基于模糊数学法的醋味漱口水制备工艺优化

王媛媛 管文璇 王浩 张凯 张阔

摘要：为制备一种清洁抑菌的醋味漱口水。采用模糊数学矩阵建立漱口水的感官品质模型，通过设计单因素试验和正交试验优化醋味漱口水制备工艺，并对最优配方下的漱口水进行质量评价和抑菌试验。结果表明：制备醋味漱口水的最优配方为金银花白茶混合液14%，八度酸老陈醋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%，超净水65.65%。在该条件下制得的漱口水具有清新醋味，且对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌有一定的抑菌作用。

关键词：老陈醋；漱口水；模糊综合评价；正交试验；抑菌作用

中图分类号：TQ658.4 文献标志码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20230322

基金项目：山西省高等学校科技创新项目（2022L644）；山西省大学生创新创业训练计划项目（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

大健康時代背景下，口腔卫生成为现代人关注的焦点之一。漱口水作为一种新型的口腔保健用品逐渐受到快节奏都市人的喜爱[1]。现有的含漱液、漱口水等产品易获取、见效快，效果好。但长期服用易造成口腔黏膜表面与牙齿着色，舌苔发黄，味觉改变等[2-3]。

老陈醋作为日常生活中的必需品，除作为调味料外还具有杀菌、消肿、保健等功效[4]。《本草纲目》中记载，“醋能消肿、散火气、杀邪毒、理诸药”。临床研究发现：用醋漱口后刷牙能够清除结石和口臭，一定程度抑制口腔细菌生长。吴丽霞[5]研究发现，定期洗牙配合含醋治疗可有效清除牙结石沉积。王雪霖等[6]以田七、绿茶、野菊花提取物为原料，开发出一款既具清新口腔、抗炎、清热解毒，还可减少牙菌斑的漱口水。刘德林等[7]以金银花及绿茶提取物、薄荷油、甘油、乙醇、柠檬酸、甜菊糖为原料，开发出具有清洁口腔、抑菌等作用的漱口水产品。

本试验以金银花、白茶、山西老陈醋、甘草、薄荷、木糖醇、丙二醇为原料，研制出一款清洁抑菌的醋味漱口水，并对其工艺进行研究，以期为其未来产业化生产提供一定的依据。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

八度酸老陈醋：手工八年陈酿，太原市东湖醋业有限公司；福鼎白茶、甘草、薄荷、金银花：太原市美特好超市；木糖醇（食品级）：河南万邦实业有限公司；大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌：由山西工商学院食品微生物实验室提供。

1.2 仪器与设备

FW100型高速粉碎机：北京市永光明医疗仪器有限公司；FA1004型电子天平：上海精科天平有限公司；HH-2型数显恒温水浴锅、TGL-16型低速离心机、SPJ-150型恒温培养箱：常州市金坛大地自动化仪器厂；PHS-3C型酸度计：上海雷磁仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 漱口水制备工艺流程

原料称量→粉碎→浸泡→水提→离心→过滤→调配→灭菌→灌装密封→漱口水

1.3.2 金银花、白茶、甘草和薄荷提取物的制备

（1）金银花、白茶、甘草提取物的制备：分别将金银花、白茶、甘草粉碎后，按质量比为1∶15添加超净水预浸泡30 min，再置于80 ℃下保温浸提40 min，收集滤液；将滤渣再加一定量的超净水，于80 ℃下继续保温浸提30 min，过滤，合并滤液。于4 000 r/min离心10 min，取上清液得到金银花提取物、白茶提取物、甘草提取物。

（2）薄荷提取物的制备：将干薄荷叶粉碎后，按质量比为1∶15添加超净水预浸泡20 min，再置于50 ℃下保温浸提30 min，收集滤液；将滤渣再加一定量的超净水，于50 ℃下保温浸提30 min，过滤，合并滤液。于4 000 r/min离心10 min，取上清液得到薄荷提取物。

1.3.3 单因素试验

选取金银花白茶混合液添加量、八度酸老陈醋添加量、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、丙二醇添加量作为单因素试验的因素变量。根据预试验结果确定，金银花白茶混合液（250 mg/mL金银花和250 mg/mL白茶体积比1∶2）添加量分别取9%、12%、15%、18%、21%；八度酸老陈醋添加量分别取0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%；甘草提取物添加量分别取3%、4%、5%、6%、7%；薄荷提取物添加量分别取5%、6%、7%、8%、9%；木糖醇添加量分别取0%、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%；甘油添加量分别取3%、4%、5%、6%、7%；丙二醇添加量分别取3%、4%、5%、6%、7%。通过感官评价结合模糊综合评定分别讨论各因素对漱口水品质的影响。

1.3.4 正交优化试验

基于单因素试验结果，采用L18（37）正交试验及模糊综合评定感官评分法确定漱口水的最优制备工艺，因素与水平见表1。

1.3.5 模糊综合评定模型的建立

参考耿晓圆等[8]、李炜等[9]的方法建立漱口水模糊数学感官评价方法。根据醋味漱口水感官评分标准（表2），首先分别确定评价因素集、因素权重集和评语集。本试验采用色泽、气味、口感、質地4个因素作为评定指标，则评价因素集U={u色泽，u气味，u口感，u质地}；评语集V={V好（5分），V较好（4分），V一般（3分），V较差（2分），V差（1分）}；因素权重集A={0.3，0.2，0.3，0.2}。S为从U到V的模糊映射，R则表示综合评价结果集，计算公式为R=A×S。为最终产品的模糊综合感官评分Y，为模糊感官结果集R与评价集中对应分值的乘积。

1.3.6 漱口水质量评价

依据标准QB/T 2945—2012，从感官、理化、微生物三方面对产品进行质量评价。

1.3.7 抑菌试验

以口腔炎症常见致病菌如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌作为试验菌种。采用双层平板打孔法[10]，考察制备的醋味漱口水的抑菌作用，并以市场上常见漱口水为阳性对照。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 金银花白茶混合液添加量的确定

不同添加量金银花白茶混合液对应5组漱口水感官评价结果见表3，根据感官评价结果获得模糊矩阵。

以金银花和白茶混合液添加量为9%的样品的模糊关系矩阵S1为例进行数据处理：

由模糊综合评分可知，金银花白茶混合液添加量不同（9%、12%、15%、18%、21%）的漱口水评分不一样。由图1可知，随着金银花白茶混合液添加量的增加，漱口水的感官评分先上升后下降，当添加量达到15%时，漱口水感官评分最高。少量的添加能够丰富漱口水的滋味，同时提升漱口水的抑菌效果；但当添加量高于15%时，漱口水出现一定的苦涩味，且透明度降低，可能是金银花中含有一定量的绿原酸、茶多酚类及植物碱造成的[7，11]。因此，金银花白茶混合液添加量确定为15%。

2.1.2 老陈醋添加量的确定

由图2可知，随着老陈醋添加量的增加，漱口水感官评分先上升后迅速下降；当老陈醋添加量为0.2%时，漱口水感官评分最高。这可能是由于老陈醋主要影响漱口水的酸度，一定量的陈醋可以起到杀菌消炎的作用；但老陈醋添加量超过2%时，将会使漱口水糖酸比失调，酸味较强，易使人在漱口后产生不适感，也会产生一定的副作用。因此，老陈醋添加量确定为0.2%。

2.1.3 甘草提取液添加量的确定

由图3可知，随着甘草提取物添加量的增加，漱口水感官评分先上升后迅速下降；在添加量为6%时，漱口水感官评分最高。甘草有增加产品稳定性的作用，并能改善产品的口感，但加入量过多会使漱口水的中药味增加，从而影响漱口水的感官质量。因此，甘草添加量选择为6%。

2.1.4 薄荷提取物添加量的确定

由图4可知，随着薄荷提取物添加量的增加，漱口水的感官质量先上升后下降；当添加量达到6%时，漱口水感官评分最高。添加一定量的薄荷提取物可以掩盖其他原料气味，赋予漱口水一定的清凉味，使其具有清新口气的效果。但薄荷提取物加入过多将会产生刺激气味和不适口感，且使漱口水透明度下降，导致漱口水感官质量降低。因此，薄荷提取物添加量确定为6%。

2.1.5 木糖醇添加量的确定

木糖醇主要起到增加漱口水甜度及掩盖金银花及茶叶提取物苦涩味的作用。由图5可知，随着木糖醇添加量的增加，漱口水感官评分迅速升高，当添加量达到0.05%时，漱口水感官评分最高；随着木糖醇添加量的进一步增加，感官评分逐渐降低。少量木糖醇的添加可赋予漱口水一定的甜味，但添加过多则会导致漱口水产生苦味，致使其感官质量降低。因此，木糖醇添加量确定为0.05%。

2.1.6 甘油添加量的确定

甘油可赋予漱口水一定的黏度及甜度，使漱口水具有爽滑的口感。由图6可知，随着甘油添加量的增加，漱口水感官评分先上升后逐渐下降；添加量达到4%时，漱口水感官评分最高。添加量超过4%后会使漱口水黏稠度增加，降低漱口水感官質量。因此，甘油的添加量确定为4%。

2.1.7 丙二醇添加量的确定

丙二醇在漱口水中充当保湿剂的作用，赋予漱口水一定的黏度，使漱口水具有爽滑的口感，使漱口水各组分稳定。由图7可知，随着丙二醇添加量的增加，老陈醋多功能漱口水的感官评分先上升后逐渐下降；添加量达到4%时，漱口水感官评分最高；当添加量超过4%时，将会使漱口水黏稠度增大，从而降低漱口水感官评分。因此，丙二醇添加量确定为4%。

2.2 正交优化试验

由表4可知，各因素对漱口水感官评分影响的主次关系为RF>RA>RG>RE>RC>RB>RD，试验条件下优化水平的最佳配比为A1B2C1D2E3F3G2，即金银花白茶混合液14%，八度酸老陈醋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%，超净水65.65%。

对正交试验的最佳工艺组合A1B2C1D2E3F3G2进行验证试验，得到的漱口水感官综合评分为4.50，说明在该工艺配方下漱口水的感官质量较好。

2.3 漱口水的质量检测

漱口水的基本参数符合QB/T 2945—2012《口腔护理液》，结果见表5。

2.4 漱口水抑菌效果评价

漱口水抑菌效果如表6所示，本产品对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌均有抑制作用。

3 结 论

以八度酸老陈醋、白茶、金银花等为原料，设计出一款具有杀菌、消炎、清除口腔异味的醋味漱口水。其最优配方为金银花白茶混合液14%，甘草提取物5%，八度酸老陈醋0.2%，甘油5%，丙二醇4%，薄荷提取物6%，木糖醇0.15%，超净水65.65%。该漱口水抑菌效果好，不含酒精，制备工艺简单，安全可靠，便于携带使用。

参 考 文 献

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