基于數據挖掘探討含阿膠保健食品的組方規律及應用特點

張 嘯，吳春興，胡永生，王博龍

(宜春學院 化學與生物工程學院，江西 宜春 336000)

阿膠(Asini Corii Colla)為馬科動物驢(EquusasinusL.)的干燥皮或鮮皮經煎煮、濃縮制成的固體膠，具有補血滋陰、潤燥止血的功效.作為常用的藥食同源藥材，阿膠有“補血圣藥”的美譽；其始載于《神農本草經》，有阿膠“主心腹內崩，勞極灑灑如瘧狀，腰腹痛，四肢酸疼，女子下血，安胎，久服輕身益氣”的記述[1].兩千多年來阿膠及其制品在養生和臨床治療中應用廣泛，現代研究[2-3]表明阿膠中含有氨基酸、蛋白質、多糖等多種活性成分，在調節機體免疫系統、血液系統，緩解體力疲勞等方面具有確切作用.隨著人們保健意識的增強，保健類食品備受推崇；但目前尚無阿膠保健食品配伍規律及應用特點的文獻報道.基于此，本研究擬借助數據挖掘技術探討阿膠在保健食品中的應用及配伍規律，以期為阿膠的進一步開發利用提供參考.

1 資料與方法

1.1 數據來源

本研究以國家市場監管總局官網(https://www.samr.gov.cn/，SAMR)為數據來源，在特殊食品安全監督管理司的信息查詢板塊下的“高級查詢”界面以“阿膠”為關鍵詞，收集含阿膠的保健組方，并將涉及組方的名稱、原料組成、保健功能、適宜人群等重要信息錄入Microsoft Office Excel 2017表.

1.2 排除標準

排除規范前后僅含單味中藥的保健組方；剔除單個保健功能不在申報范圍內的組方；原料組成相同且功能、禁忌適宜等主要事項相同或相似的，應只計一次；其余產品以此類推.

1.3 數據規范

首先去除無藥理活性的原料，如藥用輔料、純化水、食品添加劑等，并保留營養補充劑，如維生素等.根據SAMR公布的保健食品功能申請范圍規范所涉組方的保健功能，如“抗疲勞”、“本品經動物實驗評價，具有緩解體力疲勞的保健功能”、“緩解體力疲勞”等統一為“緩解體力疲勞”.此外，根據2020版《中國藥典》及《中藥學》[4]規范組方中的中藥原料，如“阿膠珠”“阿膠粉”“阿膠提取物”統一規范為“阿膠”；“枸杞”“杞子”“枸杞子提取物”統一規范為“枸杞子”等.

1.4 數據處理

利用Microsoft Office Excel 2017表建立阿膠保健食品原料二分變量數據庫，并統計所涉組方的劑型、功效類別、原料使用頻次等.將組方的原料數據轉化為RefWords格式，借助VOSviewer 1.6.15軟件展示原料配伍關聯和不同保健功能間原料的配伍密度.利用IBM SPSS Modeler 18.0軟件的Apriori算法挖掘原料間潛藏的配伍組合，其參數設置為支持度≥0.1，置信度≥0.6，最大前項數為5.同時進行關聯規則可視化展示，并借助Origin 21.0軟件繪制關聯組合氣泡圖，以氣泡大小表示組合支持度，顏色變化代表置信度.

2 結果

2.1 劑型分析

通過篩選排除，共納入232個含阿膠保健食品，其中包括3個進口保健食品.所有食品共涉及原料167種，累積使用1 471次.統計顯示含阿膠保健食品涉及口服液、膠囊劑、顆粒劑、膏劑、漿劑等10種劑型(圖1).其中以口服液(96次，41.38%)最為普遍，膠囊劑(61次，26.29%)次之.

圖1 阿膠保健食品劑型分布

2.2 保健功能分析

統計表明，232個阿膠保健食品共涉及19種保健功能，主要保健功能詳見表1.其中以增強免疫力(85，36.64%)、改善營養性貧血(74，31.90%)最為常見.

表1 保健功能分布

2.3 不宜人群分析

統計顯示有183個阿膠保健食品不適用于兒童、嬰幼兒等未成年人；不適用孕期、哺乳期婦女及乳母的有128個.這表明大多數的阿膠保健品不適用于少年兒童、孕婦等特殊人群滋補；另有部分不適用于患有某種疾病或特殊體質的人群服用，如月經量過多者、婦科腫瘤患者.

2.4 原料配伍分析

將標準化后的原料組成數據導入VOSviewer 1.6.15 軟件后得到了阿膠保健食品配伍密度圖，其中紅、黃為主的暖色區為高密度區，藍、綠色為主的冷色區代表低密度區[5].由圖2可見，與阿膠配伍次數較高的原料有枸杞子(98次)、當歸(95次)、黃芪(89次)、大棗(85次)、黨參(57次)等.

圖2 阿膠保健食品配伍密度

2.5 功效類別分析

統計保健食品中所涉及中藥的功效類別，結果見表2，阿膠在保健食品中主要與補虛類、利水滲濕類、活血化瘀類、安神類中藥聯合使用.

表2 阿膠保健食品功效類別分析

2.6 關聯規則分析

利用IBM SPSS Modeler 18.0軟件的Apriori算法，依據設定的參數挖掘分析含阿膠保健食品組方中潛藏的配伍組合，從而總結出原料間的配伍聯系.結果得到原料組合43項，其中二項組合16項，三項組合22項，四項組合5項.兩項組合以“阿膠-枸杞子”“阿膠-當歸”“阿膠-黃芪”等支持度較高；三項組合中“阿膠-黃芪-當歸”的支持度最高；“阿膠-黨參-黃芪-當歸”在四項組合中的支持度最高，見表3～表5.其關聯網絡可視化見圖3，圓形節點代表中藥，連線的粗細表示關聯程度強弱.可見阿膠與枸杞子、當歸、黃芪、大棗等原料密切關聯.

表3 兩項組合關聯規則

表4 三項組合關聯規則

表5 四項組合關聯規則

圖3 關聯規則可視化

2.7 配伍分析舉隅

表1顯示具有增強免疫力、改善營養性貧血功能(多項功能中含有其一則統計在內，下同)的阿膠保健食品數量最多，分別有104個、90個，故以它們為代表分析阿膠在其中的配伍規律.

2.7.1 配伍密度分析

統計顯示，具有增強免疫力功能的保健食品共涉及原料110種，累計使用618次；具有改善營養性貧血功能的保健食品共涉及原料99種，累計使用612次.將標準化處理的原料組成數據導入VOSviewer 1.6.15 軟件分別得到的兩種保健功能的原料配伍密度圖(圖4)，根據顏色變化可知，在增強免疫力方面，阿膠與黨參、大棗、當歸、熟地黃、茯苓、人參等配伍密度較高；而黃芪、黨參、枸杞子、大棗、熟地黃、葡萄糖酸亞鐵等，則是阿膠改善營養性貧血的關鍵配伍(圖5).

圖4 增強免疫力配伍密度

圖5 改善營養性貧血配伍密度

2.7.2 組方關聯分析

運用Apriori 算法分析兩種主要保健功能處方中阿膠的組合規律，設置支持度≥ 10%，置信度≥60%，最大前項數設定為5.如圖6、圖7所示，增強免疫力、改善營養性貧血中藥關聯組合的最小支持度分別為16.3%和27.7%，最大支持度為49.0%和56.7%.支持度越高，對應關聯組合的出現頻率越高，由氣泡大小和顏色變化可知，不同保健功能間的原料關聯與密度分析基本一致.

圖6 增強免疫力關聯組合氣泡圖

圖7 改善營養性貧血關聯組合氣泡圖

3 討論

隨著生活水平的提高，人們的保健意識持續增強，保健食品市場不斷擴容，中藥保健食品猶如雨后春筍越來越多[6].阿膠性平味甘，入肺、肝、腎經，具有補血、滋陰、潤肺、止血等功效，既可用于治療出血諸癥又可用于補益，自古以來即為藥食兩用之品.《傷寒雜病論》取其滋陰補血、安胎止血之功效而組成不同方劑應用于臨床.研究[7-8]顯示，阿膠中含有蛋白質、氨基酸、糖類等多種有效成分，具有調節免疫、提高白細胞數量、抗氧化、抗疲勞等不同保健作用.此外，藥理研究[9]還發現阿膠在抗衰老、增加骨密度等方面也有一定作用.本文檢索獲得232個阿膠保健食品組方，以國內申請占比最多，口服液、膠囊是其主要劑型，這些劑型攜帶、服用較為方便，易于被消費者所接受.同時，也出現了膏劑、沖劑、飲料等更加貼近食品的劑型.

分析含阿膠保健食品的功效，發現隨著配伍中藥的不同，其功效多達19種，但最主要的功效是作為補益劑增強機體免疫力及改善營養性貧血，所配伍的中藥也多為補虛藥、利水滲濕藥、活血化瘀藥等，其中補虛藥的使用最為頻繁.補虛藥可分為補氣藥、補陽藥、補血藥和補陰藥，是補益人體氣血陰陽之不足、主治虛弱證候的藥物[10].凡身體健康，并無虛弱表現者不宜服用補虛藥，以免犯虛虛實實的錯誤，導致機體陰陽平衡失調[11]，故嬰幼兒、兒童等人不宜服用含阿膠的保健食品.此外，實邪方盛正氣未虛者，也要以祛邪為主不宜進補，以免誤補益疾，故患有腫瘤等疾病或特殊體質的人也不宜服用含阿膠保健食品.

基于VOSviewer軟件和Apriori算法獲得了兩種主要功效保健食品的原料配伍密度及關鍵組合.在增強免疫力方面，阿膠與黨參、大棗、當歸、熟地黃、茯苓、人參等配伍密度較高；阿膠-枸杞子、阿膠-大棗、枸杞子-大棗、阿膠-當歸、阿膠-大棗-枸杞子等中藥組合的支持度較高.現代醫學認為免疫力是機體自動識別和消滅外來侵入病毒、細菌等的能力.韓晶[12]篩選不同細胞系發現阿膠對免疫細胞具有特異性的抗凋亡、抗氧化應激作用.枸杞子可通過受體識別和腸道菌群調節發揮增強免疫力的作用[13-14].作為常用的補虛藥，大棗含有多種營養成分，具有增強免疫力、抗過敏反應、保護肝臟等多種藥理作用[15].人參為百草之王，賈執瑛等[16]研究顯示其有效成分人參皂苷及人參多糖在增強機體免疫力和緩解體力疲勞方面也具有顯著療效.在改善營養性貧血方面，黃芪、黨參、枸杞子、大棗、熟地黃、葡萄糖酸亞鐵等是阿膠改善營養性貧血的關鍵配伍.阿膠-當歸、阿膠-大棗、阿膠-黃芪-當歸等中藥組合在改善營養性貧血時更為常用.韓蕭茜等[17]發現具有改善營養性貧血的功能保健食品中，阿膠、當歸、黃芪、大棗及其提取物，以及鐵劑是核心原料.阿膠可刺激外周血液中血小板再生，提高骨髓造血干細胞的功能[18].黃芪和當歸更是兩味常用的益氣補血藥，“金元四大家”之一的李東垣將兩者以5∶1比例組成了益氣補血名方——當歸補血湯，至今仍廣泛應用于貧血治療[19].

綜上所述，本研究基于數據挖掘系統分析了含阿膠保健品組方的劑型、保健功能、原料配伍等，總結了其發揮不同保健功能的關鍵原料配伍，對阿膠保健食品后續研發提供了科學依據.