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Application of fuzzy mathematics on modifying taste of oral
solution of traditional Chinese drug

模糊数学在中药口服液矫味中的应用



全 文 :

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Vol.34,Issue 2
January,2009
第 34 卷第 2 期
2009 年 1 月
模糊数学在中药口服液矫味中的应用
王优杰,冯 怡*,章 波
(上海中医药大学 中药现代制剂技术教育部工程研究中心,上海 201203)
[摘要] 目的:利用模糊数学法筛选中药口服液最佳矫味配方。方法:以金复康口服液为研究对象,利用模糊数学综合
评价方法,对添加不同矫味配方的金复康口服液口感进行评价。结果:三氯蔗糖与赤藓糖醇组成的复合甜味剂为中药金复康
口服液最佳矫味配方。结论:模糊数学综合评价方法可以用于中药制剂的感官评价,克服了人为主观因素的影响,获得比较
客观的结论。
[关键词] 模糊数学;中药口服液;矫味
中药口服液因服用方便、吸收迅速、生物利用
度高越来越受到医药界的重视,但口服液的味道、
气味、口感直接影响病人尤其是小儿服药的顺应
性。本课题组一直致力于中药口服制剂口感改善的
研究,不同口感的制剂采用不同的矫味或掩味处理
技术,达到降低苦度、改善口感,提高服用顺应性
的目的。
在制剂的口感质量评价中,感官评价起着主导
作用,理化检测处于从属地位。而人的感觉受主观
因素影响大,语言表达感觉具有模糊性,所以对感
官特性的评价很难用精准的数据表达,比如对口味
属于某一等级的判断往往只能用“很好”、“较好”、
“较差”、“很差”等模糊概念来表达,影响评价的客
观性。通过模糊综合评价法处理评判人员的得到的
感官评价,可获得一个综合而且比较客观的结果。
模糊综合评价法是以模糊数学隶属理论为基
础、把定性评价转化为定量评价的一种新方法[1],
是一种以模糊推理为主的定性和定量相结合、精确
与非精确相统一,将模糊信息数值化以进行定量评
价的方法。模糊数学自 20 世纪 60 年代美国控制论
专家 L A ZADEH 首先提出以来,在短短的几十年
中,模糊综合评价方法已日趋完善并在各行各业得
到广泛的应用。比如筛选苦荞麦食品配方[2],综合

[收稿日期] 2008-05-05
[基金项目] 上海市教委重点学科项目(J50302)
[通信作者] *冯怡,Tel:(021)51322493,Fax:(021)51322491,
E-mail:fvi@vip.sina.com
[作者简介] *王优杰,Tel:(021)51322491,Fax:(021)51322491,
E-mail:shutcmyo@163.com
评定不同来源发酵剂制得的酸奶感官质量[3],设备
招标评标[4],评估能源消耗[5]等等。
目前制剂的感官品质越来越受到关注,对感官的
评价虽然已经出现电子舌、电子鼻等电子传感器的应
用,但仍然不成熟,并不能完全模拟或代替人的味觉
感受器。人工品尝后对结果的模糊评价统计分析依然
是比较可靠的方法。作者以江西上饶一村生产的金复
康口服液为研究对象,将模糊综合评价方法用于中药
掩味技术评价中,得到了较好的结果。
1 试药
金复康提取液(上饶一村制药提供,提取后加
防腐剂未加任何矫味剂)。
甜味剂:阿司巴甜(228394710 上海达盛食品有
限公司),甜菊糖苷(20070426281 上海达盛食品有
限公司),AK 糖(20061824),甜蜜素(20070117);
糖精钠(20061211),三氯蔗糖(20070412)以上 4
种甜味剂购自上海万化工贸有限公司;甘草甜素
(20060703,自制),赤藓糖醇(20070415 食味添上
海贸易有限公司),山梨醇(20060305 食味添上海
贸易有限公司)。
苦味抑制剂:大豆卵磷脂 (20060314,德国
degussa)、5’-AMP (20070315 上海新浦化工厂有限
公司)。
芳香剂:菠萝香精(KF2402012)、红枣香精
(TB06112101)、牛奶香精(B06091301)、粉末巧
克力香精(TB5701012)、荔枝香精(TB06112101)、
绿茶粉末香精(J030914)、草莓香精(KF240211)、
桂花香精(KF220318)以上香精由上海华宝孔雀香


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精香料科技有限公司提供;红茶粉末香精
(XP070604)、杏仁香精(EL-039)由依伦上海香
精香料有限公司提供。
2 初步筛选方法及结果
2.1 添加矫味剂 取适量金复康提取液,加入不同
的矫味剂(包括甜味剂、芳香剂、苦味阻滞剂[6]),
以改善口服液口感。
2.2 初评方法及结果 由 2 个人同时口尝矫味后
金复康提取液的口感,各自评价并记录真实感受。
如对同一样品的口感的评价差异较大,则再另增加
两人评价。
结果显示,分别添加阿斯巴甜、三氯蔗糖、三
氯蔗糖和菠萝香精、三氯蔗糖和赤藓糖醇、阿斯巴
甜和大枣香精、阿斯巴甜和菠萝香精,可以对金复
康提取液的口感有所改善。
3 用模糊综合评价法设计口感评价方法
首先确定构成样品质量的因素及对各因素的
评价,并确定各质量因素的权重系数,然后由相关
专业评议组综合填写品评表,最后根据品评结果进
行矩阵合成分析得出结论。
3.1 样品编号 对初步筛选出的对口服液有改善
作用的矫味剂配方进行编号。1. 未矫味金复康提取
液;2. 单用三氯蔗糖矫味的金复康提取液;3. 单
用阿斯巴甜矫味的金复康提取液;4. 三氯蔗糖和赤
藓糖醇矫味的金复康提取液;5. 阿斯巴甜和菠萝香
精矫味的金复康提取液;6. 三氯蔗糖和菠萝香精矫
味的金复康提取液;7. 阿斯巴甜和大枣香精矫味的
金复康提取液。
3.2 确定样品评定论域 在感官检验食品的质量
时,常选择几个最能反应食品质量的指标设为论
域。该口服液的口感指标主要由滋味、香气、异味、
质感、色泽五个因素构成,则感官质量指标集,即
因素集 X=(滋味、香气、异味、质感、色泽)。
口感评价等级按很差、差、中等、好、很好评
定。则感官质量评语集,即评语集 Y=(很差、差、
中等、好、很好)。
3.3 确定权重 采用强制决定法[7],确定各质量因
素的权重分别为:滋味(0.300)、香气(0.225)、
异味(0.250)、质感(0.125)、色泽(0.100),即
A=(0.300,0.225,0.250,0.125,0.100),具体分
析见表 1。
表 1 质量因素权重设置
比较结果 评价
因素 滋味 香气 异味 质感 色泽
得分
/uⅰ
权重
/Uⅰ
滋味 x 3 2 3 4 12 0.300
香气 1 x 2 3 3 9 0.225
异味 2 2 x 3 3 10 0.250
质感 1 1 1 x 2 5 0.125
色泽 0 1 1 2 x 4 0.100
合计(∑uⅰ) 40 1.000

3.4 口尝评议及结果统计 由 20 人组成评议组,
互相不干扰地对每一样品按其质量特性逐一进行
单因素评价,汇总结果见表 2。
表 2 口感评价结果
滋 味 香 气 异 味 质 感 色 泽
No.
很好 好 中 差 很差 很好 好 中 差 很差 很好 好 中 差 很差 很好 好 中 差 很差 很好 好 中 差 很差
1 0 0 2 13 5 0 0 1 10 9 0 0 0 13 7 2 3 5 6 4 3 4 10 2 1
2 5 4 7 3 1 0 0 3 10 7 3 2 1 10 4 2 3 6 5 4 3 3 10 2 2
3 5 5 8 1 1 0 0 4 9 7 2 2 2 11 3 3 2 5 5 5 4 5 9 1 1
4 7 6 5 2 0 8 7 4 1 0 6 6 6 1 1 4 3 6 5 2 4 6 8 1 1
5 6 5 5 3 1 9 7 5 0 0 7 7 5 1 0 3 3 6 4 4 4 5 8 2 1
6 10 8 2 0 0 2 2 4 8 4 10 6 4 0 0 5 4 5 3 3 5 5 6 3 1
7 6 7 5 2 0 10 8 2 0 0 9 8 3 0 0 4 5 6 3 2 5 6 6 2 1
权重 0.300 0.225 0.250 0.125 0.100
将表 3 中各样品的质量因素各等级所得票数折
算成赞成的比率,联合各样品所有因素的评价结
果,得到形如 Rj 的模糊矩阵:
其中 j=1,2,3,4,5,6,7 为样品编号,i=1,
2,3,4,5 为 5 个质量因素,rⅰ1,rⅰ2,rⅰ3,rⅰ4 ,
rⅰ5 分别为第 1 个评价因素各评价等级所得票数折
算成赞成的比率。
根据模糊变换原理[8]:B=AR,则有第 j 号样品


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31 32 33 34 35
1 2 3 4 5
...
j
i i i i i
r r r r r
r r r r r
R r r r r r
r r r r r
⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥= ⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦

例如 1 号样品:
1
0.000 0.000 0.100 0.650 0.250
0.000 0.000 0.050 0.500 0.450
0.000 0.000 0.000 0.650 0.350
0.100 0.150 0.250 0.300 0.200
0.150 0.200 0.500 0.100 0.050
R
⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥= ⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦

的综合评价结果:Bj=ARj,于是 1 号样品的综合评
价结果 B1=AR1=(0.300,0.225,0.250,0.125,0.100)
R1=(0.100,0.125,0.125,0.300,0.250),按最
大–最小值法求得。同理可得:
B2=(0.250,0.200,0.300,0.250,0.200)
B3=(0.250,0.250,0.300,0.250,0.225)
B4=(0.300,0.300,0.250,0.125,0.100)
B5=(0.300,0.250,0.250,0.150,0.125)
B6=(0.300,0.300,0.200,0.225,0.200)
B7=(0.300,0.300,0.250,0.125,0.100)。
经归一化修正后:
B1'=(0.111,0.139,0.139,0.333,0.278)
B2'=(0.208,0.167,0.250,0.208,0.167)
B3'=(0.196,0.196,0.235,0.196,0.176)
B4'=(0.279,0.279,0.233,0.116,0.093)
B5'=(0.279,0.233,0.233,0.140,0.116)
B6'=(0.245,0.245,0.163,0.184,0.163)
B7'=(0.279,0.279,0.233,0.116,0.093)。
其中 B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7 的峰值分别
为 0.333,0.250,0.235,0.279,0.279,0.245,0.279,
即为综合评定结果。
对各样品峰值出现的位置进行比较:1 号样品
的峰值出现在“差”,占 33.3%;2 号样品的峰值出
现在 “中等”,占 25%;3 号样品的峰值也出现在
中等,占 23.5%;4 号样品的峰值出现“很好”及
“好”,均有 27.9%人趋于这个评价,5 号样品的峰
值出现在“很好”的占 27.9%,出现“好”占 23.3%,
6 号样品的峰值出现在“很好”及“好”,各有 24.5%
的趋向性,7 号样品的峰值出现在“很好”及“好”,
各有 27.9%的趋向性。其名次排列顺序是 7=4>5>
6>2>3>1。
结果显示样品 4 三氯蔗糖和赤藓糖醇矫味的金
复康提取液和样品 7 阿斯巴甜和大枣香精矫味的金
复康提取液的口感最好。
4 讨论
分析结果显示,7 号样品与 4 号样品效果最好。
但是最终选择了 4 号样品配方,即三氯蔗糖与赤藓
糖醇组成的复合甜味剂。首先,因为三氯蔗糖的价
格是阿斯巴甜的 1/3,且用量仅为阿斯巴甜的 0.45
倍,可以大大降低生产成本。其次,阿斯巴甜对热
不稳定,在 80 ℃即失去甜味,且不适用于苯丙酮
尿症患者服用。而三氯蔗糖性质稳定,是目前所有
强力甜味剂中性质最稳定的一种,其结晶产品在 20
℃的干燥条件下可贮藏 4 年。在水溶液中,在饮料
中(pH 3~5)和通常温度下,可以储藏 1 年以上
时间而不发生任何变化。再者,不同厂家生产的香
精品质差异很大,高甜度的糖与香精复配,对原料
来源要求高,不适合生产化操作,因此优先选择复
合甜味剂。
采用模糊数学中的模糊综合评价法对金复康的
矫味配方感官评价进行分析,不仅能客观地反映金
复康口服液的内在品质,也能使定性描述定量化。
模糊集合理论和数学模型在理论体系上是严密的,
计算方法和过程是正确的,可以作为配方筛选的重
要依据。
评价中部分样品出现双峰现象,分析原因可能
是由于组成评定组的人数还不够,有待进一步试验
的确认。
[参考文献]
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第 34 卷第 2 期
2009 年 1 月

Application of fuzzy mathematics on modifying taste of oral
solution of traditional Chinese drug

WANG You-jie,FENG Yi*,ZHANG Bo
(Engineering Research Center of Modern Preparation Technology of Traditional Chinese Medicine,Ministry of Education,
Shanghai University of Traditional Chinese Medicine,Shanghai 201203,China)

[Abstract] Objective:To apply Fuzzy mathematical methods to choose the best taste modifying prescription of oral solution
of traditional Chinese drug. Method:Jin-Fukang oral solution was used as a model drug. The oral solution was prepared in different
taste modifying prescriptions,whose tastes were evaluated by the fuzzy quality synthetic evaluation system. Result:
Compound-sweeteners with Sucralose and Erythritol was the best choice. Conclusion:Fuzzy integrated evaluation can be used to
evaluate the taste of traditional Chinese medicinal pharmaceuticals,which overcame the artificial factors and achieve more objective
conclusion.
[Key words] fuzzy mathematics;oral solution of Chinese drug;taste modifying
[责任编辑 鲍 雷]



封面图片简介
党参为桔梗科植物党参 Codonopsis pilosula (Franch.) Nannf.、素花党参 Codonopsis pilosula Nannf.var.
modesta (Nannf.) L. T. Shen 或川党参 Codonopsis tangshen Oliv.的干燥根。别名:潞党参、汶党参、晶党参、
台参、仙草根、叶子菜。多年生草质缠绕藤本,生于海拔 300~1 500 m 土质肥沃的山坡、林缘、疏林灌丛、
路旁及小河旁,常聚生成片生长。分布于中国东北、内蒙古、华北各省区;朝鲜、日本、俄罗斯(远东地
区)。
全株以根部入药,味甘,性平。具益气,补中,生津等功效。主治脾胃虚弱、肢体无力、气血两亏、
食少、久泻、肺气不足、贫血心悸、口渴、脱肛、子宫脱垂等。
现代研究表明其含多糖、酚类、甾醇、挥发油、黄芩素葡萄糖苷、皂苷及微量生物碱等有效成分。具
有增强机体免疫,增强造血功能,抗应激,改善心血管系统等药理作用。

(周 繇)