基于主成份分析法的豆類食品營養(yǎng)成份分析

莊磊

摘 要 運用主成份分析的方法，在對豆類食品進行調(diào)查統(tǒng)計的基礎上，對豆類食品的特征性指標進行分類分析。分析結(jié)果表明：豆類食品的特征性指標主要由兩類指標組成；蛋白質(zhì)，脂肪，視黃醇當量，鈣，維生素A，維生素E為同一類指標、鈉為另一類。此結(jié)論在一定的條件下是正確合理的，對豆類食品的質(zhì)量控制及其質(zhì)量檢驗部門的初步檢測等都具有一定的指導作用。此結(jié)論有助于檢測步驟的減少、檢測效率的提高、檢測成本的節(jié)約，為選用步驟少效率高低成本的檢測對象來反應豆類食品質(zhì)量提供了理論依據(jù)。

關鍵詞 豆類食品；主成份分析；特征性指標

中圖分類號：O212 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）02-0170-02

本文發(fā)現(xiàn)每種豆類食品成份基本相同，都含有蛋白質(zhì)，脂肪，視黃醇當量，鈣，維生素A，維生素E和鈉等。本文經(jīng)過一系列調(diào)查分析后發(fā)現(xiàn)這些成份雖然含量各不相同，但是它們之間仍然存在著一定的相關性。因此，本文應用主成份分析法對這些成份含量的相關性進行了分析。

1 數(shù)據(jù)來源

本文所有的數(shù)據(jù)都收集自911食物查詢網(wǎng)站。雖然網(wǎng)站提供的數(shù)據(jù)會有一定的偏差，但是這并不會影響我們對結(jié)果的判斷與份析。這些數(shù)據(jù)一般取的都是平均值，這樣可以避免選取的誤差。為了研究方便，本文僅僅選取了7中最主要的成份進行分析。如有需要進一步了解，可以去911食物查詢網(wǎng)站查詢。

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

主成份分析法時一種科學的，標準的研究方法。它能夠幫助我們透過現(xiàn)象看本質(zhì)，從一組大量的復雜的數(shù)據(jù)中找出關鍵的具有代表性的數(shù)據(jù)，并通過一系列的科學計算轉(zhuǎn)化成另一組少量的簡單的數(shù)據(jù)，從而便于我們的分析研究。

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 原始數(shù)據(jù)的處理和標準化

本文通過調(diào)查了解，選取了7個最重要的變量來對豆類食品進行分析。本文按照主成份分析法的要求，為了便于對數(shù)據(jù)進行分析，對原始數(shù)據(jù)矩陣進行標準化處理，得出了7個變量之間的相關系數(shù)矩陣，見表1。

表1 變量相關性表

3.2 豆類食品特征性指標主成份分析的計算結(jié)果

在主成份分析的計算結(jié)果中，我們不再研究原始數(shù)據(jù)，而是對新的數(shù)據(jù)進行分析研究，比如公因子方差、特征值、貢獻率等。在主成份分析中一般要求少數(shù)新變量的累積方差貢獻率應大于80%。

計算結(jié)果如表所示，表2即為原始數(shù)據(jù)的公因子方差，表3即為各個主成份的解釋的總方差，表4即為成份矩陣。下面對結(jié)果進行分析。

表3表明，前兩個主成份積累方差貢獻率達到80.534%，達到了主成份分析法要求的80%，所以本文提取了2個具有明顯代表性的主成份進行分析，即原有的7個變量可以用兩個主成份表示，如表4所示。

提取方法：主成份分析

3.3 結(jié)果分析

從計算結(jié)果來看，主成份分析法得到了我們想要的結(jié)果，即化繁為簡，本文提取前兩個主成份來反映原來的7個變量，這兩個主成份的貢獻率分別為65.897%和14.637%，累計貢獻率已達到80.534%，超過了80%，這表明選取的兩個主成份能夠在80.534%的程度上反應豆類食品的營養(yǎng)成份情況，結(jié)果是可信的。

在第一主成份中，蛋白質(zhì)、脂肪、視黃醇當量、鈣、維生素A、維生素E六個變量所占權(quán)系數(shù)較大，蛋白質(zhì)、脂肪、視黃醇當量、鈣、維生素A、維生素E都是人體所必須的成份，蛋白質(zhì)和脂肪的含量可以用第一主成份來表示，本文將之命名為：一般成份。

在第二主成份中，鈉變量所占權(quán)系數(shù)較大，鈉的含量可以用第二主成份來表示，本文將之命名為：鈉成份。

4 結(jié)論

本文通過對7個變量進行的主成份分析研究得出這樣的結(jié)論：豆類食品的營養(yǎng)成份含量可以用兩類主成份表示，即一般成份和鈉成份，在每種主成份中，所包含的變量都是正相關的，例如，在第一主成份中，蛋白質(zhì)和脂肪、視黃醇當量、鈣、維生素A、維生素E是正相關的，我們完全可以只檢測蛋白質(zhì)的含量，然后根據(jù)它們的相關性，從而得出其他成份的含量，這樣做既簡單又方便，而且不會影響最終的結(jié)果。

通過對7個變量進行主成份分析研究，本文認為在一般成份中選取蛋白質(zhì)變量，在鈉成份中選取鈉變量，所檢測得出的結(jié)果與實際檢測所有指標得出的結(jié)果在80.5345%的程度上是相同的，而且只檢測兩個指標有助于減少成份檢測的成本和工作量，而且結(jié)果較為準確，因此，本文認為在檢測時完全可以只檢測豆類食品中的蛋白質(zhì)和鈉的成份含量。

參考文獻

[1]汪應洛.系統(tǒng)工程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009：54-60.

[2]王學仁，王松桂.實用多元統(tǒng)計分析[M].上海：上?？萍汲霭嫔纾?990：270-272.

[3]歐燕，胡云峰，尹明安.熱激處理對微加工蠶豆保鮮效果的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2006（05）.

[4]張運鋒，黃光和，李希國，譚學林.普通菜豆農(nóng)藝性狀相關性分析及主成份分析[J].安徽農(nóng)學通報，2008（07）.

[5]陳穎，徐巍.黑豆主要營養(yǎng)成份分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2008（34）.endprint