基于主成分分析的中国主食营养成分研究

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【摘 要】本文利用主成分分析方法，以中国传统主食为研究对象，选择小麦粉、稻米、玉米面、高粱等14种原料，查找其能量、蛋白质、脂肪、钙等7种营养相关因素的含量，通过SPSS软件进行降维分析，得出四种主成分第一主成分称作脂肪维E因子，第二主成分称为能量碳水化物因子，第三主成分称为钙铁因子，第四主成分称为蛋白质因子。它们解释了样本所研究的营养因素总数的93.931%，较好地概括反映了样本的营养值。主食营养对人们身体健康的影响不容忽视，本文提出了改善主食结构，加强主食营养的建议。

【关键词】主成分分析法；营养成分；中国主食

【Abstract】Uses the Principal Component Analysis to study and summarize the Nutrients of Chinese staple food to find its seven kinds of nutrition-related factors――energy content，protein， fat， calcium. Analysis through SPSS software draw four main components， namely， the first principal component， the second principal component， the third main component， the fourth principal component. The first principal component factor called fat-vitamin E，the second principal component factor called energy-carbohydrate， the third principal component called factor-calcium and iron， the fourth principal component called protein factor .They explained 93.931% total nutritional content of sample studied.

【Key words】Principal Component Analysis；Nutrients；Chinese Staple Food

1 数据来源

3.3 结果分析

通过SPSS软件进行主成分分析，得到四个主成分。第一主成分称作脂肪维E因子，第二主成分称为能量碳水化物因子，第三主成分称为铁钙因子，第四主成分称为蛋白质因子。

为维持正常的生理功能，维生素是人和动物必须从食物中获得的一类微量有机物质。维生素E是一种脂溶性维生素，不溶于水而溶于脂肪或脂肪溶剂，它在生物体内的存在与吸收都与脂肪有关。故维生素E和脂肪是一对好搭档，常态下，维生素E就溶解在脂肪里，它们组成第一主成分显然合理。多食用第一主成分高的食物，可以帮助我们由内而外抗氧化，从身体内部到皮肤外表得到全面延缓老化的效果。

在人类膳食中，能量的60%-70%来自于碳水化合物，故碳水化合物和能量具有正相关性，组成了第二主成分，反映了食物的能量含量。碳水化合物在体内氧化速度较快，能够及时供给能量以满足机体需要。碳水化合物可以保障人体能量和营养素的需要、改善胃肠道环境和预防龋齿。我国营养专家认为碳水化合物产热量占总热量的60―65%为宜。

第三主成分由钙和铁组成，反应了食物的矿物元素含量。其中矿物质元素是核心，如，钙不仅仅是造体元素，也是生理代谢不可缺少的元素，许多疾病都与缺钙有关。铁是人体血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素和酶系统的重要组成成分，是人体生理代谢、营养平衡的必需元素，一旦缺乏就会引起铁缺乏症。

第四主成分为蛋白质因子，反应了食物的蛋白质含量。

4 结论

本文得到了中国主食营养因素的四个主成分。分别是：第一主成分称作脂肪维E因子，第二主成分称为能量碳水化物因子，第三主成分称为铁钙因子，第四主成分称为蛋白质因子。

本文中，脂肪维E因子含量最高的是玉米（白，包谷），能量碳水化物因子含量最高的是稻米（大米），铁钙因子含量最高的是小米，蛋白质因子含量最高的是稻米（香大米）。而综合排名第一的是玉米面（白）。推荐以上四种作为日常主食。荞麦、大麦（元麦）、苦荞麦粉排名靠后，不推荐作为日常主食，但可以和其他主食搭配食用，取长补短。

对于加强营养，我们要考虑三方面，即蛋白质、矿物质和维生素。[3]首先考虑蛋白质。普通健康成年男性或女性每公斤体重大约需要0.8克蛋白质。目前大众饮食日趋高热量化，我们要防范蛋白质及热量摄入过多的危害。其次，考虑补充矿物质和维生素。矿物质和维生素都属于人体生长发育的六大营养素。维生素、矿物质是功能性营养素[4]。以稻米为主食的南方人，应该多吃些小米、荞麦，增加钙铁等矿物质的摄取。由于不同谷类的营养侧重不同，食用多种粮食可以弥补单一种类营养物质的不足。比如我们经常吃的八宝粥、杂粮馒头等，不仅美味，而且营养丰富。改变主食结构、丰富主食种类，对提高健康意义重大。

【参考文献】

[1]中国食物成分表[M].2版.北京大学医学出版社.2009，12.

[2]汪应洛.系统工程[M].4版.机械工业出版社.2011，6：54-60.

[3]王晓芳，李林轩.专用小麦粉生产中的品质监控[J].现代面粉工业，2010，6：27-30.

[4]唐丽.矿物质元素与人体健康[J].新疆职业大学学报，2002，04：94-96.