基于數據挖掘改善脾虛藥膳的組方規律

蔡文靜 鄭 慧 鄭 淘 曾藝瓊 李衛真 楊 勇,4

(1.湖南中醫藥大學藥學院食品藥品工程系，湖南 長沙 410208；2.湖南中醫藥大學第一附屬醫院，湖南 長沙 410007；3.湖南中醫藥大學藥學院中藥系，湖南 長沙 410208；4.湖南省藥食同源功能性食品工程技術研究中心，湖南 長沙 410208)

中醫藥是打開中華文明寶庫的鑰匙，治未病思想是中醫藥學的精髓。進入現代社會以來，人們對亞健康危害愈發重視，對自然綠色的健康技術需求不斷增長，使得以中醫藥思維開發保健食品或健康食品的創新思路備受關注。中醫認為脾胃虛衰是諸病的源頭，脾與各臟腑在生理上密切相關，病理上相互影響，互為病變。現代醫學研究[1-3]發現脾虛患者常表現為消化系統障礙，能量代謝紊亂，內分泌系統的激素分泌異常，免疫力低下和認知能力下降等。健脾與促進消化、增強免疫力、抗氧化、緩解體力疲勞、改善睡眠和輔助降血脂等保健功能密切相關[4]。藥膳在中國有著悠久的歷史，同時作為一種現代養生保健方式倍受人們歡迎。利用現代科學技術對改善脾虛藥膳的組方規律進行研究，可以充分挖掘中醫藥保健的特色優勢、資源優勢和安全優勢[5]，創制并研發更加科學的中藥保健食品組方，開發更多特色有效的中醫藥保健食品。文章借助統計分析軟件中醫傳承輔助平臺(V2.5)對《中國藥膳大辭典》收載的改善脾虛藥膳方進行數據挖掘，分析總結其來源、分類、組方原料使用頻次及其組方規律，擬為開發促進消化、增強免疫力、抗氧化、緩解體力疲勞、改善睡眠等與改善脾虛相關的中藥保健食品新方創制提供新的思路。

1 資料與方法

1.1 數據來源

研究數據來源于王者悅主編的《中國藥膳大辭典》[6]。《中國藥膳大辭典》共收錄了自先秦到現代的藥膳方7 380首，藥膳原料1 232種，藥膳文獻168部。

1.2 數據選擇

選擇收錄功效或適應癥中明確反映“脾虛”的藥膳方，藥膳名相同而組成不同的逐一錄入。排除組成為單味中藥或食物的藥膳方，方中原料、功能和主治相同而藥膳類型不同的取其一。

1.3 數據挖掘工具

統計分析軟件中醫傳承輔助平臺(V2.5)系由中國中醫科學院中藥研究所和中國科學院自動化研究所聯合開發，目前廣泛應用于中醫藥用藥的組方規律分析與總結[7-9]。

1.4 數據錄入

將上述篩選的藥膳方名、書籍名、朝代、藥膳類型、功效和組成在中醫傳承輔助平臺“平臺管理”的“方劑管理”中錄入，再對錄入數據逐條核準。

1.5 數據的規范化

為方便統計分析將錄入原料名稱進行統一規范，中藥名參考《中國藥典》[10](2020版)和全國高等教育“十三五”規劃教材《中藥學》[11]，如懷山、薯蕷、懷山藥和淮山藥統一錄入山藥，苡仁米和苡米統一錄入薏苡仁；食物和調味品名參考《中醫藥膳學》[12]，如糯米粉和江米統一錄入糯米，胡桃仁和核桃肉統一錄入核桃仁等等。因菜肴類和粥食類藥膳方較多，導致調味品使用頻次較大，影響組方分析，故將藥膳方中明確表示調味用途的調味品剔除，只保留明確為其藥膳組成的調味品。

1.6 數據挖掘

1.6.1 頻次統計 運用平臺“統計報表”模塊中“方劑統計”提取錄入該系統改善脾虛的藥膳方。點擊“基本信息查詢”可以得到所用原料的類型、四氣五味和歸經頻次統計數據，導出結果，在“數據分析”模塊“方劑分析”中的“方劑類型”一欄選擇不同的藥膳方類型點擊“在結果中查詢”可以手動統計出藥膳方類型，“處方來源”一欄輸入書籍名稱點擊“在結果中查詢”可以手動統計出各書籍所收錄的藥膳方數目。

1.6.2 組方規律分析 運用平臺“數據分析”模塊中“組方規律”進行關聯規則分析，設置支持度個數為16，置信度為0.4，點擊“用藥模式”得到常用原料組合，導出結果，點擊“規則分析”得到不同原料組合的關聯度，導出結果，點擊“網絡展示”得到關聯規則可視化網絡展示圖。

1.6.3 新方分析 運用平臺“數據分析”模塊中“新方分析”進行無監督熵層次聚類，設置相關度為8，懲罰度為4，點擊“聚類”得到原料間的不同組合，點擊“提取組合”得到15對核心組合，演化成15首新的改善脾虛藥膳方，導出結果，點擊“網絡展示”得到新方可視化網絡展示圖。

2 結果

2.1 頻次統計分析

2.1.1 藥膳方來源分析 統計結果顯示，所錄的822首改善脾虛藥膳方來源于93本國內古今書籍，從古至今，文獻數量逐漸增加，其中來自現代文獻的藥膳方有663首，占總錄入藥膳方的81%，收錄較多的是80年代后出版的著作，如《中國藥膳學》《食療本草學》《家庭藥膳手冊》《滋補保健藥膳食譜》等，其中《中國藥膳學》收錄最多，有97首，占比11.8%，可能主要源于改革開放以后，人們生活質量得到極大的改善，中醫養生保健及治未病等思想深入人心，中醫藥膳應用研究得到深入發展，中醫藥膳專著大量出版，而古籍中收錄較多的文獻是元代藥膳專書《飲膳正要》和宋代大型官修方書《太平圣惠方》和《圣濟總錄》。所錄藥膳方≥6首的書籍詳情，見表1。

表1 改善脾虛藥膳方來源統計表

2.1.2 藥膳類型分布分析 《中醫藥膳學》中將藥膳類型按形態分為菜肴類、粥食類、糖點類、飲料類及其他類共5大類。據此，通過統計發現錄入的822首改善脾虛的藥膳方中菜肴類最多，共301首，占比36.62%，其次是粥食類192首，然后是其他類172首。菜肴類是中華民族每日膳食不可或缺的種類，而粥食類是以各種谷物類配以適合的中藥加工制作，服用方便，易于消化，在改善脾虛方面有著獨到的作用。改善脾虛藥膳具體分類情況見表2。

表2 改善脾虛藥膳方類型分布

2.1.3 原料來源分布、性味歸經頻次分析 通過基本信息統計得到所錄822首改善脾虛的藥膳方原料藥的分類、四氣、五味和歸經情況。所錄藥膳方原料中藥食同源類中藥使用頻次最高，為1 216次，占比39%，其次是食物類1 211次，占比39%，具體來源分布情況見圖1。

圖1 藥膳原料分類及分布情況

改善脾虛藥膳原料的四氣分析發現平性原料使用頻次最高為1 333次，其次是溫性原料1 236次，寒、涼和熱性使用頻次較少，具體見圖2。改善脾虛藥膳原料的五味分析發現甘味原料使用頻次最高為2 583次，其次為辛味原料為590次，苦味原料為399次，咸味原料為224次，澀味原料為185次以及酸味原料134次，具體見圖3。味甘性平的中藥相對其他性味的中藥作用緩和，無明顯的寒熱偏性，適合小劑量長時間的調理用藥，而甘能補能和能緩，甘溫益氣，可大補脾胃之氣，可作為日常養生及保健品開發用藥的性味選擇參考。

圖2 原料四氣頻次分布情況

圖3 原料五味頻次分布情況

改善脾虛藥膳原料的歸經分析發現歸脾經原料使用頻次最高為2 441次，其次是歸胃經原料1 582次，歸肺經原料1 488次，歸腎經原料1 056次，歸心經原料593次以及歸肝經原料509次，具體見圖4。脾與胃互為表里，脾土為肺金之母，腎和脾分別為先后天之本，互滋互養，相互資生，是以脾虛病位雖然在脾，但與胃肺腎等臟腑密切相關。

圖4 原料歸經分布情況

2.1.4 原料使用頻次分析 改善脾虛藥膳方原料頻次統計得到822首改善脾虛藥膳方使用原料372種，使用頻次居前的10味中藥分別為山藥(162次)、大棗(134次)、蓮子(87次)、生姜(80次)、黨參(75次)、黃芪(69次)、茯苓(68次)、陳皮(66次)、白術(54次)、人參(49次)和薏苡仁(49次)，其中大多數是藥食同源類中藥。山藥、大棗、黨參、黃芪、白術、人參皆為補虛藥中的補氣藥，有補脾益氣之功效。藥膳方中使用頻次≥10次的中藥見表3。日常食物和調味品中使用頻次較高的分別是粳米(133次)、白砂糖(105次)、糯米(68次)、面粉(60次)、雞肉(58次)、羊肉(41次)、豬肉(40次)、赤砂糖(39次)、雞蛋(38次)和酒(34次)。藥膳方中使用頻次≥10次的日常食物和調味品見表4。

表3 改善脾虛藥膳的中藥使用頻次分布

表4 改善脾虛藥膳組方食物和調味品頻次分布

2.2 基于關聯規則的組方分析

通過關聯規則分析得到17種原料間的33個常用組合，使用頻次最高的組合是山藥和白砂糖，其次是山藥和蓮子，黨參和黃芪，見表5。得到原料間的14條關聯規則，置信度最高的是茯苓，蓮子→山藥，見表6。網絡展示見圖5。

圖5 常用組合網絡展示圖

表5 改善脾虛藥膳常用原料組合

表6 改善脾虛藥膳原料組合關聯規則

2.3 基于無監督的熵層次聚類新方分析

通過聚類分析得到改善脾虛藥膳方中261組原料間的關聯度，提取組合得出4～6味原料的核心組合共15對，見表7。進一步聚類得到15首改善脾虛的藥膳新方見表8，網絡展示見圖6。

圖6 改善脾虛藥膳新方網絡展示圖

表7 用于改善脾虛新方聚類的原料組合

表8 基于熵層次聚類的改善脾虛藥膳新方

3 分析與討論

3.1 改善脾虛藥膳方頻次統計分析

將衛計委2012年文件認定的86種和2014年新增的15種共計101種既是食品又是藥品中藥歸類為藥食同源類中藥，原料來源分布統計發現藥食同源類中藥的使用頻次最高，為1 216次，占比39%，其次是日常食物類1 211次，占比39%，非藥食同源類中藥446次，占比14%，調味品259次，占比8%。藥食同源類中藥既含有蛋白質、維生素、微量元素等營養素，又富含功能性成分，兼顧營養價值和藥用保健雙重功效[13]。

根據藥膳使用的中藥頻次分析，使用頻次大于等于10次的33味中藥中有28味屬藥食同源類中藥，余下5味非藥食同源類中藥(黨參、黃芪、白術、白芍、熟地黃)亦屬于衛健委規定可用于保健食品的中藥。使用頻次居前的山藥、大棗和蓮子皆屬藥食兩用之品，山藥不僅臨床應用極其廣泛，可用于補脾養胃、治療脾虛發熱、帶下病、消化系統疾病、頑痹、消渴、內傷咳嗽、感冒、干燥綜合征、尿崩癥等等[14]。在現代保健食品中也諸多應用，所涉及的保健功能有增強免疫力、輔助降血脂、輔助降血糖、緩解體力疲勞、增加骨密度、改善生長發育、改善營養性貧血、祛黃褐斑、促進消化等等功能。山藥作為食材亦含有豐富的營養成分，富含黏蛋白、淀粉酶、糖類、蛋白質、維生素以及多種微量元素，且其熱量及碳水化合物含量較低，選擇山藥食用非常契合現代自然科學、現代醫學和運動醫學理念下衍生的現代養生觀。大棗入藥能補中益氣，養血安神，入食亦含多種維生素、礦物質等，營養價值極高，其中因鐵含量高，常用于貧血人士日常補血之品。蓮子屬淀粉類堅果，富含碳水化合物、蛋白質、脂肪、多種維生素以及礦物質等營養成分，同時還含有糖蛋白、多酚類、生物堿、類黃酮以及超氧化物歧化酶等功能性成分，發揮補脾功效的同時還能提供機體所需營養。

根據藥膳原料中食物與調味品使用頻次來看，頻次居前的食物是粳米、糯米和面粉五谷類以及雞、羊、豬肉五畜類。粳米味甘，入太陰而補脾精，走陽明而化胃氣，補中益氣，健脾和胃，糯米甘溫補脾肺氣，小麥味甘益脾，米面五谷類作為主食，在中國居民膳食中構成比為49.7%，是人體主要能量來源。白克江[15]對古代本草中食物功效的統計證實谷類以補脾胃之氣為主。雞肉溫中益氣、補精填髓，羊肉健脾溫中、益氣養血，豬肉補腎滋陰，益氣養血，五畜肉類蛋白質為高利用率的優質蛋白，富含人體必需氨基酸，且在種類和比例上接近人體需要，易于消化吸收，更能為人體提供脂肪和各種微量元素。調味品中使用較多的是白砂糖，性甘味平，歸脾、肺經，有和中緩急，生津潤燥之效。

藥食同源類中藥與日常食物的組合使用不僅發揮了改善脾虛藥膳方的防病健身功效，更是避免了原料間增毒減效的發生以及大量使用中藥引起的一些不良反應[16]。

3.2 改善脾虛藥膳方關聯規則分析

基于關聯規則分析發現常用原料組合中出現頻次居前三的是山藥與白砂糖，山藥與蓮子以及黨參與黃芪組合。山藥味甘氣輕，質潤液濃，溫補脾虛而不驟，白砂糖和中緩急，主中虛腹痛。山藥與蓮子為常用藥對，山藥補脾肺腎，澀精止帶，蓮子補脾益腎養心，兩藥配伍既有益氣補脾之效，又有補腎澀精止帶之功，楊曉蕓等[17]通過小鼠試驗證實了山藥蓮子餅能增強小鼠的抗疲勞和免疫器官的功能，與其健脾益氣作用相一致。黨參與黃芪為常用藥對，黨參補中益氣，健脾扶中，黃芪補氣升陽，益衛固表，黨參補中氣，黃芪固衛氣，黨參補中而偏于陰，黃芪實表而偏于陽，二藥相配，益氣健脾，相須為用，表里同補，陰陽和諧[18]，李清云等[19]發現黨參黃芪的不同配比可以作用于心肝脾肺腎等臟腑諸病，大量臨床觀察和現代研究[20-22]證實以黨參和黃芪為主要成分的參芪扶正注射液具有益氣扶正的功效，有抗腫瘤，調節免疫，抗心力衰竭等作用。關聯規則分析中置信度較高的是“茯苓，蓮子→山藥”和“山藥，茯苓→蓮子”，三藥為參苓白術散的重要組成部分，皆味甘性平歸脾腎經，茯苓健脾滲濕而止瀉，茯苓多糖能增強免疫力、抗突變、抗腫瘤[23]，山藥、蓮子既能補脾，又有澀精止帶之功。三藥相配，滲濕止瀉、健脾止帶，常用于脾胃虛弱夾濕之泄瀉和脾虛帶下。目前已注冊含有三藥配伍的保健食品，具有改善營養性貧血，增強免疫力，促進消化、改善胃腸功能，延緩衰老，緩解體力疲勞等功能。

3.3 改善脾虛藥膳新方分析

基于熵層次聚類分析，挖掘得到潛在組合15對，得到改善脾虛的15首藥膳新方。從藥膳類型分析，新方1、2含有豬肚、鯽魚肉類食物的可做成菜肴類，新方5、6、7、8、15含有米、面等可做成糕點類或粥食類。從新方組成的原料分析，新方3、4、10組成全為調味品，新方9、13、14組成全為食物，不符合藥膳組方原則，故不予考慮。新方11、12為全中藥組合，類似于中藥方劑。新方治法以健脾行氣(新方1)、疏肝和胃(新方8)、補中益氣(新方11)和健脾滲濕(新方6、7、15)多見。究其原因，脾虛以脾氣虛最為常見，脾氣虛日久，可致運化失常、升舉無力、統血無權進而出現脾虛濕盛、中焦氣滯、血虛、脾陽虛衰等證，故針對脾虛證患者在扶正祛邪的指導下采用補脾、健脾的同時輔以化濕、利水、升陽、疏肝等等。從保健研發分析，新方6由茯苓、蓮子、芡實、薏苡仁和糯米組成，皆為藥食兩用之品，中醫認為能健脾滲濕止瀉，現代營養學認為除茯苓為菌核外，蓮子、芡實、薏苡仁和糯米皆為種子，富含糖類、脂類、蛋白質、維生素以及各種礦物質，可合理配比開發具有促進消化、改善胃腸道功能的保健新品。

4 結語

文章憑借中醫傳承輔助平臺，利用數據挖掘技術從大量改善脾虛的藥膳方中尋找隱藏的規律，使其顯性化，針對中國中藥保健產品研究中的不明性味、歸經，不論相須、相使等配伍理論的現實情況[24]，挖掘結果為深入藥食同源類中藥保健產品的開發提供理論依據，生成的新方組合對保健產品的開發有一定的參考價值，具體實施，還需要經過試驗、臨床療效研究等進一步的論證。不足之處由于數據來源中有些藥膳方沒有劑量配比，故挖掘沒有涉及到配伍劑量分析，下一步將結合專家意見，確定新方的配伍比例并且進行網絡藥理學研究以及動物實驗驗證。