基于数据挖掘探讨中药在化妆品中的应用规律及作用机制.pdf
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1、专论与综述2023年8月第4期Aug.2023,No.4香料香精化妆品FLAVOUR FRAGRANCE COSMETICS8www.ffc-www.ffc-摘 要为了探讨中药类别、药性、功效、化学成分和化妆品功效之间的关联性,分析中药在化妆品中的应用规律,分别从中医和现代医学角度阐述中药的作用机制。以已使用化妆品原料目录(2021 版)中的中华人民共和国药典药材品种为研究对象,对中药的类别、药性、功效和化学成分进行统计分析。汇总中药在化妆品中的应用现状,并进行关联结果验证。纳入研究的中药有 383 种,其中清热药 69 种、补虚药 52 种、活血化瘀药 33 种;与抗菌功效关联密切的中药为清
2、热药,性温、寒,味苦、辛,归肝、肺经,功效清热、解毒,主含挥发油、黄酮类成分;与抗衰老功效关联密切的中药为补虚药,性温、平,味苦、甘,归肝、肺、胃经,功效清热、解毒,主含黄酮类、挥发油成分等。综上,中药类别、药性、功效、化学成分和化妆品功效之间存在一定的关联性。关键词中药 化妆品 关联分析 作用机制 数据挖掘Application and Mechanism of Traditional Chinese Medicine in Cosmetics Based on Data Mining*YAN Zhipan1 LI Yun2#LI Xiujuan1 MIAO Xiaolou3(1.Gansu
3、 Provincial Hospital of Traditional Chinese Medicine,Lanzhou 730050,Gansu,China;2.Gansu University of Traditional Chinese Medicine,Lanzhou 730030,Gansu,China;3.Lanzhou Institute of Husbandry and Pharmaceutical Science of CAAS,Lanzhou 730050,Gansu,China)Abstract:To explore the relationship between th
4、e categories,properties,efficacy,chemical composition of traditional Chinese medicine(TCM)and the efficacy of cosmetics,the writers analyzed the application rules of TCM in cosmetics,and expatiated the mechanism of TCM from the perspective of traditional Chinese medicine and modern medicine.Taking t
5、he varieties of the Pharmacopoeia of the peoples Republic of China in the Catalogue of Used Cosmetic Raw Materials(2021)as the research object,the categories,properties,efficacy and chemical components of TCM were statistically analyzed.The application status of TCM in cosmetics was summarized and t
6、he correlation results were verified.There are 383 kinds of TCM,including 69 kinds of heat-clearing medicines,52 kinds of tonifying medicines,and 33 kinds of blood-promoting and blood-stasis medicines.The TCM closely related to antibacterial efficacy is heat clearing medicine,which has warm and cold
7、 nature,bitter and pungent taste,and belongs to the liver and lung meridians.It has heat clearing and detoxifying effects,and mainly contains volatile oil and flavonoids.The TCM closely related to the anti-aging effect is the tonic medicine,which is warm and flat in nature,bitter and sweet in taste,
8、belongs to the liver,lung and stomach meridian,and has the effect of clearing heat and detoxifying.It mainly contains flavonoids,volatile oil,*基金项目:甘肃省重点研发计划项目(编号21YF5FA132)收稿日期:2022-07-04;修回日期:2022-08-02作 者1.甘肃省中医院,甘肃兰州 730050;2.甘肃中医药大学,甘肃兰州 730030;3.中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所,甘肃兰州730050 闫治攀1 李 芸2#李秀娟1 苗小楼3
9、基于数据挖掘探讨中药在化妆品中的应用规律及作用机制*专论与综述闫治攀,等作 者 简 介闫治攀(1988),男,硕士,主管中药师,主要从事中药炮制与制药工艺研究。#通信作者:李芸(1973),女,博士,教授,博士生导师,主要从事中药制药工艺研究。联系电话:18193140379E-mail:DOI:10.20099/j.issn.1000-4475.2022.0149第 4 期专论与综述闫治攀,等:基于数据挖掘探讨中药在化妆品中的应用规律及作用机制9www.ffc-etc.There is a certain correlation among the categories,properties
10、,efficacy,chemical composition of TCM and the efficacy of cosmetics.Keywords:traditional Chinese medicine cosmetics relevance analysis mechanism data mining随着社会发展,人们对美的追求成为一种时尚,绿色、安全、健康等已成为化妆品发展的主要目标。虽然我国已是化妆品第二大消费市场,但由于我国化妆品行业起步较晚,与国外还存在一定的差距。因此,化妆品行业“十四五”规划在科学技术方面明确指出:应加强皮肤衰老机理、分子机制和分子构效关系、基因工程、皮肤
11、微生态等基础研究,运用现代科学技术进行我国特色植物资源成分鉴别、有效组分的吸收传输机理等研究 1。同时,鼓励和支持运用现代科学技术,结合我国传统优势项目和特色植物资源研究开发化妆品 2。在强调基础研究中,分子机制和分子构效关系是阐明中药在化妆品中发挥作用的主要途径之一,也是目前研究的热点;皮肤微生态研究体现的是应从整体角度阐述其作用机理,这也符合中医药的整体观思想,易于充分发挥我国传统中药优势及特色。目前,关于中药在化妆品中的应用情况及作用机制多采用“成分功效”模式,而从中医药理论角度阐述中药在化妆品中的应用规律及作用机制鲜有报道。基于上述缘由,以已使用化妆品原料目录(2021 年版)中的中华
12、人民共和国药典药材品种为研究对象,运用现代数据挖掘手段,从中医药角度结合现代药理学阐明中药在化妆品功效中的应用规律及作用机制,为中药在化妆品中的开发应用提供理论依据。1 材料和方法 1.1 研究对象收集 依据已使用化妆品原料目录(2021 年版)3,以其拉丁名称为研究对象,筛选药典中药材品种为研究对象。1.2 化妆品功效 依据化妆品功效宣称评价规范(2021 年版)4和中药化妆品学 5对化妆品功效进行归纳分析。1.3 中药材功效统计 依据中华人民共和国药典一部(2020 年版)各药材项下功效为统计对象,将四字功效进行拆分,例如“清热解毒”拆分为“清热”和“解毒”;将相似功效进行合并,如将“除热
13、”、“泻热”、“散热”、“退热”统称为“清热”;“化湿”、“散湿”、“除湿”、“清湿”统称为“祛湿”等,然后将二字功效进行统计分析。1.4 中药药性统计根据普通高等教育“十一五”国家级规划教材-高学敏主编的中药学结合中华人民共和国药典一部(2020 年版),将四气分为寒、微寒、凉、平、温、微温和热 7 种;五味分为苦、甘、辛、酸、涩、咸和淡 7 种;脏经分为心经、肝经、脾经、肺经和肾经;腑经分为胃经、胆经、小肠经、大肠经、膀胱经、心包经和三焦经。1.5 化学成分分类 根据匡海学主编的中药化学将化学成分分为多糖、黄酮类、三萜类、挥发油、萜类、生物碱等 22 种。1.6 数据统计分析 以 Exce
14、l 2020 进行频次统计分析;采用 IMB SPSS 20.0 软件系统聚类法中的组间连接法,使用Pearson 相关性,对化妆品功效进行聚类分析,绘制树状图,分析功效之间关系;采用 IMB SPSS Modeler 18.0 软件中的关联分析法(Apriori 算法),进行中药间的类别、药性、功效和化学成分关联性分析。2 中药在化妆品中的应用现状2.1 药典品种在已使用化妆品原料目录(2021年版)收录情况 已使用化妆品原料目录(2021 年版)中共收录化妆品原料 8 972 种,其中涉及中药材(药典品种)提取物 1 177 种(含非药用部位 269 种),占比13.12%。经统计,涵盖药
15、典中药材品种383种,药用植物 473 种。2.2 中药种类分析 依据中药学药物分类方法,将纳入统计的 383 种中药分为清热药、解表药、补虚药和祛风湿药等 23 类,其中化妆品原料主要以清热药(69种)、补虚药(52 种)、活血化瘀药(33 种)、理气药(28 种)、利水渗湿药(26 种)和解表药(25种)等为主,结果见表 1。专论与综述2023 年 8 月香料香精化妆品10www.ffc-2.3 中药功效分析 据统计,383 种中药功效包含清热、止痛、解毒、祛湿等 251 种,总频次为 1 659,其中以清热、止痛、解毒、祛湿、理气、疏风、消肿和保肝等为主。前 24 位功效出现的频次总占比
16、为 62.82%,结果见表 2。2.4 中药药性(四气、五味和归经)统计分析 从统计结果显示,中药化妆品原料四气以温和寒为主;五味以苦、甘和辛为主,主要归肝、肺、脾、胃经,结果见表 3。2.5 中药化学成分统计分析 这 22 种中药化学成分,以黄酮类化合物(频次 162、占比 14.65%)、挥发油(频次 148、占比13.38%)、脂肪(频次 105、占比 9.49%)、三萜类(频次 94、占比 8.50%)和氨基酸(频次 84、占比表 1 化妆品原料中中药分类统计及占比类别数量占比/%清热药6918.02补虚药5213.58活血化瘀药338.62理气药287.31利水渗湿药266.79解表
17、药256.53止血药184.70收涩药184.70化痰止咳平喘药184.70祛风湿药164.18温里药143.66平肝熄风药133.39安神药112.87消食药82.09开窍药82.09化湿药82.09润下药61.57驱虫药30.78拔毒生肌药30.78杀虫止痒药20.52攻下药20.52泻下药10.26祛风散寒药10.26表 2 化妆品原料中中药功效统计及占比(前 24 位)功效频次占比/%清热1116.69止痛794.76解毒754.52祛湿744.46理气633.80疏风543.25消肿482.89保肝472.83祛痰422.53益肾412.47活血392.35止血382.29凉血342
18、.05祛瘀331.99通经络331.99利尿321.93健脾271.63健胃271.63和中261.57安神251.51益肺251.51消食231.39明目231.39生津231.397.59%)为主要成分,具体结果见表 4。2.6 中药化妆品原料功效统计分析 根据化妆品功效宣称分类目录和中药化妆品学将化妆品功效分为染发、烫发、祛斑美白、防晒、防脱发、祛痘、滋养、修护、清洁和保湿等 34 种功效。对 383 种中药化妆品原料功效分析的结果显示:以中药作为化妆品原料发挥的功效主要体现在:抑菌、抗氧化、抗炎、抗衰老、祛斑美白、保湿、生发和祛痘等方面,结果见图 1。2.7 化妆品功效聚类分析 采用
19、IMB SPSS 20.0 软件对化妆品 34 种功效中出现频次大于等于 10 进行聚类分析,根据聚类树状图(见图 2)分析,当类间距为 25 时,可形成 4 个聚类。第一类:保湿、抗皱、抗衰老、抗氧化、祛斑美白、减肥、防脱发和生发;第二类:护发、第 4 期专论与综述闫治攀,等:基于数据挖掘探讨中药在化妆品中的应用规律及作用机制11www.ffc-表 3 化妆品原料中中药四气、五味和归经统计及占比四气五味归脏经归腑经气频次占比/%味频次占比/%脏经频次占比/%腑经频次占比/%温10727.94苦19232.11肝19530.14胃12750.00寒9324.28甘17128.60肺13721.
20、17大肠5220.47平8020.89辛13823.08脾11918.39膀胱3413.39微寒4912.79酸294.85肾10516.23胆207.87凉266.79涩294.85心9114.06小肠145.51微温225.74咸274.52心包41.57热61.57淡122.01三焦31.18表 4 化妆品原料中中药化学成分统计及占比成分频次占比/%黄酮类16214.65挥发油14813.38脂肪1059.49三萜类948.50氨基酸847.59糖类787.05生物碱676.06萜类615.52甾体类464.16矿物质443.98黄酮类16214.65蛋白质373.35维生素312.80
21、鞣质302.71香豆素292.62苷类272.44醌类242.17木脂素211.90树脂110.99强心苷40.36多肽30.27蛋白质373.35图 1 中药化妆品原料功效统计分析图乌发、控油、芳香和除臭;第三类:抑菌、抗炎、祛痘、清洁和紧致;第四类:舒缓、抗过敏、去屑、滋养、抑毛、染发和防晒。3 中药化妆品原料功效与类别、药性和化学成分之间的关联性分析运用 IMB SPSS Modeler 18.0 软件,采用 Apriori算法对化妆品功效中涉及的中药进行关联分析,设定最小支持度为 10%,最小置信度为 80%,最大前项数为 5,结果按照提升度由大到小排序。由表 5 可以看出,中药化妆品
22、原料主要来源于清热药和补虚药,性寒、温,味苦、甘、辛,归肾、脾、肝经,功效为清热解毒、理气止痛和益肾保肝,主要化学成分为挥发油,与前述的数据统计结果相同。4 中药化妆品原料功效中医机理阐述及关联结果分析结合图 1、2,针对中药化妆品原料在化妆品中的主要功效抑菌、抗衰老(抗氧化)、抗炎、祛斑美白、保湿、生发、祛痘、除臭和减肥等中医机理及治则进行阐述,对其类别、药性、功效和化学成分进行关联分析,同时对关联结果进行归纳总结,结果见表 6。各化妆品功效代表性中药见表 7。通过表 7 中各化妆品功效代表性中药的类别、抑菌抗氧化抗炎抗衰老祛斑美白保湿生发祛痘除臭减肥抗皱抗过敏滋养防脱发控油紧致防晒乌发去屑
23、芳香舒缓护发染发抑毛清洁去角质修护乳化促渗脱毛爽身防断发润肤剃须25020015010050019819017714713312971595655423631282522191918171514111110976653311功效频次专论与综述2023 年 8 月香料香精化妆品12www.ffc-图 2 化妆品功效聚类分析树状图抗衰老抗氧化祛斑美白减肥保湿抗皱防脱发生发护发乌发控油芳香除臭抑菌抗炎祛痘清洁紧致舒缓抗过敏去屑滋养抑毛染发防晒122321581141718191691022245713142520621132515520100表 5 化妆品功效与药性、成分关联性分析表功效前项后项支持
24、度/%置信度/%提升度抑菌清热药解毒、寒、清热、苦10.1090.003.56清热药寒、清热、黄酮类10.6180.953.21脾理气、温、辛、挥发油10.6185.712.74抗氧化肾益肾、甘10.00100.003.39清热清热药、解毒10.5390.003.17甘补虚药、糖类10.0089.471.77抗炎清热药解毒、清热、苦10.1794.444.08清热药寒、清热、黄酮类10.7384.213.64辛温、脾、挥发油10.1788.892.46抗衰老清热清热药、黄酮类10.8887.503.06辛温、脾、挥发油12.9384.212.53甘补虚药、糖类12.93100.002.01祛斑
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- 基于 数据 挖掘 探讨 中药 化妆品 中的 应用 规律 作用 机制
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