06 第四讲 感官分析方法学.pptx

第1页：第四讲 实验设计与统计分析

2图的好处鱼香味异味酸味苦味涩味鲜味综合印象

第2页：季度销售数据柱状图

39080706050403020100第一季度第二季度第三季度第四季度1009080706050403020100第一季度第二季度第三季度第四季度东部第一季度第二季度第三季度第四季度10090807060504030201000246东部统计图可以揭示现象的内部结构和依存关系，显示现象的发展趋势和分布状况，有利于进行统计分析与研究。

第3页：A3B2C1Ａ4ＢＣ实验验证

A3B2C1Ａ4ＢＣ实验验证发现趋势

第4页：中美纯水有限公司欲为其新推出

5中美纯水有限公司欲为其新推出的一种纯水产品起一个合适的名字，为此专门委托了当地的策划咨询公司，取了一个名字“波澜”。一个好的名字至少应该满足两个条件：会使消费者联想到正确的产品纯水；会使消费者产生与正确产品密切相关的联想，如纯净、清爽等。

第5页：波澜洗衣机中美纯纯水纯净6

波澜洗衣机中美纯纯水纯净6

第6页：美国国家药品食品管理局（FD

美国国家药品食品管理局（FDA）要求新药的研发试验中，必须有统计学家来指导研究的设计、数据的分析、报告的呈递等。7

第7页：统计图面积误用示例

800060004000200001000019992000图的误用面积？？8

第8页：调查数据的趋势对比

调查数据的趋势对比

9100908070605040302010020002003200590858075706560200020032005ＡＢ趋势？

第9页：统计学在感官分析中的应用10

统计学在感官分析中的应用10O描述：结果的简单描述（数据的收集、加工处理、显示方法、分布特征的概括等）O推论：为实验处理提供根据O衡量：估计变量间的相关程度（研究如何根据样本信息来推断总体的特征）

第10页：研究的过程分析方法

研究的过程分析方法？11收集数据(取得数据)整理数据(处理数据)解释数据(结果说明)分析数据(研究数据)实际问题

第11页：Z检验t检验X2检验F检验平

Z检验t检验X2检验F检验平均数标准差描述统计推论统计复杂统计分析计算机统计分析1.定性分析2.定量分析（统计分析）方差分析、回归分析、聚类分析、判别函数分析、主成分分析、因素分析、路径分析、结构方程模型12

第12页：产品质量色香味形单变量分析分

产品质量色香味形单变量分析分析结果分析结果分析结果分析结果分析结果多元回归因子分析主成分分析相关分析13

第13页：D图表描述

D图表描述14条形图、柱形图、折线图、雷达图、箱线图等D数据描述集中程度：平均数变异程度：标准差分布的对称、陡峭程度：偏斜度、峭度D推论剔除极端值/缺失值选择显著性水平D统计检验

第14页：数据资料的观测名称量表名称量

数据资料的观测名称量表名称量表顺序量表顺序量表等距量表等距量表比率量表比率量表心理学不同类事物，如性别，正常或异常不同类事物，如性别，正常或异常某特性排序下的分类，如态度某特性排序下的分类，如态度0不表示“没有”，如温度0不表示“没有”，如温度0表示“没有”0表示“没有”15

第15页：t检验F检验总体有特殊要求t

16t检验F检验总体有特殊要求t检验F检验总体有特殊要求FriedmanPage卡方秩和检验适合小样本FriedmanPage卡方秩和检验适合小样本数据类型－统计方法定类数据定类数据定序数据定序数据品质数据品质数据数量数据数量数据定距数据定距数据定比数据定比数据参数方法参数方法非参数方法非参数方法统计学

第16页：感官分析的尺度表定类数据定类

感官分析的尺度表定类数据定类数据定序数据定序数据定距数据定距数据定比数据定比数据感官科学

• 感官分析的尺度表定类数据定类数据定序数据定序数据定距数据定距数据定比数据定比数据感官科学
• 成对比较、评分（两个样品：二项分布，多个样品：方差分析）
• 二三点法、三点法（二项分布）
• A-非A、选择、分类（卡方）
• 排序（秩和检验、Friedman、Page）17成对比较、评分（两个样品：二项分布，多个样品：方差分析）二三点法、三点法（二项分布）A-非A、选择、分类（卡方）排序（秩和检验、Friedman、Page）品评方法/品评表格品评方法/品评表格

第17页：统计检验t检验方差分析χ2检

统计检验t检验方差分析χ2检验通过检验样本平均数、标准差、方差、相关系数与相应的总体参数或样本统计量之间是否存在差异，进而检验样本与总体或样本与样本之检验两个处理平均数差异是否显著检验多个处理平均数间差异是否显著（单因子、双因子、…）由质量性状得来的次数资料的显著性（喜欢、尚可、不喜欢）二项分布计算成功的概率（对比实验、三点实验）间是否存在显著差异，并得出结论和对结论进行推论。18

第18页：异常值D系统误差/随机误差/

异常值D系统误差/随机误差/过失误差D样本异常值：明显偏离所在样本的观测值D异常值可能仅仅是数据中固有的随机误差的极端表现，也可能是过失误差如何避免？出现后如何处理？19

第19页：实验设计的基本原则对照显示处

实验设计的基本原则对照显示处理的效应重复足够的样本量、足够的功效随机化针对大量、不可控制的非处理因素均衡20

第20页：处理组

处理组21处理因素非处理因素对照组非处理因素比较结果处理组与对照组之间非处理因素均衡一致

第21页：异常值的剔除将一组数据从小到

异常值的剔除将一组数据从小到大排列计算的平均值和标准偏差计算统计量T根据n和α查表，判断3准则、格拉布斯(Grubbs)准则。＝0.0122

第22页：滋润度松软性甜味内部组织表皮

23滋润度松软性甜味内部组织表皮外形色泽品评员22322121322222122223221322323224212221251222221622211227232221282232223912223221021222211122132221223223321322122251432212221530303130322830总计222.0722.131.872.0平均数

第23页：2x=2.0s=(xi−x)

对于色泽

• 对于色泽
• 结果排列：1,1,1,…,5
• 计算平均值和标准差
• 计算最大值Ta和最小值Tb。
• 结论：查T值表，n=15，α=0.01，Tn,a=2.71<Ta=2.91，所以5为异常值。Tn,a=2.71>Tb=0.97，所以1为非异常值。2x=2.0s=(xi−x)/(n−1)=0.97Ta=(xi−x)s=2.91Tb=(x−xi)s=0.9724

第24页：你不能同时减少两类错误

你不能同时减少两类错误!和的关系就像翘翘板，小就大，大就小第一类错误：以真为假，拒绝好结果第二类错误：以假为真，肯定坏结果25

第25页：显著性水平选择0.05实验条

显著性水平选择0.05实验条件不易控制或容易产生较大误差容易产生严重后果0.0195%的置信区间99%的置信区间26

第26页：质管理0.01270.05

品质管理0.01270.05消费者调查0.1政策性的调查

第27页：

第28页：

第29页：O品评员品评时的随机化（样品

O品评员品评时的随机化（样品呈送时）

• O品评员品评时的随机化（样品呈送时）
• 成对比较（AB、BA）
• 二三点法固定参照－RAAB、RABA平衡参照－RAAB、RABA、RBAB、RBBA
• 三点法（AAB、ABA、BAA、BBA、BAB、ABB）
• A－非A法（AA、BB、AB、BA）
• 五取二BA30No.1No.3No.2

第30页：O样品间差异比较31

O样品间差异比较31

• O样品间差异比较31
• 两个样品
• 成对比较、二三点法、三点法、评分、A-非A
• 三个以上样品
• 排序、评分、选择、五取二
• 嗜好型品评
• 成对比较、选择、排序

第31页：单向检验参数a=0.05a=

【例】比较两个样品的酸度（喜欢程度）进行比较。统计有效问答的正解数，查表。若有效问答数大于100，根据二项分布的正态近似导出，答案的最少数利用公式(n+1)/2＋k√n取最近的整数。单向检验参数a=0.05a=0.01a=0.001k=0.82k=1.16k=1.55双向检验参数？32

第32页：香肠制品弹性评分数据表

合计弹性DCBA33-13-2P12-2031P21-213-3P36323-2P45123-1P562-233P60-2-130P7311-2-3P8184219-7合计33原料配比不同的四种香肠制品，通过评分法判定这四种香肠的弹性、色泽等有无差别。【例】评分

第33页：方差分析计算各项平方和与自由

方差分析计算各项平方和与自由度列出方差分析表，进行F检验显著性差异判断存在显著性差异Duncan检验差异程度？34

第34页：方差分析

方差分析

• 方差分析
• 误差校正值(CF)=评分总和2/试验总次数=182/32=10.125
• 样品平方和=(各样品合计评分的平方和/各样品的试验数)-CF=［(-7)2+192+22+42］/8-CF=53.75-10.125=43.625
• 品评员平方和=(各品评员合计评分的平方和/各品评员的试验数)-CF=［32+22+(-1)2+62+52+62+02+(-3)2］/4-CF=120/4-10.125=19.875
• 总平方和=各评分数的平方和-CF=［(-2)2+12+…+32+22+(-2)2+12］-CF=156-10.125=145.875
• 样品自由度＝3，品评员自由度＝7，误差自由度＝2135

第35页：F值方差平方和自由度差异原因

F值方差平方和自由度差异原因3.707214.541743.6253样品0.72382.839319.8757品评员3.922682.37521误差145.87531总计36O以样品自由度为分子自由度，误差自由度为分母自由度，查F分布表中相应的临界值，比较。若所计算的F值大于某显著水平的F临界值，表示在此显著水平存在差异。OF值（3.7072）大于临界（3.07），说明在5%显著水平存在差异。O结论：A、B、C、D四个样品，由于原料配比不同，成品的弹性在5%显著水平存在显著差异。差异程度？

第36页：Duncan新复极差法37D

Duncan新复极差法37DCBA样品4219－7样品评分0.50.252.375－0.875样品平均B>D>C>A样品平均数按大小顺序排列

第37页：计算样品平均数的标准误差（S

计算样品平均数的标准误差（Sx）

xS=＝0.70＝各样品的试验数8误差方差3.9226“最短有效差异范围”可在Duncan表中查出。5%显著水平的数值，然后把这些值与“平均数的标准误差”相乘，得出Rk：Rk0.05rk2.072.9522.173.1032.233.18438

第38页：样品平均数间的差异与最短有效

样品平均数间的差异与最短有效差异范围比较按以下步骤进行

• 样品平均数间的差异与最短有效差异范围比较按以下步骤进行
• 最大的减去最小的，最大的减去第2小的，如此下去至最大的减去第2大的。
• 第2大的减去最小的，并如此下去至第2大的减去第3大的。
• 依上述顺序至第2最小的减去最小的。
• 对于任何步骤，如果存在的差异未超过最短有效差异范围的话，那么比较就可至此为止。最短有效差异范围的确定如下：B－A＝2.375－（－0.875）＝3.25＞2.23 B－C＝2.375－0.25＝2.125＜2.17 D－A＝0.5－（－0.875）＝1.375＜2.17最后的结果分为3组如下：BDCA结论：在5%显著水平，B的弹性最好；D和C次之，无显著性差别；A最差。39

第39页：排序40

排序40

第40页：PageFriedman有无

41PageFriedman有无自然的顺序有无样品成份的比例、温度、不同的贮藏时间等可测的因素造成的自然序列2R−3J(n+1)F=12Jn(n+1)i按Ri从小到大排序L=nRi12L−3Jn(n+1)2n(n+1)J(n−1)L'=n样品数，J品评员数显著性差异判断查表秩次秩和Duncan检验存在显著性差异

第41页：种样品

四种样品，按甜度从弱到强进行排序。42DCBA4321p1４１２３p2２４３１p3３４２１p4４３２１p5４２３１p650211714８

第42页：显著性差异判断

0显著性差异判断

由F=9>F(n=4,J=6,a=0.05)=7.60，样品之间有显著性差异。430差异强度判断，分组：Ri排序：RD>RC>RB>RARD-RA=13>r(4,.05)=11.47RD-RB=7<r(4,.05)=11.47RC-RA=3<r(3,.05)=10.46划线，分组：DCBA0结论：在5%显著水平，Ｄ样品最甜，C、Ｂ样品差别不明显，甜度次之，A样品最不甜。

第43页：1、进行分类（如级别

【例】分类由于加工工艺不同，通过检验，了解加工工艺对制品质量的影响。1、进行分类（如级别：Ｉ级……）2、检验分类之间有无显著性差异Χ2=∑(Ａ－Ｔ)2/ＴA-观察值T-期待值44

第44页：种样品

四种样品，通过检验分成为三类。为了解工艺的不同对产品质量造成的影响，让30个品评员按三类的划分进行了实验：III级II级I级302217A303918B302919C3071112D1201450562(4*3列联表)45

第45页：期待值III级II级I级30

期待值III级II级I级303.512.514A303.512.514B303.512.514C303.512.514D120145056III级II级I级0-1.58.5-7A0-0.5-3.54B0-1.5-3.55C03.5-1.5-2D000观察值－期待值Χ2=19.49>Χ2((4-1)(3-1),0.05)=12.5946结论：三个类别在0.05水平上有差异（工艺对质量有影响）。

第46页：A、B

A、B、C三个以上样品中最喜欢（最不喜欢）哪个样品。某厂把自己生产的产品X，与市场上销售的其他三个同类产品A、B、C进行比较，经过60名品评员进行评价，并选择一个最喜欢的样品。47合计mCBAX产品数n604122420认为此产品最好的人数xi【例】选择

第47页：样品间差异判断

1、样品间差异判断。minmmni=1220(x−)=nmi2220m(m−1)n=(x−)220(m−1,)202(1,)220=15.73(4−1,0.05)=7.812=7.202(1,0.05)=3.840482、被多数人判断为最好的样品与其他样品间的差异判断。Pearsonx2

第48页：【例】风味剖析一般步骤整理描

【例】风味剖析一般步骤整理描述词汇评价产品分析结果49

第49页：请适用你认为适宜的词

请适用你认为适宜的词，对产品的特性进行描述。品尝后品尝中品尝前外观气味风味（味道+芳香）质地（口感）质地（通过手或匙子）500强稍强平均稍弱弱没感觉12345用于删减描述词的标度：

第50页：运用几何平均值M将它们初步分

运用几何平均值M将它们初步分级

F—描述词实际被述及的次数占该描述词所有可能被述及总次数的百分率；I—评价小组实际给出的一个描述词的强度占该描述词最大可能所得强度的百分率M=FI51

第51页：描述词检验次数统计表

18个评价员用9个描述词检验5中产品。每一描述词可被述及的次数为90次（产品数5乘以评价员数18）。每一描述词最大可能的强度为450（强度标度最大值5乘以产品数5乘以评价员数18）。52描述词产品词9词8词7词6词5词4词3词2词11211717890812116149161501717231108401223411414853174323214609153863942543934739次数42.26.743.346.76043.33.352.243.3F值

第52页：描述词与产品频次表

描述词与产品频次表

描述词产品词9词8词7词6词5词4词3词2词119531642716043691333944523003343211224213025335550378610836471111578300194575251031522079510128155强度16.75.622.933.846.021.12.228.434.4I值53

第53页：描述词分类

描述词分类54描述词参数词9词8词7词6词5词4词3词2词10.1670.0560.2290.3380.4600.2110.0220.2840.344I0.4220.0670.4330.4670.6000.4330.0330.5220.433F0.2650.0610.3150.3970.5250.3020.0270.3850.386M26.56.131.539.752.530.22.738.538.6％785216943分类列在最后两位的词3和词8可删除。

第54页：多元分析和方差分析二次删减

用多元分析和方差分析二次删减描述词数55目。如：对6个产品的描述词1进行分析，通过方差计算后值很小，即该6个产品在这一特性上差别很小，那么可以将其删除。

第55页：评员培训考核区别分类排序评

品评员培训考核区别分类排序评分正稳一确定致性性性GB/T14195-199356

第56页：两次正确区别的组数同一系列样

两次正确区别的组数同一系列样品正确区别的组数正确区别的组数一致性稳定性正确性三点检验法区别57

第57页：正确区别情况

正确区别情况

合格与否的分类一致性稳定性正确性重复进行正确性考核≥＜Mcnemar检验Cochran的Q检验分类58

第58页：两次排序的秩

• 两次排序的秩。
• 计算秩相关系数。一致性正确排序的次数Friedman2R−3J(n+1)F=12Jn(n+1)iSpearman稳定性≥≥排序59正确性

第59页：致性稳定性区别能力越大方差分

一致性稳定性区别能力越大方差分析MSe越差评分60≥

第60页：F值方差平方和自由度F=MS

F值方差平方和自由度F=MS1/MSeMS1=SS1/df1SS1df1样品MSe=SSe/dfeSSedfe误差总计61D若：F≥F(df1,dfe)D说明品评员对样品有一定的区分能力。区别能力

第61页：O若：F3>F(df3

O若

F3>F(df3,dfe)，交互作用明显。品评员未通过评分一致性考核。O若：F3<F(df3,dfe)，交互作用不明显。这时，若F2>F(df2,dfe)，说明品评员之间差异显著（评分一致性差）。反之，通过了一致性考核。62F值方差平方和自由度F1=MS1/MSeMS1=SS1/df1SS1df1样品F2=MS2/MSeMS2=SS2/df2SS2df2品评员F3=MS3/MSeMS3=SS3/df3SS3df3样品-品评员MSe=SSe/dfeSSedfe误差总计一致性

第62页：品评员与样品交叉表

样品Ａ品评员样品Ｂ63品评员样品Ａ样品Ｂ

第63页：FisherO统计学家与科学

FisherO统计学家与科学研究者的合作应该在实验设计阶段，而不是在需要数据处理的时候。O试验完成后再找统计学家，无异于请统计学家为试验进行“尸体解剖”。统计学家或许只能告诉你试验失败的原因。感悟统计64

第64页：参考书目65

参考书目65

• 参考书目65
• 杜荣骞，生物统计学（第二版），高等教育出版社，2003年
• 刘文卿，实验设计，清华大学出版社，2005年
• 刘魁英，食品研究与数据分析（第二版），中国轻工业出版社，2005年