燕窝营养成分分析与品质综合评价

阙茂垚 张晓婷 柳训才 范群艳 徐敦明

摘 要：研究燕窝营养成分，对燕窝进行蛋白质、唾液酸、K、Ca、Mg、Fe和Zn7个指标测定，利用主成分分析方法（Principal Components Analysis，PCA）确定燕窝品质综合评价依据。结果表明：燕窝中蛋白质含量在60.0%～69.5%，唾液酸含量在8.6%～11.7%，中位居中变异系数（Coefficient of Variance，COV）值小，燕窝个体差异小;而铁元素COV值最高，达到3 126.5%，含量波动最大，可作为评价燕窝品质的指标之一。对7个营养成分指标进行主成分分析，从中提取3个主成分，累积贡献率达到86.666%。基于上述7个指标，综合分析得出唾液酸、Ca、Fe、Zn可作为燕窝品质综合评价指标。

关键词：燕窝;营养成分;变异系数;主成分分析;综合评价

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）金丝燕（Aerodramus）、侏金丝燕（Collocalia）、雨燕（Apus apus）等燕类用舌下腺分泌物与绒羽等混合凝结所筑的巢窝。根据燕子筑巢的环境不同，燕窝分为屋燕和洞燕，主要产于东南亚一带。食用燕窝从古至今素来是我国养生文化的重要组成，具有促进大脑发育、改善记忆、抗氧化、抗病毒、抗衰老、提高免疫力、护肝、抗肿瘤、调节肠道菌群等功效，主要源于燕窝中含有丰富的蛋白质、碳水化合物、唾液酸、氨基酸、少量脂肪和微量元素及矿物质等营养物质。随着国民经济的提高，人们对燕窝的需求度稳步增高，消费人群从特殊群体不断向大众化扩张。据海关总署数据在线查询平台统计2020年度我国进口燕窝量高达345 t，燕窝市场的快速发展，导致市场上燕窝品质良莠不齐。燕窝的品质决定了燕窝的食用价值，单从一个或某些方面都无法全面地进行燕窝品质分析。本研究拟对140余个燕窝样品进行蛋白质、唾液酸、K、Ca、Mg、Fe、Zn等7个营养成分指标进行测定，利用主成分分析法对燕窝的7个指标进行综合价，提取主要成分，以期对燕窝品质质量标准的建立提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 仪器

Agilent 7700X电感耦合等离子体质谱;MiroMist雾化器，200 μL/min;石英双通道雾化室;Pilitier半导体控温于2.0 ℃炬管为石英一体化中心通道2.5 mm、采样锥材料为镍合金;Millipore Mill-Q超纯水机;CEM MA RS5 微波消解仪;FOSS KJELTEC 8400自动凯氏定氮仪;SHIMADAZU LC-20AD高效液相色谱仪，带紫外检测器;Sartorius BSA224S分析天平，精度0.000 1 g;BINDER F-115D干燥箱。

1.2 材料与试剂

本次实验收集到燕窝样品产地来自马来西亚、印度尼西亚和泰国3个东南亚国家，燕窝样品均具有燕窝的特征。

硝酸、高氯酸（均为优级纯，国药集团）;重金属和矿物质元素标准溶液（100 mg/L，国家标准物质中心）;唾液酸标准物质（浓度>98%，麦克林）;乙腈（色谱纯，TEDIA）;冰醋酸、硫酸铜、硫酸钾、硫酸、硼酸、甲基红、溴甲酚绿（均为分析纯，国药集团）。

1.3 测定方法

蛋白质按《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》（GB 5009.5—2016）执行。唾液酸按《燕窝及其制品中唾液酸的测定 液相色谱法》（GB/T 30636—2014）执行。重金属和矿物质元素：按《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》（GB 5009.268—2016）执行。

1.3.1 样品预处理

燕窝的水分含量一般在25%左右，为排除水分对检测结果的影响，预先将燕窝样品置于电热鼓风干燥箱中105 ℃烘至恒重后作为待测样品，所有项目检测含量以干基计算。

1.3.2 数据处理统计分析

数据统计与整理采用Excel 2013统计软件;差异性分析、相关性分析和主成分分析（PCA）采用采用IBM SPSS Statistics 23.0数据分析软件。

2 结果与分析

2.1 燕窝营养成分分析

对测定的7个营养成分指标运用IBM SPSS Statistics 23.0进行Shapiro-Wilk检验，7个营养成分指标均呈偏态分布（P<0.05），因此以中位数（Q1，Q3）对7个指标分布进行描述。对各元素的中位居中变异系数进行计算，分母为设置的新变量k=1，统计结果见表1。

糖蛋白是燕窝的主要活性成分，具备糖类和蛋白质两种特性，燕窝中糖蛋白中最主要的活性成分是燕窝酸，又名唾液酸，能够促进婴儿大脑发育、认知能力、记忆力、智力和免疫水平的综合提高。由表1可知，燕窝中蛋白质含量在60.0%～69.5%，唾液酸含量在8.6%～11.7%，是外源性唾液酸摄入的良好来源。同时，由表1可知，燕窝蛋白质和唾液酸的变异最小，其变异系数只有2.6%、4.4%，说明燕窝中蛋白质及唾液酸含量波动稳定，组内差异小，其含量波动程度对燕窝的品质影响波动贡献较小。燕窝中唾液酸主要以结合态唾液酸形式存在，且含量稳定，形态不易发生改变。近年来，随着科技的创新，合成唾液酸的问世，不少商家通过人为添加合成唾液酸等手段进行虚假宣传，因此，通过测定燕窝及其相关制品中结合唾液酸含量是进行燕窝真假鉴别的重要方法之一。

马雪婷等研究发现燕窝中富含K、Na、Ca、Mg、Fe、Al、P和Cu等多种矿质元素，其中含量最高的前5个元素均为人体必需的大量元素且含量由高到低的顺序为Na>Ca>Mg>K>P;赵斌等对25批燕窝样品中的20个无机元素进行定量分析，并采用 SPSS 主成分分析和聚类分析对测定结果进行评价，提取了 6 个主因子，得出燕窝的特征元素为Na、K、Ca、Mn、57Fe、Co、Zn、Se、Rb。由表2可知，燕窝中K、Ca、Mg、Fe、Zn等元素含量从高到低的顺序为Ca>Mg>K>Fe>Zn，这一结论与已发表文献相一致。

表1中K、Ca、Mg均为人体必需的常量元素，其变异系数在30.2%～79.6%，而微量元素Fe、Zn的变异系数均>1 000%，其中Fe的变异系数最大，达到3 126.5%，说明微量元素在燕窝中含量较低，波动大，也说明燕窝的不同产地、不同季节采摘等因素可能对元素的含量分布造成影响，特别是含量较低的微量元素。按变异系数的大小对燕窝的7个营养成分进行排序，在燕窝营养成分差异显著的顺序依次为Fe>Zn>K>Mg>Ca>唾液酸>蛋白质。

2.2 燕窝7个营养成分相关性分析

利用IBM SPSS Statistics 23.0对燕窝的7个营养成分指标进行相关性分析，由结果可知，各营养成分之间存在不同程度的相关性。其中K、Ca、Mg、Fe、Zn之间均存在极显著正相关，相关系数在0.283～0.986，Ca与Mg的相关性最高，相关系数为0.986。蛋白质与唾液酸成正相关，相关系数为0.177、而与Ca、Mg成极显著负相关。唾液酸仅与蛋白质成正相关，这可能是因为燕窝中的唾液酸大多数以糖蛋白结合的形式存在。由于燕窝各成分之间的差异不同，各成分之间的相关程度也层次不齐，若单以某一个指标进行燕窝质量分析是不客观的。

2.3 燕窝7各营养成分的主成分分析

对燕窝营养成分进行综合评价时，需综合考虑7各营养成分指标，对燕窝质量进行综合的、全面的、系统的评价。利用IBM SPSS Statistics 23.0对7给指标进行PCA分析。综合考虑累积贡献率，此處特征值取>0.98，结果分别见表2。

由表2可知提取3个PC，累积贡献率达到86.666%，综合反应燕窝7个营养指标的大部分信息，可以用这3个PC作为燕窝质量品质评价的依据。

各主成分对应的特征向量为：

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为第一主成分，PC为第二主成分，PC为第三主成分;蛋白质为x、唾液酸为x、K为x、Ca为x、Mg为x、Fe为x、Zn为x。

按照载荷>0.5进行特征向量的选择，第一主成分主要由K、Fe、Zn组成，在PC1的表达式中铁的含量系数最大为0.450，第二成分主要由K、Ca、Mg组成，在PC2的表达式中钙的含量系数最大为0.408，第三主成分由唾液酸组成，含量系数为0.919。由表2可知，第一主成分的贡献率最高达到54.559%，第二主成分贡献率与第三主成分相近，分别为18.040%、14.067%。综合分析上述结果，唾液酸、Ca、Zn可作为燕窝品质综合评价指标。

3 结论

本研究对燕窝的7个指标进行测定，通过变异系数可知蛋白质、唾液酸COV值最小，个体差异小，含量稳定，对燕窝品质影响较小，但可很好的作为燕窝真假鉴别的指标之一;铁元素COV值最大，高达3 126.5%，对燕窝品质影响贡献最显著;同时通过PCA分析，从7个指标中提取3个主成分，从载荷与相关系数进行分析得出唾液酸、Ca、Zn可作为燕窝品质综合评价指标。综合上述分析，唾液酸、Ca、Fe、Zn可作为燕窝品质综合评价指标。将评价依据运用于不同形态或不同产地燕窝品质分析需进行进一步实验探究。

参考文献

[1]徐敦明，范群艳，施能文，等.燕窝的研究[M].北京：中国质检出版社，2017.

[2]郑颖，邓晓蔚，林淑鑫.母体血清唾液酸水平对新生儿智能发育的影响[J]. 中外医疗，2018，37（26）：32-33.

[3]卢芳，张冶，邬天雨，等.燕窝对大鼠子代学习记忆能力的影响及基于肠道菌群结构的作用机制研究[J].中药药理与临床，2021，37（1）：110-116.

[4]李雍，秦勇，刘伟，等.唾液酸对急性酒精性肝损伤小鼠的抗氧化作用[J].食品工业科技，2019，40（22）：321-324.

[5]简叶叶，李庆旺，黄知几，等.燕窝的营养功效与真伪鉴别研究进展[J].亚热带农业研究，2016，12（2）：136-144.

[6]邵建宏，丁琦，王珊，等.东南亚食用燕窝研究现状[J].食品安全质量检测学报，2018，9（5）：957-973.

[7]简叶叶.燕窝对肺阴虚小鼠免疫功能影响的研究[D].福州：福建农林大学，2017.

[8]何培元，马立新，何文静，等.燕窝对手术绝经大鼠肝脏抗氧化能力的影响[J].世界华人消化杂志，2015，23（34）：5513-5520.

[9]YIDA Z，MUSTAPHA U I，MAZNAH I，et al.Maizaton Atmadini Abdu-llah，Aini Ideris，Norharina Ismail. Edible Bird’s Nest attenuates high fat diet-induced ox-idative stress and inflammation via regulation of hepatic antioxidant and inflammatory genes[J].BMC Complementary and Alternative Medicine，2015，15（1）：310-316.

[10]赵冉，孔秀娟，李耿，等.燕窝对正常小鼠肠道菌群的影响[J].动物医学进展，2014，35（6）：86-89.

[11]白伟娟，柳训才，张晓婷，等.燕窝成分及功效研究进展[J].食品科技，2020，45（5）：96-100.

[12]MA F，LIU D.Sketch of the edible bird’s nest and its important bioactivities[J].Food Research International，2012，48（2）：559-567.

[13]简叶叶，李庆旺，黄灿灿，等.干燕窝与炖煮燕窝的营养成分分析与比较[J].福建轻纺，2016（3）：32-38.

[14]TING HUN L， CHIA HAU L， NURUL ALIA A， et al. Characterization of polar and non-polar compounds of house edible bird’s nest （EBN） from Johor， Malaysia[J].Chemistry & Biodiversity，2020，17（1）：201900419.

[15]郭秋蘭，孙艺，宋美英.电感耦合等离子体质谱法同时测定燕窝中14种元素含量[J].现代食品，2016，5（9）：103-106.

[16]马雪婷，张九凯，陈颖，等.燕窝多元素的分布及溯源信息研究[J].食品与机械，2019，35（2）：66-71.

[17]赵斌，邓仙梅，王羚郦，等.ICP-MS测定东南亚进口燕窝无机元素的主成分分析和聚类分析[J].中药材，2015，38（4）：697-700.

基金项目：海关总署科研项目（2021HK198）。

作者简介：阙茂垚（1993—），女，福建龙岩人，本科，助理工程师。研究方向：燕窝营养，食品安全检测。

通信作者：柳训才（1981—），男，湖北武汉人，硕士，工程师。研究方向：燕窝营养、功效及产品的研究。E-mail：18988700208@yanzhiwu.com。