[71]。

2.3 氣相色譜指紋圖譜

氣相色譜法主要應(yīng)用于含揮發(fā)性成分較多的樣品，目前在食（藥）用真菌鑒別及質(zhì)量評(píng)價(jià)等方面使用也較為廣泛，針對(duì)食用菌風(fēng)味物質(zhì)的研究較多。

Marekov等[72]通過建立氣相色譜指紋圖譜，分析15 種食（藥）用真菌脂肪酸類物質(zhì)，同時(shí)對(duì)31 個(gè)脂肪酸成分進(jìn)行鑒定，篩選出3 種十六烯酸為供試樣品的特征成分，采用化學(xué)計(jì)量學(xué)分析圖譜數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)所有樣品在物種層面上分類正確。為鑒別評(píng)價(jià)不同產(chǎn)地冬蟲夏草，Guo Lianxian等[73]采用氣相色譜指紋圖譜技術(shù)對(duì)9 個(gè)產(chǎn)地共32 個(gè)樣品進(jìn)行分析，鑒定出17 個(gè)脂肪酸類化合物，通過文獻(xiàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，相比其他藥用真菌，冬蟲夏草總不飽和脂肪酸含量更高，根據(jù)此類物質(zhì)含量的差異，不同產(chǎn)地樣品可以較好區(qū)分，表明溫度和濕度等環(huán)境因素對(duì)樣品所含脂肪酸含量具有一定影響，提出脂肪酸在鑒別冬蟲夏草產(chǎn)地來源方面具有一定可行性。?ztürk等[74]提取烤制前后松乳菇和黃枝瑚菌的脂肪酸成分，建立氣相色譜指紋圖譜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無論樣品是否經(jīng)過烤制，所含棕櫚酸、硬脂酸、油酸和亞油酸均為主要脂肪酸成分，未經(jīng)過烤制的松乳菇所含營養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)含量更高，黃枝瑚菌與之相反，說明烘烤可能改變食用菌某些化學(xué)成分含量，黃枝瑚菌更適合烹飪后食用。

2.4 毛細(xì)管電泳指紋圖譜

毛細(xì)管電泳具有前處理相對(duì)簡單、分辨率高、成本較低、無污染等特點(diǎn)，是一種快速微量的分離分析手段，在對(duì)基質(zhì)復(fù)雜的樣品進(jìn)行分析和運(yùn)行費(fèi)用方面比高效液相色譜法及氣相色譜法有著極為突出的優(yōu)越性[75]，目前應(yīng)用于食（藥）用真菌定性、定量分析。

Yang Fengqing等[76]采用毛細(xì)管區(qū)帶電泳法同時(shí)測定9 種食用菌（馬勃、茶樹菇、黑牛肝菌、黃牛肝菌、松口蘑、木耳、茯苓、豬苓和銀耳）中的4 種核苷類化合物和3 種核苷酸，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，樣品的毛細(xì)管電泳色譜圖具有一定差異，茯苓、豬苓和銀耳中未檢出所測核苷及核苷酸成分，此外，馬勃中總核苷的含量最高。采用相同的方法，Hu Yuanyuan等[77]同時(shí)測定雞樅和豬肚菇中10 種單糖成分的含量，從定性、定量角度對(duì)樣品進(jìn)行研究，為食用菌單糖分析提供一種有效、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法。葉斌等[78]利用高效毛細(xì)管電泳技術(shù)建立人工蛹蟲草的指紋圖譜，為控制人工蛹蟲草內(nèi)在質(zhì)量提供有效手段。為鑒別冬蟲夏草及其偽品，古今等[79]建立高效毛細(xì)管電泳指紋圖譜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相比堿性蛋白提取法與酸性蛋白提取法，Tris-甘氨酸蛋白提取法更適于提取實(shí)驗(yàn)樣品，冬蟲夏草與亞香棒蟲草、地蠶的圖譜存在明顯差異，該法可作為冬蟲夏草及其偽品的有效鑒別方法。

3 多元化學(xué)指紋圖譜

多元化學(xué)指紋圖譜通過結(jié)合不同儀器的優(yōu)勢特征，彌補(bǔ)單一儀器自身存在的不足，從定性、定量角度綜合分析供試樣品，獲得樣品化學(xué)信息，進(jìn)一步表征復(fù)雜物質(zhì)體系整體化學(xué)特征，已逐漸用于食（藥）用真菌鑒別評(píng)價(jià)等方面的研究。

Chen Jianbo等[23]將紅外光譜法和拉曼顯微光譜法用于構(gòu)建茯苓塊和茯苓菌絲指紋圖譜，進(jìn)行鑒別分析。Xia Bing等[80]采用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)不同產(chǎn)地茯苓進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)地對(duì)茯苓代謝物有一定影響，同時(shí)，通過此法篩選出對(duì)樣品分類貢獻(xiàn)最大的10 種三萜類成分，達(dá)到鑒別 目的。為了對(duì)不同產(chǎn)地赤芝進(jìn)行區(qū)分，Chen Yi等[81]通過液相色譜-質(zhì)譜法研究3 個(gè)產(chǎn)地共29 批赤芝樣品，結(jié)果顯示，圖譜中有19 個(gè) 共有峰，與相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)比，初步鑒定出其中11 個(gè)共有峰，結(jié)合相似度分析發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)地不同導(dǎo)致赤芝的質(zhì)量具有差異，提出若要保證赤芝質(zhì)量一致，采集地點(diǎn)應(yīng)當(dāng)相對(duì)固定，表明液-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對(duì)藥用真菌鑒別評(píng)價(jià)具有一定可行性。除此之外，Wang Weihao等[82]利用超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)分析對(duì)茯苓不同部位進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，同時(shí)測定9 種三萜酸類成分含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，茯苓不同藥用部位能夠較好區(qū)分，去氫土莫酸等4種三萜類成分對(duì)鑒別茯苓不同部位貢獻(xiàn)最大，茯苓皮中所測三萜酸類成分的總含量高于白茯苓。為了探討產(chǎn)地對(duì)金針菇質(zhì)量的影響，Jing Pu等[83]結(jié)合傅里葉變換紅外光譜指紋圖譜與高效液相色譜指紋圖譜研究浙江、四川和福建地區(qū)金針菇子實(shí)體的多糖提取物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同產(chǎn)地金針菇子實(shí)體所含多糖成分具有一定差異。多種儀器聯(lián)用獲得樣品指紋圖譜，增加多種化學(xué)成分信息，更全面、綜合地反映樣品特征，在食（藥）用真菌研究方面具有一定優(yōu)勢。

4 指紋圖譜分析方法

化學(xué)指紋圖譜包含大量的數(shù)據(jù)信息，在得到圖譜的同時(shí)，提取、分析有用的化學(xué)信息，排除干擾顯得尤為重要。模式識(shí)別方法通過解析數(shù)據(jù)，最大限度提取有效信息，已廣泛應(yīng)用于化學(xué)指紋圖譜數(shù)據(jù)分析及模型建立，該方法主要包括監(jiān)督的模式識(shí)別和無監(jiān)督的模式識(shí)別。

4.1 監(jiān)督模式識(shí)別方法

監(jiān)督模式識(shí)別方法是將已知類別的樣本作為訓(xùn)練集，基于訓(xùn)練樣本建立分類器，使各類樣品達(dá)到最大分離，利用建立的參數(shù)模型預(yù)測未知樣本[84]。常用方法包括：線性判別分析（linear discriminant analysis，LDA）、偏最小二乘法（partial least squares，PLS）、偏最小二乘-判別分析（partial least square discriminant analysis，PLS-DA）、主成分回歸分析法（principal component regression，PCR）、簇類獨(dú)立軟模式分類法（soft independent modeling of class analogy，SIMCA）、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（artificial neural networks，ANN）和支持向量機(jī)（support vector machine，SVM）等[85-89]。

4.2 無監(jiān)督的模式識(shí)別方法

無監(jiān)督的模式識(shí)別方法未將描述的樣本特征量與分類屬性關(guān)聯(lián)起來，能夠?qū)?fù)雜的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過建模得到分類圖，進(jìn)行系統(tǒng)分析[90]。常用方法包括系統(tǒng)聚類分析（hierarchical clustering analysis，HCA）和主成分分析（principle component analysis，PCA）等[91-93]。

模式識(shí)別作為化學(xué)指紋圖譜研究的輔助手段，為圖譜信息挖掘提供了有力的方法和模型。但是，并非所有的模式識(shí)別方法均能充分反映樣品內(nèi)在化學(xué)物質(zhì)信息，選擇合適的分析方法解讀指紋圖譜信息顯得尤為重要?，F(xiàn)階段，仍未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和原則用以指導(dǎo)模式識(shí)別方法的選擇。

5 結(jié) 語

化學(xué)指紋圖譜從整體層面上反映樣品的化學(xué)成分信息，能夠最大程度綜合評(píng)價(jià)樣品質(zhì)量，是食（藥）用真菌研究領(lǐng)域中的有力手段。隨著分析技術(shù)的發(fā)展，多種指紋圖譜方法被用于食（藥）用真菌鑒別分析和質(zhì)量評(píng)價(jià)研究，尤其是儀器聯(lián)用技術(shù)也展現(xiàn)出其應(yīng)用于食（藥）用真菌研究方面的潛力。在研究過程中，指紋圖譜應(yīng)該被擴(kuò)展應(yīng)用的空間還是很大，單方面定性或定量分析仍顯不足，評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇、分析方法的優(yōu)化篩選、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系的建立仍是亟待解決的問題。深入開展指紋圖譜技術(shù)在食（藥）用真菌品質(zhì)鑒定、質(zhì)量控制方面的應(yīng)用研究，可為真菌資源合理開發(fā)利用提供更好的檢測手段和科學(xué)數(shù)據(jù)，將有效地推動(dòng)我國真菌產(chǎn)業(yè)健康、有序發(fā)展。

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Application of Chemical Fingerprint in Studies of Edible and Medicinal Mushrooms

LI Yan1,2, ZHANG Ji1, JIN Hang1,2, WANG Yuanzhong1,*
(1. Institute of Medicinal Plants, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Kunming 650200, China; 2. College of Traditional Chinese Medicine, Yunnan University of Traditional Chinese Medicine, Kunming 650500, China)

Chemical fingerprint is a widely applicable technology that can reflect the entire information on substances according to the comprehensive chemical compo nents and their contents. It also can overcome the limitation of qualitative and quantitative analyses of samples for just one or several compounds. This technique pl ays an important role in the species and geographical discrimination as well as quality evaluation of edible and medicinal mushrooms. In this review, the current status and progress in the applications of chem ical fi ngerprint in the studies of edible and medicinal mushrooms made by both domestic and foreign scholars have be en summarized. This review may provide

for the developmen t and utilization of edible and medicinal mushro oms.

edible and medic inal mushrooms; chemical fi ngerprint; pattern recognition

10.7506/spkx1002-6630-201601039

TS201.2

A

1002-6630（2016）01-0222-08

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2015-04-06

國家自然科學(xué)基金地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目（31460538）

李妍（199 0—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭常ㄋ帲┯谜婢Y源。E-mail：tuantuanyan0304@hotmail.com

*通信作者：王元忠（1981—），男，助理研究員，碩士，研究方向?yàn)樗幱弥参锖驼婢Y源。E-mail：boletus@126.com