金银花（Lonicera japonica Thunb.）是忍冬科忍冬属双子叶植物，也被称为忍冬花、双花、二花等[1]，是药食同源的草本植物。作为清热解毒的中药，金银花在数千年前的《名医别录》里已有应用记载。现代科学进一步研究发现，金银花富含挥发油、有机酸（主要包括绿原酸、异绿原酸、咖啡酸等）[2]、黄酮、环烯醚萜苷、三萜皂苷、多糖等多种功能成分[3]，具有抗氧化、抗肿瘤、保肝和降糖等作用[4]。金银花中黄酮提取物能够抑制流感病毒释放[5]，可用于治疗病毒性疾病[6-7]，如对抗流感病毒的抗毒剂。金银花中的绿原酸可通过提高miR-223 的表达水平抑制NLRP3 的表达，降低轻脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）引起的炎症反应[8]。另有学者发现，金银花中的多酚、绿原酸和花青素在抗炎和抗肥胖方面表现出良好的效果[9]。目前金银花产品主要集中在牙膏、沐浴露、香皂、痱子水等日用品[10-13]和金银花柚子汁、金银花山楂汁等饮料[14-15]等方面，产品种类需要进一步开发。泡腾片是由主料、稀释剂、黏合剂、崩解剂、润滑剂和其它辅料组成的新型固体饮料，在水中崩解时会释放出大量二氧化碳而产生气泡[16]，具有体积小、吸收快、携带方便、口感良好、大众接受度高等特点[17-18]，多应用于制药行业。目前泡腾片在食品领域也有了广泛的应用，如苦瓜泡腾片[19]、芦荟牛奶泡腾片[20]、奶茶泡腾片[21]、蓝莓泡腾片[22]等，而金银花泡腾片的研制则鲜见相关文献报道。
层次分析（analytic hierarchy process，AHP）法和基于指标相关性的指标权重分析（criteria importance through intercriteria correlation，CRITIC）法分别从主观判断和客观信息方面进行的赋权方法。而AHPCRITIC 复合加权法则在两种方法基础上，能够进一步体现评价的客观性和科学性。本研究对比AHP、CRITIC和AHP-CRITIC 复合加权法，以金银花泡腾片的崩解时限、起泡性、感官评价作为评价指标，采用D-最优混料试验设计，优化金银花泡腾片配方，以期为扩大金银花的应用范围、丰富金银花制品种类提供一定的参考。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
金银花：河南艺福堂茶业有限公司；乳糖、柠檬酸（食品级）：睢县优宝嘉食品有限公司；碳酸氢钠（食品级）：江苏味门食品有限公司；聚乙二醇6000（polyethylene glycol 6000，PEG6000，分析纯）、聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpyrrolidone，PVP，分析纯）：天津市科密欧化学试剂有限公司。
电热鼓风干燥箱（DHG-9070A）：上海一恒科技有限公司；离心沉淀机（80-1）、磁力加热搅拌器（79-1）：江苏中大仪器科技有限公司；分析天平（FA2004）：上海上平仪器有限公司；旋转蒸发仪（RE-2000A）：郑州市亚荣仪器有限公司；循环水式多用真空泵[SHZ-D（III）]：河南佰泽仪器有限公司；傅里叶变换红外光谱仪（Spectrum 100）：Perkin Elmer 铂金埃尔默公司。
1.2 试验方法
1.2.1 金银花浸膏粉制备
取金银花50.0 g 粉碎过筛，采用水提法，60 ℃磁力搅拌1.5 h，料液比为1∶20（g/mL），以4 000 r/min 转速离心15 min，重复3 次，合并提取液，90 ℃旋转蒸发仪浓缩，在80 ℃鼓风干燥箱中干燥粉碎得到浸膏粉。
1.2.2 金银花泡腾片制备方法
取适量金银花浸膏粉，加入柠檬酸和乳糖混匀后过80 目筛，使用聚乙二醇包裹法，用熔融后的润滑剂PEG6000 将碱源碳酸氢钠包封起来，将其搅拌均匀、冷却粉碎后形成包裹物，与过筛后的柠檬酸和乳糖混合，然后用1% PVP 无水乙醇溶液制粒，压片干燥后即得金银花泡腾片成品。拟制备泡腾片0.6 g/片，饮用时在200 mL 温水中溶解[23]。
1.2.3 金银花泡腾片崩解时限测定
将泡腾片置于（25±5）℃的水中，计算片剂周围的气体停止逸出且泡腾片全部溶解时所需时间[24]。
1.2.4 金银花泡腾片发泡量测定
分别在10 支具塞刻度试管中放入泡腾片，加2.00 mL 水置于（37±1）℃水浴5 min，密塞，计算平均发泡量和20 min 内泡腾片最大发泡量体积[24]。
1.2.5 感官评价
采用评分法，由10 名受过感官评定培训的人员对泡腾片溶液的口感、色泽和气味进行评价。感官评价标准如表1 所示。
表1 感官评价标准
Table 1 Sensory evaluation standards of honeysuckle effervescent tablets
评分项目口感（40 分）色泽（20 分）气味（40 分）评分细则口感差，味道淡口感有焦腻味口感柔和，味道适中饮料颜色微黄饮料颜色较黄饮料颜色为黄色有微量香味有焦味有金银花香味评分0～＜15 15～＜30 30～40 0～＜7 7～＜15 15～20 0～＜15 15～＜30 30～40
1.2.6 权重系数的确定
1.2.6.1 AHP 法计算权重系数
根据金银花泡腾片崩解时限指标、发泡量指标和感官评定指标的重要程度建立优先判断矩阵。通过调整和计算矩阵特征向量Wi 和最大特征根（λmax）的一致性比例因子（consistency scale factor，CR）至小于0.1，判断该矩阵是否通过一致性检验。
1.2.6.2 CRITIC 法计算权重系数
将指标结果进行标准化处理，采用最小-最大标准化法，指标成分值=[（实测值-最小值）/（最大值-最小值）]×100。计算各指标的标准差（σj）、冲突性（Rj）=Σ（1-rij）、综合权重系数（Cj）=σj Rj和客观权重系数（Wj）=Cj/ΣCj。
1.2.6.3 AHP-CRITIC 法计算权重系数
通过AHP 法和CRITIC 法分别计算得到金银花泡腾片崩解时限、起泡性、感官评价的相关权重系数，计算公式为复合权重（W 复合ij）=WAHP-ij×WCRITIC-ij/∑（WAHP-ij×WCRITIC-ij）。
1.2.7 金银花泡腾片结构表征
参考文献[25]的测量条件，采用KBr 压片处理法，称取2～3 g 的KBr 和20～30 mg 的样品于玛瑙研钵中，研磨成细粉，将研磨好的混合物进行压片，压片时间2～3 min，压力在10～15 MPa。将制好的片放入傅里叶变换红外仪中扫描，导出数据进行分析。分别将金银花泡腾片粉末以及空白泡腾片粉末进行红外光谱扫描，扫描范围400～4 000 cm-1。
1.3 数据处理
采用Design-Expert 11 软件，进行D-最优混料的设计。利用AHP、CRITIC 和AHP-CRITIC 复合加权方法得到的加权系数，对试验结果进行赋权。利用SPSS 20.0对3 种不同赋权法的综合得分进行相关系数的分析。
2 结果与分析
2.1 权重系数计算结果与分析
2.1.1 AHP 法计算权重系数结果
根据AHP 法，本试验3 个指标中分为3 个层次，确定指标优先顺序为感官评分＞崩解时限＞起泡性，优先判断矩阵如表2 所示。依据算数平均法求解[26]，崩解时限、起泡性和感官评价各指标的权重系数分别为0.286、0.175、0.539。最大特征根（λmax）为3.016，一致性指标（consistency indicators，CI）为0.008，由n=3 查表得随机一致性指标（random consistency index，RI）为0.580，CR 计算为0.014＜0.1，即指标优先比较矩阵通过一致性检验，表明各评价指标权重系数有效。
表2 AHP 法的金银花泡腾片指标优先判断矩阵
Table 2 Priority judgment matrix of honeysuckle effervescent tablets by the AHP method
指标成分崩解时限起泡性感官评价崩解时限1 1/2 2起泡性2 1 3感官评价1/2 1/3 1
2.1.2 CRITIC 法计算权重系数结果
将各指标结果标准化处理后进行分析计算，各指标间的相关系数rij 使用SPSS 20.0 软件计算得出，构成矩阵（Aij）结果如表3 所示。
表3 CRITIC 法中金银花泡腾片指标的相关系数
Table 3 Correlation coefficients of evaluation indicators of honeysuckle effervescent tablets by the CRITIC method
指标成分崩解时限起泡性感官评价崩解时限1-0.724 0.732起泡性-0.724 1-0.406感官评价0.732-0.406 1
依据表3 中相关系数的计算结果，按照CRITIC法计算的相关指标数据结果如表4 所示。
表4 CRITIC 法计算的相关指标数据
Table 4 Weight coefficients of relevant indicators determined by CRITIC
指标成分标准差（σj）冲突性（Rj）综合权重系数（Cj）客观权重系数（Wj）崩解时限29.08 1.992 57.927 0.289起泡性26.28 3.130 82.256 0.410感官评价36.09 1.674 60.415 0.301
由表4 可知，依据CRITIC 法计算得到的崩解时限、起泡性、感官评价各指标的客观权重系数分别为0.289、0.410 和0.301。
2.1.3 AHP-CRITIC 复合加权法计算权重系数结果
利用SPSS 20.0 软件对AHP 法和CRITIC 法计算得到的两种权重系数之间的Pearson 相关系数为-0.671，两者之间的相关性并不明显（P=0.532＞0.05），这说明AHP 和CRITIC 两种计算方法得出的权重系数之间反映的信息不具有叠加性。从主客观两方面来看，AHP-CRITIC 复合加权法比单一加权方法更加科学、合理、稳定。采用AHP-CRITIC 复合加权法得到的金银花泡腾片指标中崩解时限、起泡性和感官评分的复合权重系数分别为0.261、0.227、0.512。将通过D-最优混料试验得到的金银花泡腾片试验数据分别利用AHP、CRITIC 和AHP-CRITIC 复合加权法所得到的加权系数进行赋权，所得到的综合得分如表5 所示。
表5 金银花泡腾片3 种赋权法的综合评分
Table 5 Overall scores of honeysuckle effervescent tablets by three weighting methods
编号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 AHP 法19.84 61.97 78.52 50.33 76.93 9.77 62.48 45.71 74.88 74.65 19.61 42.66 21.06 17.50 47.54 65.58 CRITIC 法16.80 49.38 64.83 39.80 60.48 18.10 46.11 40.60 60.06 55.18 33.27 48.20 25.74 41.00 45.76 56.12 AHP-CRITIC 复合加权法18.38 58.16 75.90 48.17 73.66 11.29 59.34 44.92 72.27 71.32 22.38 44.62 22.32 22.70 48.15 64.76
将3 种赋权方法计算得到的综合得分数据使用SPSS 20.0 软件展开相关系数分析。结果显示，AHP 法与CRITIC 法综合得分之间的相关系数为0.909，AHP法与AHP-CRITIC 复合加权法之间的相关系数为0.997，CRITIC 法与AHP-CRITIC 复合加权法之间的相关系数为0.936，三者之间相关性显著（P＜0.05），即3 种赋权法得到的评分结果具备一致性。
2.2 金银花泡腾片优化结果与分析
2.2.1 D-最优设计结果与分析
根据前期预试验，将PEG6000 总量固定为5%，优选出各物料设计因素及目标范围见表6。以金银花泡腾片的崩解时限、发泡量和感官评价为评价指标，使用Design-Expert 11 软件进行D-最优混料试验设计，对泡腾片混料比例进行优选。
表6 混料设计因素及目标范围
Table 6 Ingredients and target content ranges of formula design
因素A B C物料名称金银花浸膏粉乳糖崩解剂低值/%10 30 35高值/%30 45 50
综合评分的计算以AHP-CRITIC 复合加权法确定的权重系数来计算，所得结果如表7 所示。
表7 金银花泡腾片优化的D-最优混料试验结果
Table 7 D-optimal mixture design and test results of honeysuckle effervescent tablets
试验编号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16金银花浸膏粉含量/%12.00 30.00 20.57 17.00 20.57 10.00 24.60 15.16 21.00 21.00 10.00 15.00 12.00 10.76 15.32 20.57乳糖含量/%45.00 30.00 32.53 43.00 32.53 38.75 33.40 39.53 39.00 39.00 38.75 30.00 45.00 34.24 34.68 32.53崩解剂含量/%38.00 35.00 41.89 35.00 41.89 46.25 37.00 40.31 35.00 35.00 46.25 50.00 38.00 50.00 45.00 41.89崩解时限/s 178 280 238 195 241 120 209 170 220 210 127 130 118 97 135 165起泡性/mL 6.0 6.5 9.0 7.3 8.0 9.0 6.9 8.7 8.6 7.5 11.5 12.0 9.4 14.5 10.5 10.0感官评分73 80 85 80 85 71 83 79 85 86 72 78 74 71 80 84综合评分18.38 58.16 75.90 48.17 73.66 11.29 59.34 44.92 72.27 71.32 22.38 44.62 22.32 22.70 48.15 64.76
2.2.2 模型拟合结果与分析
以综合评分为评价指标，应用Design-Expert 11 软件对结果进行模型拟合，结果发现二次式拟合模型具有显著的统计学意义（P＜0.05），故选择二次式模型对试验结果进行模型拟合。综合评分=56.33A-10.14B+11.94C+164.27AB+122.28AC+54.85AC，以综合评分为响应面，模型P＜0.05，R2=0.949 7，校正后R2Adj=0.924 5，信噪比Adeq Precision=14.840 2＞4，这表明该模型具有良好的拟合性和较小的误差。通过Design-Expert 11软件得到的金银花浸膏粉、乳糖、崩解剂与综合评分之间的3D 响应曲面图如图1 所示。
图1 金银花浸膏粉、乳糖、崩解剂含量与综合评分之间的3D响应面
Fig.1 3D response surface plots between the percentage of honeysuckle infusion powder，lactose，disintegrant and composite score
三者相互作用显著情况可通过响应面图来分析，曲面的倾斜程度与显著性成正比，由图1 可知，响应面曲面坡度较大，说明三者之间的相互作用对综合评分的影响显著。
2.2.3 验证试验结果与分析
通过Design-Expert 11 软件对金银花混料进行优化，优化目标为综合评分最高值，得到最优结果为金银花浸膏粉含量23.40%、乳糖含量34.40%、崩解剂含量37.20%，PEG6000 含量5%。按照上述的预测最优条件进行3 次验证试验，计算偏差[偏差=（预测值-实测值）/预测值×100%]，综合评分预测值与实测值的偏差分别为3.1%、1.2%和1.4%，表明所建立的数学模型有良好的准确性和实用性。
2.3 金银花泡腾片结构分析
利用傅里叶变换红外光谱研究金银花泡腾片结构，为其产业应用提供基础数据。图2 为金银花泡腾片的红外光谱图。
图2 空白泡腾片和金银花泡腾片的红外光谱图
Fig.2 Infrared spectra of blank effervescent tablets and honeysuckle effervescent tablets
由图2 可知，对比空白泡腾片和金银花泡腾片红外图谱发现，二者红外谱图图形基本相似，但整体向右偏移。在3 250～3 650 cm-1 内，金银花泡腾片谱带有所加宽，此波长范围属于羟基（O—H）的伸缩振动，而金银花中的多酚与绿原酸均含有酚羟基，推测是该成分增多导致的；1 650～1 900 cm-1 和1 500～1 690 cm-1 吸收峰变化分别由于该区域属于C O 键和C C 键的伸缩振动峰，可归功于绿原酸中该基团振动；而860～900 cm-1 吸收值增加则与绿原酸的苯环取代有关，这与余格等[27]研究的不同花期金银花的傅里叶变换红外图谱结果是一致的。
3 结论
本研究以金银花为原料制得金银花泡腾片，以泡腾片的崩解时限、起泡性和感官评价作为评价指标进行综合评价。通过D-最优混料设计优化分析，得到金银花泡腾片的最优组合配方为金银花浸膏粉含量23.40%、稀释剂乳糖含量34.40%、崩解剂含量37.20%、PEG6000 含量5%。结果表明，经优化后的配方各项指标均与预测值符合，从而获得了具有较好口感和崩解性的金银花泡腾片。
本研究为金银花的综合利用提供了参考，所使用的AHP-CRITIC 复合权重方法还可为相关产品生产过程中的多指标综合评价问题提供新的思路。
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