燕窩營養成分分析與品質綜合評價

闕茂垚 張曉婷 柳訓才 范群艷 徐敦明

摘 要：研究燕窩營養成分，對燕窩進行蛋白質、唾液酸、K、Ca、Mg、Fe和Zn7個指標測定，利用主成分分析方法（Principal Components Analysis，PCA）確定燕窩品質綜合評價依據。結果表明：燕窩中蛋白質含量在60.0%～69.5%，唾液酸含量在8.6%～11.7%，中位居中變異系數（Coefficient of Variance，COV）值小，燕窩個體差異小;而鐵元素COV值最高，達到3 126.5%，含量波動最大，可作為評價燕窩品質的指標之一。對7個營養成分指標進行主成分分析，從中提取3個主成分，累積貢獻率達到86.666%。基于上述7個指標，綜合分析得出唾液酸、Ca、Fe、Zn可作為燕窩品質綜合評價指標。

關鍵詞：燕窩;營養成分;變異系數;主成分分析;綜合評價

Nutrient Composition Analysis and Comprehensive Quality Evaluation of Bird’s Nest

QUE Maoyao1， ZHANG Xiaoting1， LIU Xuncai1*， FAN Qunyan1， XU Dunming2

（1. Yan Palace Seelong Food Co.， Ltd.， Nest Technology Center， Xiamen 361100， China; 2.Technical Center of Inspection and Quarantine， Xiamen Customs， Xiamen 361026， China）

Abstract： In order to study the nutrient composition of bird’s nest， seven indexes of protein， sialic acid， potassium， calcium， magnesium， iron and zinc were determined， and principal components analysis （PCA） was used to determine the comprehensive evaluation basis of bird’s nest quality. The results showed that the contents of protein and sialic acid in bird’s nest ranged from 60.0% to 69.5% and 8.6% to 11.7%， and the coefficient of variance （COV） value was small. The COV value of iron was the highest， reaching 3 126.5%， and its content fluctuated the most， which could be used as one of the indexes to evaluate the quality of bird’s nest. The principal component analysis of 7 nutrient components was carried out， and 3 principal components were extracted from them. The cumulative contribution rate reached 86.666%. It is concluded that sialic acid， calcium， iron and zinc can be used as comprehensive evaluation indexes of bird’s nest quality.

Keywords： bird’s nest; nutrition; coefficient of variance; principal component analysis; comprehensive evaluation

燕窩是由雨燕科（Apodidiae）金絲燕（Aerodramus）、侏金絲燕（Collocalia）、雨燕（Apus apus）等燕類用舌下腺分泌物與絨羽等混合凝結所筑的巢窩。根據燕子筑巢的環境不同，燕窩分為屋燕和洞燕，主要產于東南亞一帶。食用燕窩從古至今素來是我國養生文化的重要組成，具有促進大腦發育、改善記憶、抗氧化、抗病毒、抗衰老、提高免疫力、護肝、抗腫瘤、調節腸道菌群等功效，主要源于燕窩中含有豐富的蛋白質、碳水化合物、唾液酸、氨基酸、少量脂肪和微量元素及礦物質等營養物質。隨著國民經濟的提高，人們對燕窩的需求度穩步增高，消費人群從特殊群體不斷向大眾化擴張。據海關總署數據在線查詢平臺統計2020年度我國進口燕窩量高達345 t，燕窩市場的快速發展，導致市場上燕窩品質良莠不齊。燕窩的品質決定了燕窩的食用價值，單從一個或某些方面都無法全面地進行燕窩品質分析。本研究擬對140余個燕窩樣品進行蛋白質、唾液酸、K、Ca、Mg、Fe、Zn等7個營養成分指標進行測定，利用主成分分析法對燕窩的7個指標進行綜合價，提取主要成分，以期對燕窩品質質量標準的建立提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 儀器

Agilent 7700X電感耦合等離子體質譜;MiroMist霧化器，200 μL/min;石英雙通道霧化室;Pilitier半導體控溫于2.0 ℃炬管為石英一體化中心通道2.5 mm、采樣錐材料為鎳合金;Millipore Mill-Q超純水機;CEM MA RS5 微波消解儀;FOSS KJELTEC 8400自動凱氏定氮儀;SHIMADAZU LC-20AD高效液相色譜儀，帶紫外檢測器;Sartorius BSA224S分析天平，精度0.000 1 g;BINDER F-115D干燥箱。

1.2 材料與試劑

本次實驗收集到燕窩樣品產地來自馬來西亞、印度尼西亞和泰國3個東南亞國家，燕窩樣品均具有燕窩的特征。

硝酸、高氯酸（均為優級純，國藥集團）;重金屬和礦物質元素標準溶液（100 mg/L，國家標準物質中心）;唾液酸標準物質（濃度>98%，麥克林）;乙腈（色譜純，TEDIA）;冰醋酸、硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、硼酸、甲基紅、溴甲酚綠（均為分析純，國藥集團）。

1.3 測定方法

蛋白質按《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》（GB 5009.5—2016）執行。唾液酸按《燕窩及其制品中唾液酸的測定 液相色譜法》（GB/T 30636—2014）執行。重金屬和礦物質元素：按《食品安全國家標準 食品中多元素的測定》（GB 5009.268—2016）執行。

1.3.1 樣品預處理

燕窩的水分含量一般在25%左右，為排除水分對檢測結果的影響，預先將燕窩樣品置于電熱鼓風干燥箱中105 ℃烘至恒重后作為待測樣品，所有項目檢測含量以干基計算。

1.3.2 數據處理統計分析

數據統計與整理采用Excel 2013統計軟件;差異性分析、相關性分析和主成分分析（PCA）采用采用IBM SPSS Statistics 23.0數據分析軟件。

2 結果與分析

2.1 燕窩營養成分分析

對測定的7個營養成分指標運用IBM SPSS Statistics 23.0進行Shapiro-Wilk檢驗，7個營養成分指標均呈偏態分布（P<0.05），因此以中位數（Q1，Q3）對7個指標分布進行描述。對各元素的中位居中變異系數進行計算，分母為設置的新變量k=1，統計結果見表1。

糖蛋白是燕窩的主要活性成分，具備糖類和蛋白質兩種特性，燕窩中糖蛋白中最主要的活性成分是燕窩酸，又名唾液酸，能夠促進嬰兒大腦發育、認知能力、記憶力、智力和免疫水平的綜合提高。由表1可知，燕窩中蛋白質含量在60.0%～69.5%，唾液酸含量在8.6%～11.7%，是外源性唾液酸攝入的良好來源。同時，由表1可知，燕窩蛋白質和唾液酸的變異最小，其變異系數只有2.6%、4.4%，說明燕窩中蛋白質及唾液酸含量波動穩定，組內差異小，其含量波動程度對燕窩的品質影響波動貢獻較小。燕窩中唾液酸主要以結合態唾液酸形式存在，且含量穩定，形態不易發生改變。近年來，隨著科技的創新，合成唾液酸的問世，不少商家通過人為添加合成唾液酸等手段進行虛假宣傳，因此，通過測定燕窩及其相關制品中結合唾液酸含量是進行燕窩真假鑒別的重要方法之一。

馬雪婷等研究發現燕窩中富含K、Na、Ca、Mg、Fe、Al、P和Cu等多種礦質元素，其中含量最高的前5個元素均為人體必需的大量元素且含量由高到低的順序為Na>Ca>Mg>K>P;趙斌等對25批燕窩樣品中的20個無機元素進行定量分析，并采用 SPSS 主成分分析和聚類分析對測定結果進行評價，提取了 6 個主因子，得出燕窩的特征元素為Na、K、Ca、Mn、57Fe、Co、Zn、Se、Rb。由表2可知，燕窩中K、Ca、Mg、Fe、Zn等元素含量從高到低的順序為Ca>Mg>K>Fe>Zn，這一結論與已發表文獻相一致。

表1中K、Ca、Mg均為人體必需的常量元素，其變異系數在30.2%～79.6%，而微量元素Fe、Zn的變異系數均>1 000%，其中Fe的變異系數最大，達到3 126.5%，說明微量元素在燕窩中含量較低，波動大，也說明燕窩的不同產地、不同季節采摘等因素可能對元素的含量分布造成影響，特別是含量較低的微量元素。按變異系數的大小對燕窩的7個營養成分進行排序，在燕窩營養成分差異顯著的順序依次為Fe>Zn>K>Mg>Ca>唾液酸>蛋白質。

2.2 燕窩7個營養成分相關性分析

利用IBM SPSS Statistics 23.0對燕窩的7個營養成分指標進行相關性分析，由結果可知，各營養成分之間存在不同程度的相關性。其中K、Ca、Mg、Fe、Zn之間均存在極顯著正相關，相關系數在0.283～0.986，Ca與Mg的相關性最高，相關系數為0.986。蛋白質與唾液酸成正相關，相關系數為0.177、而與Ca、Mg成極顯著負相關。唾液酸僅與蛋白質成正相關，這可能是因為燕窩中的唾液酸大多數以糖蛋白結合的形式存在。由于燕窩各成分之間的差異不同，各成分之間的相關程度也層次不齊，若單以某一個指標進行燕窩質量分析是不客觀的。

2.3 燕窩7各營養成分的主成分分析

對燕窩營養成分進行綜合評價時，需綜合考慮7各營養成分指標，對燕窩質量進行綜合的、全面的、系統的評價。利用IBM SPSS Statistics 23.0對7給指標進行PCA分析。綜合考慮累積貢獻率，此處特征值取>0.98，結果分別見表2。

由表2可知提取3個PC，累積貢獻率達到86.666%，綜合反應燕窩7個營養指標的大部分信息，可以用這3個PC作為燕窩質量品質評價的依據。

各主成分對應的特征向量為：

PC=0.286x1-0.069x2+0.271x3-0.036x4-0.023x5+0.450x6+0.372x7;

PC=-0.435x1+0.093x2+0.075x3+0.408x4+0.396x5-0.274x6-0.081x7;

PC=0.270x1+0.919x2-0.002x3+0.149x4+0.117x5-0.047x6-0.062x7

式中：PC為第一主成分，PC為第二主成分，PC為第三主成分;蛋白質為x、唾液酸為x、K為x、Ca為x、Mg為x、Fe為x、Zn為x。

按照載荷>0.5進行特征向量的選擇，第一主成分主要由K、Fe、Zn組成，在PC1的表達式中鐵的含量系數最大為0.450，第二成分主要由K、Ca、Mg組成，在PC2的表達式中鈣的含量系數最大為0.408，第三主成分由唾液酸組成，含量系數為0.919。由表2可知，第一主成分的貢獻率最高達到54.559%，第二主成分貢獻率與第三主成分相近，分別為18.040%、14.067%。綜合分析上述結果，唾液酸、Ca、Zn可作為燕窩品質綜合評價指標。

3 結論

本研究對燕窩的7個指標進行測定，通過變異系數可知蛋白質、唾液酸COV值最小，個體差異小，含量穩定，對燕窩品質影響較小，但可很好的作為燕窩真假鑒別的指標之一;鐵元素COV值最大，高達3 126.5%，對燕窩品質影響貢獻最顯著;同時通過PCA分析，從7個指標中提取3個主成分，從載荷與相關系數進行分析得出唾液酸、Ca、Zn可作為燕窩品質綜合評價指標。綜合上述分析，唾液酸、Ca、Fe、Zn可作為燕窩品質綜合評價指標。將評價依據運用于不同形態或不同產地燕窩品質分析需進行進一步實驗探究。

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基金項目：海關總署科研項目（2021HK198）。

作者簡介：闕茂垚（1993—），女，福建龍巖人，本科，助理工程師。研究方向：燕窩營養，食品安全檢測。

通信作者：柳訓才（1981—），男，湖北武漢人，碩士，工程師。研究方向：燕窩營養、功效及產品的研究。E-mail：18988700208@yanzhiwu.com。