基于模糊數(shù)學(xué)法的醋味漱口水制備工藝優(yōu)化

王媛媛 管文璇 王浩 張凱 張闊

摘要：為制備一種清潔抑菌的醋味漱口水。采用模糊數(shù)學(xué)矩陣建立漱口水的感官品質(zhì)模型，通過設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)化醋味漱口水制備工藝，并對(duì)最優(yōu)配方下的漱口水進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)和抑菌試驗(yàn)。結(jié)果表明：制備醋味漱口水的最優(yōu)配方為金銀花白茶混合液14%，八度酸老陳醋0.2%，甘草提取物5%，薄荷提取物6%，木糖醇0.15%，甘油5%，丙二醇4%，超凈水65.65%。在該條件下制得的漱口水具有清新醋味，且對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌有一定的抑菌作用。

關(guān)鍵詞：老陳醋；漱口水；模糊綜合評(píng)價(jià)；正交試驗(yàn)；抑菌作用

中圖分類號(hào)：TQ658.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20230322

基金項(xiàng)目：山西省高等學(xué)?？萍紕?chuàng)新項(xiàng)目（2022L644）；山西省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（20221488，20221489）。

Optimization of vinegar mouthwash preparation process by fuzzy mathematics method

Wang Yuanyuan， Guan Wenxuan， Wang Hao， Zhang Kai， Zhang Kuo

（ Shanxi Technology and Business College， Taiyuan， Shanxi 030006 ）

Abstract： To prepare a kind of mouthwash with the function of cleaning the mouth and antibacterial. A model of sensory quality of mouthwash was established by fuzzy mathematics matrix. And on this basis， the single factor test and orthogonal test were designed to optimize the mouthwash processing technology. The quality evaluation and bacteriostatic test were carried out for the mouthwash with the optimal formula. The results showed that the optimum formulation for the preparation of vinegar mouthwash was as follows： honeysuckle and white tea mixture 14%， octavic acid aged vinegar 0.2%， liquorice extract 5%， peppermint extract 6%， xylitol 0.15%， glycerol 5%， propylene glycol 4%， and ultra clean water 65.65%. The mouthwash prepared under this condition had clean bacteriostasis， lasting fresh breath， and certain bacteriostatic effect on Escherichia coli， Staphylococcus aureus and Candida albicans.

Key words： aged vinegar， mouthwash， fuzzy comprehensive evaluation， orthogonal experiment， bacteriostatic effect

大健康時(shí)代背景下，口腔衛(wèi)生成為現(xiàn)代人關(guān)注的焦點(diǎn)之一。漱口水作為一種新型的口腔保健用品逐漸受到快節(jié)奏都市人的喜愛[1]?，F(xiàn)有的含漱液、漱口水等產(chǎn)品易獲取、見效快，效果好。但長(zhǎng)期服用易造成口腔黏膜表面與牙齒著色，舌苔發(fā)黃，味覺改變等[2-3]。

老陳醋作為日常生活中的必需品，除作為調(diào)味料外還具有殺菌、消腫、保健等功效[4]?！侗静菥V目》中記載，“醋能消腫、散火氣、殺邪毒、理諸藥”。臨床研究發(fā)現(xiàn)：用醋漱口后刷牙能夠清除結(jié)石和口臭，一定程度抑制口腔細(xì)菌生長(zhǎng)。吳麗霞[5]研究發(fā)現(xiàn)，定期洗牙配合含醋治療可有效清除牙結(jié)石沉積。王雪霖等[6]以田七、綠茶、野菊花提取物為原料，開發(fā)出一款既具清新口腔、抗炎、清熱解毒，還可減少牙菌斑的漱口水。劉德林等[7]以金銀花及綠茶提取物、薄荷油、甘油、乙醇、檸檬酸、甜菊糖為原料，開發(fā)出具有清潔口腔、抑菌等作用的漱口水產(chǎn)品。

本試驗(yàn)以金銀花、白茶、山西老陳醋、甘草、薄荷、木糖醇、丙二醇為原料，研制出一款清潔抑菌的醋味漱口水，并對(duì)其工藝進(jìn)行研究，以期為其未來產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供一定的依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

八度酸老陳醋：手工八年陳釀，太原市東湖醋業(yè)有限公司；福鼎白茶、甘草、薄荷、金銀花：太原市美特好超市；木糖醇（食品級(jí)）：河南萬邦實(shí)業(yè)有限公司；大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌：由山西工商學(xué)院食品微生物實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 儀器與設(shè)備

FW100型高速粉碎機(jī)：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；FA1004型電子天平：上海精科天平有限公司；HH-2型數(shù)顯恒溫水浴鍋、TGL-16型低速離心機(jī)、SPJ-150型恒溫培養(yǎng)箱：常州市金壇大地自動(dòng)化儀器廠；PHS-3C型酸度計(jì)：上海雷磁儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 漱口水制備工藝流程

原料稱量→粉碎→浸泡→水提→離心→過濾→調(diào)配→滅菌→灌裝密封→漱口水

1.3.2 金銀花、白茶、甘草和薄荷提取物的制備

（1）金銀花、白茶、甘草提取物的制備：分別將金銀花、白茶、甘草粉碎后，按質(zhì)量比為1∶15添加超凈水預(yù)浸泡30 min，再置于80 ℃下保溫浸提40 min，收集濾液；將濾渣再加一定量的超凈水，于80 ℃下繼續(xù)保溫浸提30 min，過濾，合并濾液。于4 000 r/min離心10 min，取上清液得到金銀花提取物、白茶提取物、甘草提取物。

（2）薄荷提取物的制備：將干薄荷葉粉碎后，按質(zhì)量比為1∶15添加超凈水預(yù)浸泡20 min，再置于50 ℃下保溫浸提30 min，收集濾液；將濾渣再加一定量的超凈水，于50 ℃下保溫浸提30 min，過濾，合并濾液。于4 000 r/min離心10 min，取上清液得到薄荷提取物。

1.3.3 單因素試驗(yàn)

選取金銀花白茶混合液添加量、八度酸老陳醋添加量、甘草提取物添加量、薄荷提取物添加量、木糖醇添加量、甘油添加量、丙二醇添加量作為單因素試驗(yàn)的因素變量。根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果確定，金銀花白茶混合液（250 mg/mL金銀花和250 mg/mL白茶體積比1∶2）添加量分別取9%、12%、15%、18%、21%；八度酸老陳醋添加量分別取0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%；甘草提取物添加量分別取3%、4%、5%、6%、7%；薄荷提取物添加量分別取5%、6%、7%、8%、9%；木糖醇添加量分別取0%、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%；甘油添加量分別取3%、4%、5%、6%、7%；丙二醇添加量分別取3%、4%、5%、6%、7%。通過感官評(píng)價(jià)結(jié)合模糊綜合評(píng)定分別討論各因素對(duì)漱口水品質(zhì)的影響。

1.3.4 正交優(yōu)化試驗(yàn)

基于單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用L18（37）正交試驗(yàn)及模糊綜合評(píng)定感官評(píng)分法確定漱口水的最優(yōu)制備工藝，因素與水平見表1。

1.3.5 模糊綜合評(píng)定模型的建立

參考耿曉圓等[8]、李煒等[9]的方法建立漱口水模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)方法。根據(jù)醋味漱口水感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（表2），首先分別確定評(píng)價(jià)因素集、因素權(quán)重集和評(píng)語(yǔ)集。本試驗(yàn)采用色澤、氣味、口感、質(zhì)地4個(gè)因素作為評(píng)定指標(biāo)，則評(píng)價(jià)因素集U={u色澤，u氣味，u口感，u質(zhì)地}；評(píng)語(yǔ)集V={V好（5分），V較好（4分），V一般（3分），V較差（2分），V差（1分）}；因素權(quán)重集A={0.3，0.2，0.3，0.2}。S為從U到V的模糊映射，R則表示綜合評(píng)價(jià)結(jié)果集，計(jì)算公式為R=A×S。為最終產(chǎn)品的模糊綜合感官評(píng)分Y，為模糊感官結(jié)果集R與評(píng)價(jià)集中對(duì)應(yīng)分值的乘積。

1.3.6 漱口水質(zhì)量評(píng)價(jià)

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)QB/T 2945—2012，從感官、理化、微生物三方面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。

1.3.7 抑菌試驗(yàn)

以口腔炎癥常見致病菌如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌作為試驗(yàn)菌種。采用雙層平板打孔法[10]，考察制備的醋味漱口水的抑菌作用，并以市場(chǎng)上常見漱口水為陽(yáng)性對(duì)照。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 金銀花白茶混合液添加量的確定

不同添加量金銀花白茶混合液對(duì)應(yīng)5組漱口水感官評(píng)價(jià)結(jié)果見表3，根據(jù)感官評(píng)價(jià)結(jié)果獲得模糊矩陣。

以金銀花和白茶混合液添加量為9%的樣品的模糊關(guān)系矩陣S1為例進(jìn)行數(shù)據(jù)處理：

由模糊綜合評(píng)分可知，金銀花白茶混合液添加量不同（9%、12%、15%、18%、21%）的漱口水評(píng)分不一樣。由圖1可知，隨著金銀花白茶混合液添加量的增加，漱口水的感官評(píng)分先上升后下降，當(dāng)添加量達(dá)到15%時(shí)，漱口水感官評(píng)分最高。少量的添加能夠豐富漱口水的滋味，同時(shí)提升漱口水的抑菌效果；但當(dāng)添加量高于15%時(shí)，漱口水出現(xiàn)一定的苦澀味，且透明度降低，可能是金銀花中含有一定量的綠原酸、茶多酚類及植物堿造成的[7，11]。因此，金銀花白茶混合液添加量確定為15%。

2.1.2 老陳醋添加量的確定

由圖2可知，隨著老陳醋添加量的增加，漱口水感官評(píng)分先上升后迅速下降；當(dāng)老陳醋添加量為0.2%時(shí)，漱口水感官評(píng)分最高。這可能是由于老陳醋主要影響漱口水的酸度，一定量的陳醋可以起到殺菌消炎的作用；但老陳醋添加量超過2%時(shí)，將會(huì)使漱口水糖酸比失調(diào)，酸味較強(qiáng)，易使人在漱口后產(chǎn)生不適感，也會(huì)產(chǎn)生一定的副作用。因此，老陳醋添加量確定為0.2%。

2.1.3 甘草提取液添加量的確定

由圖3可知，隨著甘草提取物添加量的增加，漱口水感官評(píng)分先上升后迅速下降；在添加量為6%時(shí)，漱口水感官評(píng)分最高。甘草有增加產(chǎn)品穩(wěn)定性的作用，并能改善產(chǎn)品的口感，但加入量過多會(huì)使漱口水的中藥味增加，從而影響漱口水的感官質(zhì)量。因此，甘草添加量選擇為6%。

2.1.4 薄荷提取物添加量的確定

由圖4可知，隨著薄荷提取物添加量的增加，漱口水的感官質(zhì)量先上升后下降；當(dāng)添加量達(dá)到6%時(shí)，漱口水感官評(píng)分最高。添加一定量的薄荷提取物可以掩蓋其他原料氣味，賦予漱口水一定的清涼味，使其具有清新口氣的效果。但薄荷提取物加入過多將會(huì)產(chǎn)生刺激氣味和不適口感，且使漱口水透明度下降，導(dǎo)致漱口水感官質(zhì)量降低。因此，薄荷提取物添加量確定為6%。

2.1.5 木糖醇添加量的確定

木糖醇主要起到增加漱口水甜度及掩蓋金銀花及茶葉提取物苦澀味的作用。由圖5可知，隨著木糖醇添加量的增加，漱口水感官評(píng)分迅速升高，當(dāng)添加量達(dá)到0.05%時(shí)，漱口水感官評(píng)分最高；隨著木糖醇添加量的進(jìn)一步增加，感官評(píng)分逐漸降低。少量木糖醇的添加可賦予漱口水一定的甜味，但添加過多則會(huì)導(dǎo)致漱口水產(chǎn)生苦味，致使其感官質(zhì)量降低。因此，木糖醇添加量確定為0.05%。

2.1.6 甘油添加量的確定

甘油可賦予漱口水一定的黏度及甜度，使漱口水具有爽滑的口感。由圖6可知，隨著甘油添加量的增加，漱口水感官評(píng)分先上升后逐漸下降；添加量達(dá)到4%時(shí)，漱口水感官評(píng)分最高。添加量超過4%后會(huì)使漱口水黏稠度增加，降低漱口水感官質(zhì)量。因此，甘油的添加量確定為4%。

2.1.7 丙二醇添加量的確定

丙二醇在漱口水中充當(dāng)保濕劑的作用，賦予漱口水一定的黏度，使漱口水具有爽滑的口感，使漱口水各組分穩(wěn)定。由圖7可知，隨著丙二醇添加量的增加，老陳醋多功能漱口水的感官評(píng)分先上升后逐漸下降；添加量達(dá)到4%時(shí)，漱口水感官評(píng)分最高；當(dāng)添加量超過4%時(shí)，將會(huì)使漱口水黏稠度增大，從而降低漱口水感官評(píng)分。因此，丙二醇添加量確定為4%。

2.2 正交優(yōu)化試驗(yàn)

由表4可知，各因素對(duì)漱口水感官評(píng)分影響的主次關(guān)系為RF>RA>RG>RE>RC>RB>RD，試驗(yàn)條件下優(yōu)化水平的最佳配比為A1B2C1D2E3F3G2，即金銀花白茶混合液14%，八度酸老陳醋0.2%，甘草提取物5%，薄荷提取物6%，木糖醇0.15%，甘油5%，丙二醇4%，超凈水65.65%。

對(duì)正交試驗(yàn)的最佳工藝組合A1B2C1D2E3F3G2進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，得到的漱口水感官綜合評(píng)分為4.50，說明在該工藝配方下漱口水的感官質(zhì)量較好。

2.3 漱口水的質(zhì)量檢測(cè)

漱口水的基本參數(shù)符合QB/T 2945—2012《口腔護(hù)理液》，結(jié)果見表5。

2.4 漱口水抑菌效果評(píng)價(jià)

漱口水抑菌效果如表6所示，本產(chǎn)品對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌均有抑制作用。

3 結(jié) 論

以八度酸老陳醋、白茶、金銀花等為原料，設(shè)計(jì)出一款具有殺菌、消炎、清除口腔異味的醋味漱口水。其最優(yōu)配方為金銀花白茶混合液14%，甘草提取物5%，八度酸老陳醋0.2%，甘油5%，丙二醇4%，薄荷提取物6%，木糖醇0.15%，超凈水65.65%。該漱口水抑菌效果好，不含酒精，制備工藝簡(jiǎn)單，安全可靠，便于攜帶使用。

參 考 文 獻(xiàn)

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