摘要：目前，現(xiàn)代化的生活節(jié)奏加快，人們的飲食方式也發(fā)生了改變，速食食品在白領(lǐng)與學(xué)生之間大受歡迎，然而人們對(duì)速食食品的營養(yǎng)成分缺乏了解。本文選取十種速食食品作為代表，運(yùn)用主成份分析的方法，對(duì)樣本的十種營養(yǎng)成分進(jìn)行分類分析。分析結(jié)果表明：速食食品的特征性指標(biāo)主要有熱量，脂肪，蛋白質(zhì)，碳水化合物，膳食纖維，煙酸，維生素A，鈉；熱量、脂肪和煙酸是同一類指標(biāo)，膳食纖維是一類，第三類指標(biāo)與維生素A有明顯反比關(guān)系，鈉為第四類；該結(jié)論基本上是正確合理的，為食品廠商提供了一個(gè)更具備競爭力的速食食品加工方向，也為人們?nèi)绾芜x取更營養(yǎng)健康的速食食品提供了簡便的方法。

關(guān)鍵詞：速食食品 營養(yǎng)成分 主成份分析 特征性指標(biāo)

中圖分類號(hào)：R123.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-5336（2013）20-0072-03

由于速食食品具有方便、迅速、便宜、口味繁多和大眾化等特點(diǎn)，很多在校學(xué)生及公司白領(lǐng)都鐘愛此類食物，然而速食食品的缺點(diǎn)同樣明顯，那就是高熱量、高脂肪、缺乏營養(yǎng)和長期食用會(huì)導(dǎo)致膳食結(jié)構(gòu)不合理等缺點(diǎn)。因此，對(duì)速食食品的營養(yǎng)成分進(jìn)行分類分析勢(shì)在必行。本文選取主成分分析法，對(duì)市場(chǎng)上常見的十種速食食品進(jìn)行分析。

1 數(shù)據(jù)來源

本文采集的數(shù)據(jù)來自食物營養(yǎng)成分查詢網(wǎng)站，來源相對(duì)可靠。由于速食食品的營養(yǎng)成分比較繁多，而且一些指標(biāo)對(duì)總體分析的影響較小，所以這里選取了最主要的十種營養(yǎng)成分指標(biāo)作為研究對(duì)象。原始數(shù)據(jù)見附表1。

2 主成份分析法（Principal Component Analysis， PCA）

主成份分析法也稱主分量分析或矩陣數(shù)據(jù)分析，通過變量變換的方法把相關(guān)的變量變?yōu)槿舾刹幌嚓P(guān)的綜合指標(biāo)變量[1]。

若某研究對(duì)象有兩項(xiàng)指標(biāo)ζ1和ζ2，從總體ζ（ζ1，ζ2）中抽取了N個(gè)樣品，它們散布在橢圓平面內(nèi)（見圖1），指標(biāo)ζ1與ζ2有相關(guān)性。η1和η2分別是橢圓的長軸和短軸，η1⊥η2，故η1與η2互不相關(guān)。其中η1是點(diǎn)ζ（ζ1，ζ2）在長軸上的投影坐標(biāo)，η2是該點(diǎn)在短軸上的投影坐標(biāo)。從圖1可以看出點(diǎn)的N個(gè)觀測(cè)值的波動(dòng)大部分可以歸結(jié)為η1軸上投影點(diǎn)的波動(dòng)，而η2軸上投影點(diǎn)的波動(dòng)較小。若η1作為一個(gè)綜臺(tái)指標(biāo)，則η1可較好地反映出N個(gè)觀測(cè)值的變化情況，η2的作用次要。綜合指標(biāo)η1稱為主成份，找出主成份的工作稱為主成份分析[2]。

可見，主成份分析即選擇恰當(dāng)?shù)耐队胺较?，將高維空間的點(diǎn)投影到低維空間上，且使低維空間上的投影盡可能多地保存原空間的信息，就是要使低維空間上投影的方差盡可能地大[3]。

3 主成份分析法的應(yīng)用

3.1 原始數(shù)據(jù)的處理和標(biāo)準(zhǔn)化

打開SPSS軟件，導(dǎo)入原始數(shù)據(jù)表格，選擇“分析”——“降維”——“因子分析”，將十個(gè)變量導(dǎo)入，點(diǎn)擊“描述”選項(xiàng)，在相關(guān)矩陣?yán)锩婀催x“系數(shù)”，即可得到相關(guān)矩陣，數(shù)據(jù)見表1。

3.2 速食食品特征性指標(biāo)主成份分析的計(jì)算結(jié)果

主成份分析的計(jì)算結(jié)果中，新變量所代表的方差（即對(duì)應(yīng)的特征值）貢獻(xiàn)率和由原變量變換為新變量的線性變換系數(shù)（即對(duì)應(yīng)的特征向量）就成為我們進(jìn)行綜合分析的重點(diǎn)。在主成份分析中一般要求少數(shù)新變量的累積方差貢獻(xiàn)率應(yīng)大于70%[4]。下列表2和表3分別給出了各個(gè)主成份的解釋的總方差和主成份的計(jì)算結(jié)果。

表2表明，前四個(gè)主成份積累方差貢獻(xiàn)率達(dá)到83.479%，根據(jù)主成份分析法的一般原理，可取前四個(gè)具有明顯代表性的主成份。原有的10個(gè)變量可用4個(gè)主成份表示，如表3所示。

3.3 結(jié)果分析

根據(jù)主成分分析的計(jì)算結(jié)果，前四個(gè)特征根的累積貢獻(xiàn)率分別為37.184%，20.711%，13.872%，11.711%，總的累積貢獻(xiàn)率83.479%，符合累積方差貢獻(xiàn)率應(yīng)大于70%的條件，因此選取前4個(gè)主成分來綜合描述原來10項(xiàng)分組的指標(biāo)。

在第一主成份中，熱量、脂肪和煙酸所占權(quán)系數(shù)較大，呈正相關(guān)，屬于同一類成分指標(biāo)，因此將該主成分命名為脂熱酸成分。脂肪對(duì)人體的作用有多個(gè)方面，其中一個(gè)作用就是供給人體熱量。1g脂肪在人體內(nèi)氧化分解成水和二氧化碳，并放出38KJ熱量。煙酸也稱作維生素B3，或維生素PP，是人體必需的13中維生素之一。煙酸在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化成煙酰胺，煙酰胺是輔酶Ⅰ和輔酶Ⅱ的組成部分，參與體內(nèi)脂質(zhì)代謝，組織呼吸的氧化過程和糖類無氧分解的過程。脂肪氧化分解產(chǎn)生熱量，煙酸參與脂肪的氧化分解過程，三者屬于同一類指標(biāo)，因此將該主成分命名為脂熱酸成分。

脂熱酸成分中，蛋白質(zhì)和碳水化合物所占權(quán)系數(shù)也較大，呈負(fù)相關(guān)。這與速食食品具備的高熱量、高脂肪和缺乏營養(yǎng)的事實(shí)相符合。蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命活動(dòng)的存在。碳水化合物是一切生物體維持生命活動(dòng)所需能量的主要來源。一方面，長期食用速食食品會(huì)導(dǎo)致營養(yǎng)搭配不均衡，影響身體健康，人們應(yīng)該選擇理智消費(fèi)。另一方面，對(duì)于競爭無比激烈的生產(chǎn)速食食品的商家，有目的的加強(qiáng)速食食品中的某些營養(yǎng)成分，能夠吸引更多消費(fèi)者，并引導(dǎo)中國速食食品產(chǎn)業(yè)總體向營養(yǎng)健康發(fā)展，意義重大。

在第二主成分中，膳食纖維占據(jù)的權(quán)系數(shù)最大，并呈現(xiàn)較強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系，因此將該成分命名為纖維成分。膳食纖維主要來自于植物的細(xì)胞壁，包含纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等不消化的植物細(xì)胞壁成分[5]。膳食纖維是健康飲食不可缺少的，攝取足夠的纖維也可以預(yù)防心血管疾病、癌癥、糖尿病以及其它疾病。

在第三主成分中，維生素A所占權(quán)系數(shù)最大，呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，因此將此主成分命名為反維生素A成分。維生素A又叫視黃醇（retinol）。天然存在的維生素A有2種類型：維生素A1（視黃醇）與A2（3一脫氫視黃醇）[6]，植物中的胡蘿卜素具有與維生素A相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)，能在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為維生素A。缺乏維生素A會(huì)影響視覺，糖蛋白的合成。流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，肺癌的發(fā)病率與胡蘿卜素?cái)z取量有相反關(guān)系，對(duì)于胃癌及前列腺癌也有相似的結(jié)果。美國麻省調(diào)查66歲以上的老人在5年內(nèi)的死亡率，發(fā)現(xiàn)胡蘿卜素?cái)z取量多的，癌的發(fā)病率小。速食食品中維生素A的指標(biāo)用反維生素A主成分代表，能夠?qū)θ藗兊慕】狄庾R(shí)起到警示作用。

在第四主成分中，鈉所占權(quán)系數(shù)最大，呈現(xiàn)正相關(guān)，因此將此主成分命名為鈉成分。鈉有維持血壓的功能。鈉調(diào)節(jié)細(xì)胞外液容量，構(gòu)成細(xì)胞外液滲透壓，細(xì)胞外鈉濃度的持續(xù)變化對(duì)血壓有很大影響，如果膳食中鈉過多，鉀過少，鈉鉀比值高，血壓就會(huì)升高，出現(xiàn)血壓升高的年齡愈輕，壽命愈短。如果缺鈉，則會(huì)引發(fā)低鈉血癥。

4 結(jié)論

主成份分析法結(jié)果表明，速食食品的成份可以分為四類：脂熱酸成分、纖維成分、反維生素A成分、鈉成分。每種成份中所包含的變量都是正相關(guān)的，故在速食食品的初步檢測(cè)時(shí)，可以僅抽取主成份中的一個(gè)變量進(jìn)行檢測(cè)，以代表整個(gè)主成份的含量，所得出的結(jié)論與完全檢測(cè)所有指標(biāo)得出的結(jié)論相近程度達(dá)83.479%，大大減少了初步檢測(cè)的成本和工作量。本文結(jié)論同時(shí)為食品廠商提供了一個(gè)更具備競爭力的速食食品加工方向，也為人們?nèi)绾芜x取更營養(yǎng)健康的速食食品提供了簡便的方法。

參考文獻(xiàn)

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