吳彬
本文通過實(shí)地調(diào)查并收集的奶制品成分?jǐn)?shù)據(jù),對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得到相關(guān)結(jié)果如下:運(yùn)用主成分分析法,可以根據(jù)牛奶制品的成分將它們歸為這幾類:第一類是蛋白質(zhì)、Ca離子、脂肪;第二類是能量、碳水化合物;第三類則是Na離子。分析納結(jié)果對(duì)牛奶的質(zhì)量控制以及人們對(duì)于奶制品的選擇都具有一定的指導(dǎo)作用。
牛奶成分 主成分分析 因子分析
引言
中國(guó)人民的生活消費(fèi)水平的日益提高,牛奶制品市場(chǎng)在不斷的趨于體系規(guī)范化成熟化。牛奶制品所包含的營(yíng)養(yǎng)成分在這里主要指的是脂肪、碳水化合物、蛋白質(zhì)、以及鈉和鈣等無機(jī)鹽這五大成分,另外也包含一些維生索。對(duì)日前市面上的各種奶制品的營(yíng)養(yǎng)成分組成進(jìn)行收集和整理的數(shù)據(jù),可以得到每100毫升的牛奶中含有的能量在170到300千焦之間;蛋白質(zhì)含量在3克左右,乳飲料相對(duì)低下,而加鈣牛奶鈣含量甚至能接近4克;脂肪在每100毫升當(dāng)中差異比較大;每100毫升奶制品中有較大比重的碳水化合物,純牛奶中最少的有4.7克,最多的高達(dá)6.5克,而在酸奶中,甚至是有超過15克的。
主成分分析法的理論和性質(zhì)描述
(1)主成分分析
主成分分析的一個(gè)主要思想就是降維,通過降維使得牛奶的數(shù)個(gè)成分指標(biāo)轉(zhuǎn)化成幾個(gè)綜合的指標(biāo),并且做到盡可能使信息的損失減少。對(duì)搜集的數(shù)據(jù)中的能量、脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物、鈉、鈣這六個(gè)成分進(jìn)行分析。進(jìn)行方差解釋共六個(gè)主成分,發(fā)現(xiàn)當(dāng)只有一個(gè)主成分時(shí)占比38.7%,兩個(gè)主成分占比72.6%,三個(gè)時(shí)累計(jì)已經(jīng)達(dá)88.4%,說明前面的3個(gè)用來代表原來的6個(gè)評(píng)價(jià)牛奶的差異程度的指標(biāo)已然有了充足的把握。
我們通過成分矩陣的相應(yīng)變換,就能夠得到主成分分析的成分系數(shù)矩陣。結(jié)果如下表2:它們表示對(duì)原始變量標(biāo)準(zhǔn)化后的變量:
綜合因子Y1中,X1、X2、X3的系數(shù)與下面幾個(gè)變量相比是最大的系數(shù),所以Y1是能量、蛋白質(zhì)和脂肪的指標(biāo)綜合反映,體現(xiàn)了牛奶制品的首要營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,Y2作為碳水化合物和Na離子的指標(biāo)綜合反映,是牛奶制品次要營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的體現(xiàn),y3是從Ca離子的含量來反映牛奶營(yíng)養(yǎng)成分,是從無機(jī)鹽角度來描述的。這三個(gè)綜合因子從不同的方面對(duì)牛奶制品的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)判,用它們來評(píng)判牛奶制品組成成分具有88.39%的可靠性。
(2)因子分析法
因子分析模型是一種特殊的豐成分分析,它從原始變量相關(guān)陣自身的相互聯(lián)系出發(fā),將牛奶成分中擁有復(fù)雜聯(lián)系的變量通過降維轉(zhuǎn)化為幾個(gè)綜合因子。用占解釋度前3大的公共因子來構(gòu)建因子載荷陣,并且將其進(jìn)行方差最大化正交旋轉(zhuǎn),成分矩陣表3:
經(jīng)過處理后公共因子解釋原始數(shù)據(jù)的能力沒有顯著的改變,因子載荷矩陣和因子得分系數(shù)矩陣發(fā)生了很大的變化,x1、x2、X3、X4、x5、X6分別代表的是能量、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、Na和Ca離子:
由上式,第一個(gè)主因子F1是由蛋白質(zhì)、脂肪和鈣三個(gè)成分的指標(biāo)來衡量的,3個(gè)指標(biāo)在上的載荷均在0.75以上,是衡量牛奶制品質(zhì)量?jī)?yōu)劣的首要營(yíng)養(yǎng)成分,第二個(gè)主因子F2主要由能量、碳水化合物指標(biāo)決定,從生理學(xué)角度解釋碳水化合物是可轉(zhuǎn)化為能量提供生活所需消耗的。第三個(gè)主因子F3是有鈉的指標(biāo)決定的,表明的是牛奶制品中的無機(jī)鹽的含量。
以F1、F2為橫軸縱軸作出的各奶制品的因子得分坐標(biāo)為依據(jù),根據(jù)Fi可將牛奶制品分為一類,包括蒙牛純牛奶、特侖蘇純牛奶等牛奶制品;根據(jù)F2可以將牛奶制品也歸為一類,包括現(xiàn)代牧業(yè)酸牛奶、弗瑞希瑞士酸奶等牛奶制品。由計(jì)算的因子得分則可得愛氏晨曦、dights、特侖蘇牛奶是F1上得分最高的三種奶制品,即就奶制品的首要營(yíng)養(yǎng)吸收成分,排在前三的都是純牛奶;伊利舒化奶、圣牧有機(jī)酸牛奶、衛(wèi)崗黃金鈣奶在F2的得分較高,說明在能量上具有添加成分的奶制品優(yōu)勢(shì)較大;QQ星牛奶、伊利早餐奶、光明巧克力牛奶等奶制品在F3的得分比較高,說明有針對(duì)性補(bǔ)充元素的奶制品在無機(jī)鹽的含量較高。將各奶制品根據(jù)這3個(gè)因子上的得分加權(quán)其綜合,計(jì)算出綜合得分的數(shù)據(jù),評(píng)價(jià)牛奶的質(zhì)量?jī)?yōu)劣。綜合得分最好的是伊利舒化奶、衛(wèi)崗黃金鈣奶,最低的是蒙牛真果粒牛奶及乳飲料。
結(jié)論
本文利用的是各種類的具有代表性的牛奶制品數(shù)據(jù),基于主成分分析法、因子分析法,得出結(jié)論:通過因子分析得知第一主因子F1為蛋白質(zhì)、鈣和能量。第二主因子F2是脂肪和碳水化合物,第三主因子F3是無機(jī)鹽Na離子。由此可見可以用來衡量牛奶制品優(yōu)劣的首要考量方面是在奶制品的蛋白質(zhì)、鈣、及能量的包含量上。而我們知道蛋白質(zhì)的含量主要是以檢驗(yàn)氮元素含量來反映,所以相關(guān)部門在對(duì)牛奶制品蛋白質(zhì)的檢驗(yàn)上不能僅僅局限于此,要更加的嚴(yán)謹(jǐn),確認(rèn)含量的的正確性,以此把控牛奶制品的質(zhì)量檢測(cè)。對(duì)于普通民眾而言,選擇優(yōu)質(zhì)的奶制品也可以從這幾個(gè)方面進(jìn)行考慮,再根據(jù)實(shí)際需求選擇最適合自身情況的牛奶制品。
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