葉黃素在保健食品中的處方規(guī)律和功效分析

李 想，孫思琪，劉曉云，任雪陽(yáng)，王 宇，董 英，馬嘉慕，宋若蘭，王秀環(huán)，折改梅

（北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，北京 102488）

葉黃素（xanthophylls）屬于類胡蘿卜素家族，含有兩個(gè)不同的紫羅酮環(huán)，無(wú)維生素A活性，廣泛存在于蔬菜、水果和花卉中。葉黃素是構(gòu)成人眼視網(wǎng)膜黃斑區(qū)的重要色素[1]，且廣泛存在于大腦的各個(gè)部分，其濃度與大腦發(fā)育和認(rèn)知功能呈正相關(guān)[2]。人眼視網(wǎng)膜黃斑色素中主要的兩種葉黃素是葉黃素（lutein）和玉米黃質(zhì)（zeaxanthin），互為同分異構(gòu)體，不同點(diǎn)是其中一個(gè)紫羅酮環(huán)的雙鍵位置不同[3]。研究表明，葉黃素對(duì)老年性黃斑退化病和白內(nèi)障等視力疾病有防護(hù)作用，還可緩解視疲勞，對(duì)眼漲、眼痛、畏光、視力模糊、眼干澀等癥狀有改善作用[4]；玉米黃質(zhì)有保護(hù)視力[5]、預(yù)防心血管疾病、預(yù)防癌癥和增強(qiáng)免疫力[6]等生理作用。目前，葉黃素已廣泛用于醫(yī)藥、保健食品、化妝品、飼料等領(lǐng)域[7]。本研究通過(guò)對(duì) 目前已上市的葉黃素保健食品配方和已公布的葉黃素保健食品專利中出現(xiàn)的原料進(jìn)行頻數(shù)分析，并結(jié)合SPSS Modeler Version 18.0軟件，針對(duì)葉黃素在保健食品中的應(yīng)用規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)梳理，旨在為更精準(zhǔn)、有效地開發(fā)葉黃素提供一定科學(xué)依據(jù)。

1 方法

1.1 葉黃素保健食品配方信息收集

1.1.1 檢索策略 以藥智網(wǎng)（https://db.yaozh.com/）-食品-保健食品處方數(shù)據(jù)庫(kù)中已公開的信息為數(shù)據(jù)來(lái)源，以葉黃素為主要原料進(jìn)行檢索，整理檢索結(jié)果，建立葉黃素保健食品配方數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.1.2 納入標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)據(jù)來(lái)源中的保健食品已公布其主要原料和保健功能，且保健功能與《市場(chǎng)監(jiān)督管理局關(guān)于征求調(diào)整保健食品保健功能意見(jiàn)的公告》中涉及的條目有關(guān)。

1.2 葉黃素保健食品專利信息收集

1.2.1 檢索策略 于國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站（http://epub.sipo.gov.cn）專利高級(jí)查詢界面勾選“發(fā)明授權(quán)”、“發(fā)明公布”及“實(shí)用新型”，時(shí)間自建庫(kù)至2020年12月13日，名稱字段分別為“葉黃素 and保健”、“葉黃素 and 保健食品”關(guān)鍵詞組合，整理檢索結(jié)果。于中國(guó)知網(wǎng)（https://www.cnki.net/）以“葉黃素 and 保健食品”、“葉黃素 and 緩解視疲勞”、“葉黃素 and 抗氧化”、“葉黃素 and 增強(qiáng)免疫力”和“葉黃素 and 對(duì)輻射危害有輔助保護(hù)功能”為主題檢索，整理檢索結(jié)果，建立葉黃素保健食品專利數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.2.2 納入標(biāo)準(zhǔn) （1）專利屬于保健食品技術(shù)領(lǐng)域、保健食品領(lǐng)域、保健品領(lǐng)域、中藥保健品技術(shù)領(lǐng)域、食品保健品技術(shù)領(lǐng)域、保健品和醫(yī)藥領(lǐng)域、醫(yī)療保健技術(shù)領(lǐng)域等與保健食品相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域；（2）專利屬于保健食品、保健品、功能食品、營(yíng)養(yǎng)食品；（3）專利中的產(chǎn)品具有明確保健功能，即屬于《市場(chǎng)監(jiān)督管理局關(guān)于征求調(diào)整保健食品保健功能意見(jiàn)的公告》中的《首批擬調(diào)整功能生成表述的保健功能》涉及的條目；（4）專利中的產(chǎn)品具有保健功能，即與《市場(chǎng)監(jiān)督管理局關(guān)于征求調(diào)整保健食品保健功能意見(jiàn)的公告》中涉及的條目有關(guān)。

1.2.3 排除標(biāo)準(zhǔn) （1）專利屬于食品加工領(lǐng)域、食品精加工領(lǐng)域、食品制備領(lǐng)域、壓片糖果技術(shù)領(lǐng)域、酵素生產(chǎn)領(lǐng)域、酒釀技術(shù)領(lǐng)域、飲料技術(shù)領(lǐng)域，或產(chǎn)品屬于食品、調(diào)味品等；（2）專利屬于海洋藥物領(lǐng)域、醫(yī)藥領(lǐng)域，或產(chǎn)品屬于藥物，具有明確的治療作用；（3）專利屬于飼料生產(chǎn)領(lǐng)域；（4）專利屬于外用制劑，如面膜、噴霧劑、按摩油等；（5）專利涉及提取、制備和檢測(cè)等技術(shù)；（6）專利中產(chǎn)品的功能與《市場(chǎng)監(jiān)督管理局關(guān)于征求調(diào)整保健食品保健功能意見(jiàn)的公告》中的條目無(wú)關(guān)。

1.3 數(shù)據(jù)規(guī)范與錄入

對(duì)于某原料和該原料的提取物，兩者合為一種記錄即原料（提取物）；涉及的原料包括中藥原料類和非中藥原料類，統(tǒng)計(jì)時(shí)將中藥及中藥提取物歸為中藥原料類；同種原料但是名稱不同，統(tǒng)一為相同名稱，如“玉米黃質(zhì)”和“ （3R,3’R）-二羥基-β-胡蘿卜素”統(tǒng)一稱為“玉米黃質(zhì)”；對(duì)于葉黃素類原料（“葉黃素”、“葉黃素酯”、“玉米黃質(zhì)”），含有其中一種或兩種及以上時(shí)，統(tǒng)一為“葉黃素”；需剔除重復(fù)的關(guān)鍵詞，如將“葉黃素粉（葉黃素、淀粉）”替換為“葉黃素”（原料列）和“淀粉”（輔料列）；原料未指明具體種類者以“維生素”、“礦物質(zhì)”、“水果”等詞語(yǔ)概括；根據(jù)《市場(chǎng)監(jiān)督管理局關(guān)于征求調(diào)整保健食品保健功能意見(jiàn)的公告》，規(guī)范數(shù)據(jù)庫(kù)中配方和專利的保健功能名稱。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

1.4.1 頻數(shù)分析 分別建立葉黃素保健食品配方數(shù)據(jù)庫(kù)和葉黃素保健食品專利數(shù)據(jù)庫(kù)。將配方和專利信息錄入Microsoft Excel 2019進(jìn)行頻數(shù)分析，包括原料種類、原料使用頻次、產(chǎn)品保健功能和劑型。

1.4.2 網(wǎng)絡(luò)圖分析 采用SPSS Modeler 18.0軟件對(duì)分別葉黃素保健食品配方數(shù)據(jù)庫(kù)和葉黃素保健食品專利數(shù)據(jù)庫(kù)中的除葉黃素之外的原料進(jìn)行關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)圖分析，揭示高頻原料之間的相關(guān)性。

1.4.3 關(guān)聯(lián)分析 采用SPSS Modeler 18.0軟件關(guān)聯(lián)規(guī)則Apriori算法分別對(duì)葉黃素保健食品配方數(shù)據(jù)庫(kù)和葉黃素保健食品專利數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選出的除葉黃素以外的原料進(jìn)行關(guān)聯(lián)度分析，尋找支持度≥10.0 %、置信度≥50 %、前項(xiàng)數(shù)≤5 %[8]。

2 結(jié)果

2.1 整體情況分析

2.1.1 配方及常用原料 共收集到含葉黃素的保健食品83個(gè)，全部為公開配方。保健食品處方組成分析見(jiàn)圖1。用藥頻次分析表明，除葉黃素外，葉黃素保健食品數(shù)據(jù)庫(kù)中共涉及原料52種，累計(jì)頻次259次。共涉及中藥原料11味，累計(jì)頻次38次。使用頻次≥10的原料有11種，涉及中藥原料2味。

共收集到與葉黃素保健功能相關(guān)的專利321項(xiàng)，通過(guò)剔除重復(fù)和篩選規(guī)則，最終篩選出190項(xiàng)，全部為公開配方，其中5項(xiàng)專利所用原料不確定。保健食品專利組成分析見(jiàn)圖2。通過(guò)用藥頻次分析發(fā)現(xiàn)，除葉黃素外，葉黃素保健食品專利數(shù)據(jù)庫(kù)中涉及原料250種，累計(jì)頻次923次。共涉及中藥原料71種，非中藥原料179種。使用頻次≥15的原料有15種。使用頻次≥10的中藥原料有5味。

圖2 葉黃素保健食品專利組成分析

2.1.2 保健功能 我國(guó)批準(zhǔn)的保健食品一般有1～2種功能。葉黃素保健食品配方數(shù)據(jù)庫(kù)中申報(bào)1 種保健功能的保健食品共72個(gè)，申報(bào)2 種保健功能的保健食品共9個(gè)，共涉及緩解視疲勞、增強(qiáng)免疫力、抗氧化、對(duì)輻射有保護(hù)作用4個(gè)功能，見(jiàn)圖3 A。葉黃素保健食品專利數(shù)據(jù)庫(kù)中，主要涉及緩解視疲勞、抗氧化、增強(qiáng)免疫力等10個(gè)功能，其中功能不明確的專利有12項(xiàng)，見(jiàn)圖 3 B。

圖3 葉黃素保健食品保健功能

現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，葉黃素具有抗氧化、增強(qiáng)機(jī)體免疫、抗衰老等多種藥理作用，在癌癥、視網(wǎng)膜保護(hù)、心血管疾病等方面具有廣泛的預(yù)防保護(hù)作用[9]。說(shuō)明目前葉黃素保健食品配方和葉黃素保健食品專利涉及的保健功能具有合理性。

2.1.3 劑型 葉黃素保健食品配方數(shù)據(jù)庫(kù)共涉及膠囊、軟膠囊、顆粒劑、片劑、飲料、粉劑共6種劑型。其中，使用最多的是軟膠囊，占總數(shù)的43.4 %，見(jiàn)圖4 A。葉黃素保健食品專利數(shù)據(jù)庫(kù)共涉及膠囊、軟膠囊等21種劑型（將組合物記為一種劑型），此外65項(xiàng)專利未提及劑型。使用最多的是組合物，占總數(shù)的31.2 %，見(jiàn)圖4 B。

圖4 葉黃素保健食品劑型

葉黃素的理化性質(zhì)不穩(wěn)定，在制劑過(guò)程中存在水溶性差、性質(zhì)不穩(wěn)定和生物利用度低等問(wèn)題，在制備、貯藏、加工等過(guò)程中會(huì)不可避免的發(fā)生異構(gòu)、氧化等反應(yīng)，因此需通過(guò)物理包埋或化學(xué)改性等方法改變劑型，目前市面上的劑型主要有油混懸液、水分散性干粉、微膠囊、脂質(zhì)體等。對(duì)于油類原料，軟膠囊是最好的選擇，且膠囊劑具有便攜、方便服用的特點(diǎn)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)圖分析

為進(jìn)一步揭示高頻原料間的關(guān)聯(lián)性，對(duì)葉黃素保健食品配方數(shù)據(jù)庫(kù)和葉黃素保健食品專利數(shù)據(jù)庫(kù)中的除葉黃素外的原料進(jìn)行關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)圖分析，其中線條的粗細(xì)與關(guān)聯(lián)頻數(shù)呈正比，結(jié)果見(jiàn)圖5。葉黃素保健食品配方數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)聯(lián)性最強(qiáng)的前三組原料為越橘-維生素A and 葡糖糖酸鋅、葡糖糖酸鋅-維生素A and 越橘、越橘-葡糖糖酸鋅（圖5A）；葉黃素保健食品專利數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)聯(lián)性最強(qiáng)的前三組原料為枸杞子-菊花，維生素C-維生素E，?；撬?葡萄糖酸鋅（圖5B）。

圖5 葉黃素保健食品原料的關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)圖

2.3 關(guān)聯(lián)分析

應(yīng)用關(guān)聯(lián)規(guī)則分析除葉黃素外其他原料之間的關(guān)聯(lián)性。其中關(guān)聯(lián)規(guī)則中支持度是百分比，是指某個(gè)組合出現(xiàn)的次數(shù)與總次數(shù)之間的比例。支持度越高，代表這個(gè)組合出現(xiàn)的頻率越大，反映規(guī)則的普遍性。置信度是條件概念，即在 A出現(xiàn)的情況下，B 出現(xiàn)的概率是多少，反映規(guī)則的可靠性。對(duì)支持度百分比≥10.0，置信度百分比≥ 50[10]的原料進(jìn)行排序。

結(jié)果表明，葉黃素保健食品配方數(shù)據(jù)庫(kù)中，常見(jiàn)的原料搭配組合為葉黃素-越橘-維生素A-葡萄糖酸鋅，葉黃素-越橘-葡萄糖酸鋅等（表1）。葉黃素保健食品專利數(shù)據(jù)庫(kù)中，常見(jiàn)的原料搭配組合為葉黃素-枸杞子-菊花，葉黃素-維生素C-維生素E等（表2）。

表1 葉黃素保健食品處方數(shù)據(jù)庫(kù)中原料的關(guān)聯(lián)性分析

表2 葉黃素保健食品專利知識(shí)產(chǎn)權(quán)數(shù)據(jù)庫(kù)中原料的關(guān)聯(lián)性分析

3 討論

有研究表明人通過(guò)膳食攝取的葉黃素中有93 %是游離葉黃素，僅有7 %是酯化葉黃素[10]，現(xiàn)有產(chǎn)品中使用葉黃素的頻次也確實(shí)高于葉黃素酯。因此建議在保健食品中添加葉黃素類原料時(shí)應(yīng)盡可能使用葉黃素而不是葉黃素酯。葉黃素（xanthophylls）具有順式和反式兩種結(jié)構(gòu)，即葉黃素（lutein）和玉米黃質(zhì)（zeaxanthin），兩者均具有緩解視疲勞的功能，在使用時(shí)無(wú)需區(qū)分。

中醫(yī)認(rèn)為視疲勞的病機(jī)與陰陽(yáng)失調(diào)、氣血津液失常相關(guān)，如肝郁氣滯、肝血不足、腎陰虧虛、脾胃氣虛、心火上炎等。本次研究中出現(xiàn)頻次最高的3種中藥原料分別為枸杞子、菊花和決明子。枸杞子甘、平，歸肝、腎經(jīng)，具有滋補(bǔ)肝腎、益精明目的功能，用于虛勞精虧，腰膝酸痛，眩暈耳鳴，目昏不明等癥[11]。菊花甘、苦，微寒，歸肺、肝經(jīng)，具有疏風(fēng)散熱，平肝明目，清熱解毒的功能，用于風(fēng)熱感冒，頭痛眩暈，目赤腫痛，眼目昏花，瘡癰腫毒[12]。決明子甘、苦、咸，微寒。歸肝、大腸經(jīng)，具有清熱明目，潤(rùn)腸通便的功能，用于目赤澀痛，羞明多淚，頭痛眩暈，目暗不明，大便秘結(jié)[13]。由此可見(jiàn)，以葉黃素為原料的保健食品，中藥原料選擇原則與中醫(yī)藥治療視疲勞的理論基本契合。

通過(guò)關(guān)聯(lián)分析篩選葉黃素保健食品配方和葉黃素保健食品專利中常用的原料搭配組合，結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計(jì)、關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘分析方法，揭示葉黃素保健食品開發(fā)過(guò)程中存在的規(guī)律，對(duì)葉黃素產(chǎn)品未來(lái)的精準(zhǔn)開發(fā)有參考價(jià)值。

另外，由于葉黃素屬于非中藥原料，與中藥原料相比，功能較為單一[12]，因此收集數(shù)據(jù)量相對(duì)較少。正在開發(fā)的與葉黃素相關(guān)的保健食品以及相關(guān)的保健食品原料在不斷更新，且本研究不包括國(guó)外的保健食品處方數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)內(nèi)容，因此存在一定的局限性，后續(xù)將通過(guò)對(duì)其他數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘來(lái)佐證。