基于藥性組合模式的藥膳配方方法

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[摘要] 針對目前藥膳研究多為繼承?缺乏創新這一現狀，該文提出一種基于藥性組合模式的藥膳配方方法?通過分析藥典所載中藥及常見食物的藥性組合模式，在辨證論治的基礎上以經典方劑的藥性組合模式為模板，利用貪婪算法將食物進行優化組合，從而得到與經典方劑藥性特征相同的藥膳配方?該文以治療肺胃燥熱型糖尿病經典方劑白虎人參湯為例進行藥膳配方設計，共得到藥膳配方十八則，從中醫學及營養學角度分析均具備一定的合理性?為個性化食療保健開拓了新的思路，也為實現高水平的藥膳產業開發及臨床應用提供了理論依據及技術支持?

[關鍵詞] 藥性組合；貪婪算法；藥膳配方；個性化

[收稿日期] 2013-11-27

[基金項目] 國家科技支撐計劃項目（2008BAI51B01）；國家自然科學基金項目（81373985，81173568）；教育部新世紀優秀人才支持項目（NECT-11-0605）；北京中醫藥大學科研創新團隊支持項目（2011-CXTD-11）

[通信作者] 王耘，教授，博士生導師，Tel： （010）84738620，E-mail：wangyun@bucm.edu.cn；喬延江，教授，博士生導師，Tel：（010）84738620，E-mail：yjqiao@263.net

藥膳是在中醫理論指導下，以食物和藥物為原料，經過烹飪制成的一類特殊膳食?它和中藥?針灸?按摩等療法一樣，都是中醫學的組成部分?它“寓醫于食"，既將藥物作為食物，又將食物賦以藥用，藥借食力，食助藥威，二者相輔相成，相得益彰；發揮著“未病先防?已病防變?已變防漸"的重要作用[1]?

隨著現代醫學模式由生物模式向生物?心理?社會和環境相結合模式的轉變，藥膳食療“治未病"的重要性逐漸顯現出來?國內外專家?學者從多個層面和角度對藥膳開展了研究[2]，進行了對古醫籍中藥膳方的收集整理[3-5]，探討了風濕病如何辨證施膳[6]?糖尿病藥膳的物質基礎[7]?藥膳食療在癌癥治療中的應用等[8-9]?然而目前的研究多是文獻研究?臨床應用研究?或是基于中醫藥理論層面的探討，缺乏系統的藥膳設計方法，難以出現重大創新和突破性進展?

藥性是方劑配伍的重要依據之一，每種食物都具備獨特的藥性，本文嘗試從藥性組合的層面分析經典方劑，并以此為線索探索基于經典方劑藥性組合模式的藥膳配方設計方法，以期實現高水平的藥膳產業開發及臨床應用?

1 方法

本文通過分析藥典所載中藥及常見食物的藥性組合模式，在辨證論治的基礎上以經典方劑的藥性組合模式為模板，利用貪婪算法借助Matlab2011a平臺，利用自編語句將食物進行優化組合，從而得到與經典方劑藥性特征相同的藥膳配方，實現了一種基于藥性組合模式的藥膳配方方法?

1.1 藥性組合模式的獲取 藥性組合是指藥性中性?味?歸經的特定組合，例如性寒?味酸?歸脾經即一個藥性組合?將四氣?五味?歸經統一考慮的藥性組合有助于從整體上對藥性之間的配伍關系進行研究[10-12]?藥性組合模式是指在方劑中反復出現的具有相同或相近功效的多個藥性組合間的配伍特征?這些藥性組合模式能夠從藥性層面反映出不同方劑在治則治法上的配伍特征，為方劑配伍理論的完善提供思路和方法?

本文將《中國藥典》2010 年版一部中記載的中藥數據整理成藥性組合的形式，例如甘草在藥典中的藥性記錄是平?甘，歸肺?胃?脾?心經，用藥性組合的形式來表述，甘草可記為包含平甘肺，平甘胃，平甘脾，平甘心4個藥性組合?數據的整理形式見表1，由于篇幅限制，本文僅選取部分數據進行展示?

1.2 食物藥性來源及數據準備 食物所對應的藥性組合整理自《食物養生金典》[13]，具體形式和中藥-藥性組合的整理方法一致?為進行后續處理將數據整理成二值列表的形式，如某種中藥含有此藥性組合記為1，如不含此藥性組合則記為0?整理好的部分待運算數據見表2?

1.3 定性設計方法 本文以貪婪算法作為工具，將藥-藥性組合進行歸納總結，以經典方劑的藥性組合模式為模版運用貪婪算法進行重新組方，實現一種新的藥膳配方設計方法?貪婪算法是一種不追求最優解，只希望得到較為滿意解的方法?通過一系列的選擇來得到某個問題的最優解，對于算法的每個決策點都給出一個當時的最優選擇，每步都取當時的最優解，最后得到全局最優解的一個近似解[14-16]?

已知一組藥性組合和一組食物，它們之間為互不相交的子集A 和B，食物1 對應的藥性組合有2 個，分別為溫酸脾和溫酸胃；食物2 所對應的藥性組合有2 個，分別為寒苦脾和寒苦膀；食物3 所對應的藥性組合為3個，分別為寒苦胃?寒苦膀?寒苦肝，見圖1?本文的目標為：在集合A中找出最少的食物組合可以覆蓋集合B 中所有的藥性組合?

根據貪婪算法每步都尋求最優解的原則，第一步必定選取食物3，因食物3包含3個藥性組合寒苦胃?寒苦膀?寒苦肝，再將食物3所包含的3個藥性組合移走后，還剩下2 個藥性組合，分別為溫酸脾和溫酸胃，由于食物1 包含了其中的2個，食物2包含了0個，因此選取食物1為目標食物，最后根據貪婪算法算出的結果為食物1和食物3包含了全部的藥性組合?

1.4 以經典方劑白虎人參湯為例進行藥膳配方設計 現以經典方劑白虎人參湯的藥性組合模式為例，對基于貪婪算法的藥膳配方的設計進行闡釋?白虎人參湯出自于醫圣張仲景的《傷寒雜病論》，具有清熱?益氣?生津止渴，和表散熱的功效，臨床上常用來治療胃熱熾盛?氣陰虧虛型糖尿病?方中包含石膏?知母?甘草?粳米和人參5 味中藥?其藥性組合模式見表3?

統計得到此方劑提供的藥性組合模式為平甘心?平甘脾?平甘胃?平甘肺?平苦肺?平苦脾?平苦心?寒苦肺?寒苦胃?寒苦腎?寒甘肺?寒甘胃?寒甘腎?寒辛肺?寒辛胃?

以此方劑的藥性組合模式作為模版，結合食物藥性組合數據，利用貪婪算法在MatlabR2011a自編語句進行重新組方，得到了以白虎人參湯藥性組合模式為模板組成的食物方案共計18 則，見表4?

2 結果與討論

經過上述配方方法得到藥膳配方的整個過程可重復，可操作，但新藥膳配方的合理性仍需進一步分析，下面分別從中醫傳統理論?現代醫學研究角度對藥膳的功效進行了探討；并對新配方的適應性及食材用量進行了初步的研究?

2.1 藥膳配方的合理性論證 糖尿病在中醫上屬于消渴的范疇，《素問·奇病論篇》曰：“此肥美之所發也；此人必數食甘美而多肥也，肥實令人內熱，甘者令人中滿，故其氣上溢，轉為消渴?"《靈樞·五變》指出：“脾脆則善病消癉易傷?"《千金要方》曰“消之為病……盛壯之時，不自慎惜，快情縱欲，此皆由房室不節所致也?"《靈樞·五變》曰：“剛則多怒，怒則氣上逆，胸中蓄積，血氣逆留，寬皮充膚，血脈不行，轉而為熱，熱則消肌膚，故為消癉?"以上的論述是中醫對消渴病的病因?病機的認識?有的人由于平素嗜食肥甘，飯后少動導致飲食停滯，食滯而生熱，灼傷陰津?陰虛及氣?氣損及陽，最終至陰陽兩虛[17]；還有的人五臟因先天稟賦不足，后天失養而衰弱；房房勞過度易導致五臟虛弱，容易出現消渴??；七情失調則血脈不行，瘀久發熱，因而為消癉?《醫學衷中參西錄》云：“消渴一證，古有上?中?下之分，謂其證皆起于中焦而極于上下?"《本經》中也記載有“消渴"?“消癉"?“消中"?

在現代社會中糖尿病越來越成為一種常見病?多發病，它嚴重的威脅了人類的健康，中醫藥在治療糖尿病及其并發癥具有悠久的歷史以及不可替代的優勢[18]?近20 年來，中醫藥在治療糖尿病的一些關鍵環節凸顯優勢，在提高胰島素敏感性?減輕胰島素抵抗?保護β細胞的功能?調節集體循環與改善全身癥狀方面具有綜合效應[19]?

在這些以白虎人參湯藥性組合模式為模板組成的食物方案中，百合?蘆薈?苦瓜?獼猴桃?蓮子在臨床上均有報導可以治療糖尿病[20-25]?血糖是由食物中的碳水化合物直接轉化而來，因此糖尿病患者應該忌食含糖量大的食物，可多食雞?魚?蛋?奶?花生等含糖量少的食物；百合和苦瓜為天然降糖的食物，百合在我國藥食兩用已有上千年的歷史，百合歸心?肺經，具有寧心安神?潤肺止咳和清熱解毒等功效，現代的醫學研究證明：百合所含百合多糖和百合秋水仙堿等對多種疾病均有防治的作用，可降血糖?改善睡眠?抗腫瘤等作用，是理想的食療佳品[26]?苦瓜在我國也有悠久的食療歷史，其性寒味苦，具有清熱解暑?解毒等功效，苦瓜營養豐富，含有苦瓜皂苷等多種降糖物質，降糖的作用是比較緩慢而持久的，具有類似于胰島素的功效，因此一直是備受關注[27]?蘆薈也是我國傳統的食療產品，有實驗證明，蘆薈中所含的蘆薈多糖有顯著的降糖效果，對損傷的胰島組織結構具有修復作用，對肝糖原的合成有促進作用[28]?

飲食療法是糖尿病治療的基礎，合理的控制飲食有利于血糖水平的控制和減輕胰島β細胞負擔，使胰島的功能得到適當的恢復?因此，本文組出的食療方案可以輔助藥物治療，對于初期的2 型糖尿病及血糖較高還未確診為糖尿病的患者具有指導性的意義?

2.2 藥膳配方適應性及食物用量調整 藥膳配方的設計除考慮符合藥性配伍規律之外還需要結合現代營養學知識進行適應性的調整，此外需要考慮季節?時令等因素，例如鴨肉的營養價值很高，蛋白質含量高，脂肪含量低，是肉類中B族維生素和維生素E含量較多的，鉀?鐵?銅?鋅等礦物質的含量也非常豐富?尤其適宜夏秋季節食用，既能補充過度消耗的營養，又可消除暑熱給人體帶來的不適?因此藥膳配方的設計應因時制宜?因人制宜?因地制宜，綜合考慮多種因素?

此外藥膳配方配伍規律符合中藥方劑的配伍規律，但不完全等同于中藥方劑，其在用藥味數上小于中藥方劑[29]，各種食材的用量也與中藥方劑不同?確定一種藥膳的用量，首先需要確定總量，以每人每天食用量為標準，分2次食用，供2 d食用的以此類推?在總量的范圍內，按質量構成比例決定各種原料的用量?每種原料的一日用量，食物部分參照食物的營養素含量和膳食營養標準個人的食量確定；中藥材部分需參照中藥學或國家藥典規定?

以食療方案“百合?蘆薈?綠茶?西紅柿?鴨肉?花生?雞腿菇"為例，其中包含蔬菜類：百合?蘆薈?西紅柿?雞腿菇；肉類：鴨肉，利用這些食材可以搭配出多種菜肴，例如蘆薈炒百合?蘆薈百合鴨丁?西紅柿燒雞腿菇等等，配合莜麥面?蕎麥面主食，可以輕松組合出每日的營養套餐?多套方案可以交替應用，提供了飲食的多樣化選擇空間?此外，綠茶中含有兒茶素，抗氧化作用較強，能減緩腸內糖類的吸收，抑制餐后血糖上升，還可以防止血壓和血管的氧化，有效預防糖尿病合并動脈粥樣硬化，可以作為日常飲品?

3 結論

本文中藥膳配方的設計以經典方劑藥性組合模式為模板，基于中醫傳統藥性理論進行組方，同時結合現代營養學知識進行佐證，具備一定的合理性?可重復?可操作性?本研究為藥膳配方設計提供了具有中醫特色的通用方法，針對顧客身體狀況，在中醫辨證基礎上提供個性化的藥膳方案?為其量身設計出最佳飲食方案，以期達到治療效果最大化和副作用最小化，從而提供更有效?更具針對性的藥膳新配方?考慮到藥膳本身作為食物需具備的色?香?味?形等特點，目前仍有待進一步考慮藥膳作為食物本身的營養性特征?口味特征和烹飪工藝特征，從而使藥膳配方的設計更加完善?

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Formula method of medicated diet based on medicinal property combination patterns

MA Li， YAN Su-rong， LI Xiao-he， TAO Ou， WANG Yun， QIAO Yan-jiang

（Information Engineering Research Center for Traditional Chinese Medicines，

Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100102， China）

[Abstract] To propose a formula method of medicated diet based on medicinal property combination patterns in this paper under the context of lack of innovation in medicated diets. By analyzing the property combination patterns of traditional Chinese medicine and commonly used foods recorded in the pharmacopoeia， medicated diet formulae were optimized by using the greedy algorithm， with the property combination patterns of classical formulae based on the syndrome differentiation and treatment. In this paper， the Baihu Rensheng decoction， which is a classical formula for treating lung and stomach heat-derived diabetes， was taken for example in the formula design. As a result， totally 18 medicated diet formulae were developed and proved to be rational in the analysis on traditional Chinese medicines and nutriology. This method expands the way of thinking for personalized diet therapies and provides theoretical basis the industrial development and clinical application of medicated diets.

[Key words] property combination pattern； greedy algorithm； formula of medicated diet； personalization

doi：10.4268/cjcmm20141307

[責任編輯 張寧寧]