基于主成分分析法評測釀酒葡萄的品質(zhì)

王喬宇+++李瑞蒲+++荊曉原

摘要：本文對釀酒紅葡萄品質(zhì)的分析，對外觀、香氣、口感四項等級進行對紅葡萄酒的評分，同時針對釀酒紅葡萄的化學成分含量進行評分。然后，通過主成分分析法對化學成分含量進行劃分；再通過使用舍伍德算法對數(shù)據(jù)進行處理，得出樣品酒化學成分含量的評分。最后，將釀酒紅葡萄化學成分含量與紅葡萄酒品質(zhì)的優(yōu)勢評分進行加權(quán)求和，得到紅葡萄的評分級別。

關(guān)鍵詞：主成分分析 層次分析 舍伍德算法

因為紅葡萄的糖分和酒色苷含量較高，糖分含量的高低決定了酒精的度數(shù)，酒色苷含量的高低決定了紅葡萄酒的色調(diào)，所以一般選取糖分和酒色苷含量適中的紅葡萄進行釀酒。優(yōu)質(zhì)的葡萄酒自然會選擇優(yōu)秀的葡萄。所以說，釀酒紅葡萄的品質(zhì)決定了紅葡萄酒的品質(zhì)。本文針對紅葡萄酒的品質(zhì)和釀酒紅葡萄的化學成分含量對釀酒紅葡萄等級制定分級標準。

一、釀酒葡萄評測標準

紅葡萄酒和釀酒紅葡萄的化學成分含量會在很大程度上體現(xiàn)紅葡萄酒和釀酒紅葡萄的品質(zhì)。若要依據(jù)釀酒紅葡萄的化學成分含量和紅葡萄酒的品質(zhì)對這些釀酒紅葡萄進行分級，就應找出釀酒紅葡萄的化學成分含量與紅葡萄酒品質(zhì)之間的關(guān)系。計算出每個紅葡萄酒樣品的平均總評分，并對這些評分制定級別。

二、釀酒葡萄評測方法

（一）紅葡萄酒的質(zhì)量

依據(jù)評酒員對紅葡萄酒的整體評估分數(shù)，計算出每個紅葡萄酒樣品的平均總評分；對這些評分進行分級，如下表1，規(guī)定每個級別所占分值，篩選出每一等級紅葡萄酒的數(shù)量。

紅葡萄酒的品質(zhì)分數(shù)用Q表示。規(guī)定優(yōu)秀級別紅葡萄酒的分值為9分，良好級別的分值為8分，一般級別的分值為6分，較差級別的分值為4分。

（二）主成分分析法

釀酒紅葡萄的化學成分數(shù)目過多，且局部化學成分對各自的質(zhì)量影響小，且數(shù)目過多難以樹立指標之間的關(guān)聯(lián)，不僅會增加工作量還有可能對評判結(jié)果產(chǎn)生影響。

因而，可對各化學成分進行降維，減小化學成分數(shù)量。采取主成分分析法對化學成分降維，確定各個化學成分的主成分。

得到各主成分的載荷后，進行下一步計算，得到個主成分的得分。

使用Matlab軟件對主成分分析法的計算，依據(jù)計算結(jié)果可知：貢獻率越大的物質(zhì)對釀酒紅葡萄的品質(zhì)影響越大。則全部釀酒紅葡萄的化學成分經(jīng)分析得到16個主要化學成分，主要有蘋果酸、褐變度DPPH自由基、總酚、單寧、葡萄總黃酮、黃酮醇、總糖、可溶性固形物、可滴定酸、固酸比干物質(zhì)含量、果穗質(zhì)量、果皮質(zhì)量、a*（+紅；-綠）、b*（+黃；-藍）。

利用舍伍德算法，得出每一種化學成分對應每一釀酒紅葡萄樣品的所有數(shù)據(jù)的中值，再將每一釀酒紅葡萄樣品對應各個指標的數(shù)值與中值進行比較，規(guī)定高于中值的計1分，低于中值的不加分。最后，計算出每個紅葡萄酒樣對應釀酒紅葡萄的化學成分的分數(shù)，如下圖1

（三）層次分析法

利用層次分析法，建立紅葡萄酒的品質(zhì)與釀酒紅葡萄的化學成分關(guān)聯(lián)的模型，進而對釀酒紅葡萄進行級別劃分。

四、結(jié)語

由常識可知，紅葡萄酒的品質(zhì)很大程度上取決于釀酒紅葡萄的品質(zhì)，優(yōu)質(zhì)的葡萄酒對應優(yōu)質(zhì)的釀酒葡萄，劣質(zhì)的葡萄酒對應的釀酒葡萄也相應較差，因此我們考慮評酒員對于紅葡萄酒的評分作為參考標準進行評分。同時，紅葡萄酒的品質(zhì)也不是完全取決于釀酒紅葡萄，紅葡萄酒和釀酒紅葡萄的化學成分含量會在較大程度上反映釀酒紅葡萄和紅葡萄酒的品質(zhì)，因此我們對釀酒紅葡萄進行分級的同時加入釀酒紅葡萄的化學成分作為參考，最終得出釀酒紅葡萄的等級。

參考文獻：

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[2]王世昆，李紹滋，柯逍.基于遺傳算法和舍伍德思想的雙數(shù)組Trie樹改進[J].計算機工程與應用，2009，（29）.

（作者單位：華北理工大學數(shù)學建模創(chuàng)新實驗室；指導老師：白斌）endprint