入境糧食中8種主要感官指標的統(tǒng)計分析研究

任春生，徐亞飛，楊仙萍，黃世杰，鄭建君，李雪蓮，徐穎，榮德福

（北侖出入境檢驗檢疫局技術(shù)中心，浙江寧波315807）

入境糧食中8種主要感官指標的統(tǒng)計分析研究

任春生，徐亞飛，楊仙萍，黃世杰，鄭建君，李雪蓮，徐穎，榮德福

（北侖出入境檢驗檢疫局技術(shù)中心，浙江寧波315807）

在研究入境糧食主要感官指標的過程中，SPSS具有較強的適用性。文章以寧波口岸入境大麥中感官指標的研究為例，詳細介紹了SPSS在統(tǒng)計學描述、正態(tài)分布檢驗、回歸和相關(guān)分析、聚類分析和因子分析等方面的應用。分析結(jié)果表明：根據(jù)抽樣樣本，進境大麥中8種主要感官指標多數(shù)趨于或接近正態(tài)分布特征，異常值在加拿大麥指標中明顯，水分與蛋白質(zhì)、發(fā)芽率和容重相關(guān)成都較高，同時根據(jù)因子綜合得分對麥種進行了分類，為境外大麥的進口和合理利用提供了一定的參考。

入境鐵礦；微量元素；分析統(tǒng)計

SPSS是世界上最早采用圖形菜單驅(qū)動界面的統(tǒng)計軟件，通過點擊菜單，便可完成統(tǒng)計學分析，輸出結(jié)果專業(yè)、清晰、直觀，可以不改變數(shù)據(jù)格式，完美調(diào)用Excel或Access等數(shù)據(jù)文件[1-3]。本文以寧波口岸入境大麥中8種主要感官指標研究為例，運用SPSS軟件對檢測結(jié)果進行了統(tǒng)計分析，以期進一步了解其中各感官指標之間的相關(guān)性及各個進口國大麥的總體質(zhì)量。

1樣品與測試

樣品抽查的范圍為2011年10月至2013年10月間從寧波口岸入境的原產(chǎn)國為澳大利亞、法國、加拿大和阿根廷等4個國家共計20批大麥樣品，檢測了每批樣品中的水分、雜質(zhì)、發(fā)芽率、蛋白質(zhì)、飽滿粒、瘦小粒、千粒重和容重等8個感官指標項目。

所有樣品取制樣均采用出入境檢驗檢疫行業(yè)標準方法（SN/T2504-2010）進行，各感官指標檢測的方法分別為：水分（GB/T5497-1985）、雜質(zhì)（GB/T5494-2008）、發(fā)芽率（GB/T7416-2008）、蛋白質(zhì)（SN/T0800.3-1999）、飽滿粒（SN/T0800.15-1999）、瘦小粒（SN/T0800.15-1999）、千粒重（GB/T5519-20 08）和容重（GB/T5498-1985）。測定結(jié)果見表1。

2SPSS在入境糧食感官指標研究中的應用

2.1 統(tǒng)計學描述

SPSS對實驗數(shù)據(jù)具有很強的統(tǒng)計學描述功能，通過探索性和描述性統(tǒng)計過程，能完成包括均數(shù)（Mean）、中位數(shù)（Median）、和（Sum）、標準差（Std．Deviation）、方差（Variance）、最小值（Minimum）、最大值（Maximum）、偏度系數(shù)（Skewness）和峰度系數(shù)（Kurtosis）的統(tǒng)計。統(tǒng)計結(jié)果見表2。

從表2中可以看出，大部分指標的偏度接近0，說明大部分指標的結(jié)果趨于正態(tài)分布特征,而發(fā)芽率和雜質(zhì)指標明顯不符合正態(tài)分布特征。將偏度小于1的指標之一“瘦小?！焙推认禂?shù)大于1的發(fā)芽率分別做正態(tài)概率圖如圖1～4。

表1 寧波口岸20批入境大麥中各感官指標檢測結(jié)果Tab.1The test results of various sensory indexes in 20 batches of barley in Ningbo port

表2 感官指標的統(tǒng)計學描述結(jié)果Tab.2The statistical description results of the sensory indexes in barley

圖1 瘦小粒的正態(tài)P-P圖Fig.1Normal P-P graph of thin barley

圖2 瘦小粒的趨降正態(tài)P-P圖Fig.2Decreased normal P-P of thin barley

圖3 發(fā)芽率的正態(tài)P-P圖Fig.3Normal P-P graph of germination

圖4 發(fā)芽率的趨降正態(tài)P-P圖Fig.4Decreased normal P-P graph of germination

從圖1～4中可以直觀的看出，瘦小粒趨于正態(tài)分布，而發(fā)芽率不符合正態(tài)分布特征，印證了上面的結(jié)論。

2.2 樣本特性差異分析

采用穩(wěn)健統(tǒng)計技術(shù)對樣本數(shù)據(jù)進行分析，以減少極端結(jié)果對平均值和標準偏差的影響（為描述清楚，8項指標按照數(shù)值分為兩部分做圖,見圖5）。

圖5 各感官指標的四分位分布圖Fig.5Quarterback distribution graph of the sensory indexes

可以看出，進口大麥的8項感官指標中只有蛋白質(zhì)和發(fā)芽率兩項指標出現(xiàn)異常值，其中發(fā)芽率有極端異常值。所有異常值均集中在加拿大（發(fā)芽率）和澳大利亞（蛋白質(zhì)）兩個國家。加拿大大麥發(fā)芽率異常情況占該產(chǎn)國抽樣比率的60%。

2.3 各感官指標間的相關(guān)性分析

對表1數(shù)據(jù)進行分析，符合因子分析的前提條件，即各感官指標之間存在著顯著相關(guān)性，說明有共同因子可以提取，使用KMO統(tǒng)計量和Bertletts球形檢驗進一步加以判定。運用SPSS軟件進行提取主成分/因子分析，結(jié)果見表3。

從表3上初始變量相關(guān)系數(shù)矩陣來看，多個指標之間的相關(guān)系數(shù)較大，表明多個感官指標間的相關(guān)性確實具有顯著性意義，尤其是水分與發(fā)芽率和容重負相關(guān)程度大、與蛋白質(zhì)正相關(guān)程度大；容重和千粒重呈正相關(guān)。水分含量低，大麥不易生蟲和發(fā)霉，能夠保持較高的發(fā)芽率；千粒重、飽滿粒和容重三者之間呈正相關(guān)，千粒重值高的大麥，其飽滿粒含量和容重值都高，這3個指標的高低標志著大麥顆粒的大小和飽滿程度。

表3 大麥中各感官指標原始變量的相關(guān)矩陣aTab.3The correlation matrix table of original variables of each sensory index in barley

2.4 主成分分析和聚類分析

基于以上的分析，我們利用SPSS的便利性對這些微量元素作一主成分分析和聚類分析。主成分分析是一種降維或者將多個變量化為少數(shù)幾個綜合新變量的多元統(tǒng)計分析技術(shù)。對含有眾多化學信息共存現(xiàn)象的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)降維以排除數(shù)據(jù)中相互重疊的信息。聚類分析是在樣品諸多性質(zhì)的基礎(chǔ)上，按照樣品性質(zhì)的親疏程度進行自動分類的多元統(tǒng)計分析方法，它是研究“物以類聚”的方法[4-8]。

表4 因子分析方差解釋Tab.4The variance of factor analysis

由表4大麥中各因子的特征值及方差貢獻率表我們可以得到大麥中3個主成分的方差累積貢獻率為78.58%，其值接近80%，說明3個主成分可以解釋大麥78.58%的信息，因此，在損失較少信息的前提下可以用3個主成分來描述大麥感官指標的所有數(shù)據(jù)，這符合主成分分析的基本要求。

表5 載荷矩陣Tab.5Load matrix

從表5中可以看出：水分、雜質(zhì)、發(fā)芽率、蛋白質(zhì)、容重等指標在第一主成分上有較高載荷，說明第一主成分基本反應了這些指標的信息；飽滿粒和瘦小粒和第二主成分上有較高載荷，瘦小粒和千粒重在第三主成分上載荷較高，說明第二、三主成分基本反應了這些指標的信息[9，10]。

表6 主成分的綜合得分及排名Tab.6The comprehensive scores and rankings of the principal components

根據(jù)表6中各個國家大麥的得分和綜合排名，從進口大麥感官指標角度，此次抽樣分析結(jié)果表明澳大利亞大麥總體質(zhì)量最好，其次分別為阿根廷和法國，再次為加拿大。

圖6 聚類分析樹狀圖Fig.6The dendrogram of cluster analysis

根據(jù)系統(tǒng)聚類分析結(jié)果（圖6）我們可以把4個大麥原產(chǎn)國分為兩大類，一類為加拿大大麥、二類為其他原產(chǎn)國大麥，與表6種的得分結(jié)果相一致。從第二類其他原產(chǎn)國大麥的樹狀聚類分析圖的總體分析看，基本上也是與表6綜合得分的情況相符。

3結(jié)論

利用SPSS20.0統(tǒng)計分析軟件對寧波口岸進口4個國家20批大麥樣品中常規(guī)的8個感官指標進行了穩(wěn)健統(tǒng)計分析、因子分析及隨后的系統(tǒng)聚類分析，初步揭示了這些感官指標總體上趨于正態(tài)分布特征，異常值的出現(xiàn)相對集中，以加拿大大麥相對較為顯著。同時確定了大麥感官指標的主要影響因子及相關(guān)性，水分與發(fā)芽率和容重負相關(guān)程度大、與蛋白質(zhì)正相關(guān)程度大；容重和千粒重呈正相關(guān)。從抽樣總體來說，澳大利亞大麥品質(zhì)穩(wěn)定，相對更好。

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Statistical analysis study of 8 kinds of sensory indexes in the entry grain

REN Chun-sheng，XU Ya-fei，YANG Xian-ping，HUANG Shi-jie，ZHENG Jian-jun，LI Xue-lian，XU Ying，RONG De-fu
（Key Laboratory of National Iron Detection of Ningbo Entry Exit Inspection and Quarantine Bureau,Ningbo 315807，China）

In the process of study sensory indexes in entry grains,SPSS has strong applicability.Based on the study of the sensory indexes in barleys in Ningbo port as an example,introduces the application of SPSS in statistical description,normal distribution test,regression and correlation analysis,cluster analysis and factor analysis in detail.The analysis results show that most of 8 kinds of sensory indexes in the imported barleys are accord with normal distribution characteristics,and the abnormal value in barleys is relatively concentrated to Canada,the degree of correlation between moisture and other indexes（germination、protein and test weight）is higher,at the same time,the barleys are classified according to the factor comprehensive scores,it provides a certain reference for the import barleys and rational utilization.

barleys；sensory indexes；statistical analysis

TS202

A

1002-1124（2014）02-0059-05

2013-12-21

任春生（1977-），男，高級工程師，分析化學專業(yè)，主要從事進口商品檢驗和實驗室管理。