發(fā)布時間：2016-12-14 21:52

第一章 緒論

1.1 感官分析技術概述
近年來，由于各類快消品行業(yè)的快速發(fā)展，尤其是隨著消費者對產(chǎn)品追求的態(tài)度轉變和產(chǎn)品全球化的發(fā)展等現(xiàn)象的出現(xiàn)[1]，感官分析技術的重要性日漸凸顯。這門技術的概念是在 20 世紀中期由 Pangborn 正式提出[2]，主要是通過人的視覺、嗅覺等感受器官感知產(chǎn)品的特征，經(jīng)過大腦對這些信息進行處理和反饋，再通過統(tǒng)計分析，形成對產(chǎn)品的綜合感官認知[3]。由于這門技術所采用的“評測工具”是人，因此，必須通過建立科學的檢驗方法，消除評價員對產(chǎn)品及測試本身潛存的偏見效應以及將一些對消費者感覺有影響的因素降低到最低程度，才能獲得更為客觀有效的檢測結果。常用的感官分析檢驗方法主要包括差別檢驗、消費者偏好性檢驗[4-7]和描述性分析檢驗[5, 7, 8](見圖 1.1)。其中，應用最為廣泛的是差別檢驗和偏好性檢驗，分別是用來鑒別樣品之間的差異是否具有顯著性和檢測消費者對不同樣品的偏好是否具有顯著性。鑒于進行這些檢驗的根本目的是為了更好地預測和剖析實際生活中，普通消費者對產(chǎn)品的感官認知[9]，所以這些檢驗方法應具有很高的有效性和科學性。

然而，就目前來看，這些檢驗都或多或少存在一些問題，譬如，有研究發(fā)現(xiàn)最常用的差別檢驗方法——三角檢驗，就存在“實用性強但有效性低”，而其他一些高效檢驗，又存在實用性較低的問題[10]；而在偏好性檢驗中，有人發(fā)現(xiàn)，即使給消費者兩個相同的樣品，65-80%的消費者還會表示有偏好，使得測試結果的可靠性嚴重下降。由此，可以看出，如果采用這些檢驗的結果，去預測實際市場，將會出現(xiàn)很多偏離實際的問題，從而帶來巨大的損失[11, 12]。因此，為了滿足各行各業(yè)對感官分析技術的需求，感官分析技術亟待改進和完善，目前，已有很多研究致力于此，他們試圖結合統(tǒng)計學、心理學等領域的知識，建立新的統(tǒng)計分析方法或改善現(xiàn)有的感官評定方法[13-17]，以提高檢驗結果的有效性和預測準確性。

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1.2 差別檢驗

差別檢驗是感官分析技術中極為重要的一種檢驗方法。它主要是用于檢驗樣品之間存在的細微差異，是否具有顯著性。通常，對于檢驗結果的分析，都采用查表方式，找出對應的臨界值，從而判斷樣品之間是否具有顯著性。然而，雖然差別檢驗廣泛被用于各領域，如產(chǎn)品質量把控、產(chǎn)品配方改良、工藝條件改進、貯藏實驗等[18]，但很多研究都證明現(xiàn)有的差別檢驗方法都不是特別完善，在實用性和有效性上存在顧此失彼的問題，譬如，有效性低的方法，在檢測時，需要很大的樣本量才能檢測出差異；而實用性不強，對于現(xiàn)代化企業(yè)的高效率來說，這將是一個非常重大的問題。因此，如果要改善差別檢驗的現(xiàn)狀，必須從根源上，對其理論進行分析，找到突破口，進行改進。

1.2.1 差別檢驗中判斷差異是否存在的標準

在對差別檢驗進行改進前，首先要明確的是，消費者判斷差異是否存在標準是什么，以及他們所采用的標準是否一致。有研究報道，差別檢驗中判斷差異是否存在，主要有兩個標準：β-標準和 τ-標準[19, 20]。其中，β-標準是人判斷某種特性存在的臨界值，只有感受到的特征強度高于自己大腦設定的 β-標準，才會認為該特性存在，否則不存在。如圖 1-1，評價員對兩個樣品的甜度差異進行判別，（a）β-標準介于兩個樣品甜度之間，則認為其中一個樣品更甜；（b）及（c）：β-標準低于或高于兩個樣品的甜度，則認為兩者有甜味或都不甜。圖 1-2 則是以三個樣品為例。

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第二章 自定義 2-AFC 檢驗、3-AFC 檢驗及 tetrad 檢驗研究

2.1 前言
差別檢驗是在感官分析技術中，應用最為廣泛的一類方法，其目的是鑒別產(chǎn)品之間是否存在顯著性差異，被廣泛用于產(chǎn)品品質保證、貯藏實驗及研究配方改變、工藝改變等對產(chǎn)品帶來的影響等領域。其檢驗類別主要分為兩大類：非定向檢驗和定向檢驗。其中，非定向檢驗是評價員從整體上判斷樣品之間的差異，具有實用性強但有效性低的特點，其檢驗方法包括三角檢驗、二三檢驗等；而定向檢驗則是評價員根據(jù)實驗人員指定的屬性，判斷樣品之間是否存在差異，具有有效性高但實用性低的特點，檢驗方法包括2-AFC、3-AFC 檢驗。
由于差別檢驗檢測的對象是非常相似的樣品，因此，為了檢驗樣品之間的差異是否具有顯著性，所采用的檢驗方法的有效性應非常高，否則可能會導致樣品間真實存在的差異被遺漏的可能。然而，由于三角檢驗的實用性強，目前是各行各業(yè)最常用的差別檢驗方法，但其最大的問題是：有效性卻相對較低。為此，Ennis 和 Jesionka[52]等人通過統(tǒng)計模型分析，在非定向檢驗中，找到一種統(tǒng)計效力高于三角檢驗的方法——tetrad 檢驗[55-58, 133]，因此，他們從理論的角度，提出這可能是一種替代三角檢驗的備選方法。然而，考慮到實際測試中，tetrad 檢驗中有四個樣品待品嘗，而三角檢驗只有三個，忘卻效應、感官適應等影響因素的存在可能會降低該方法的有效性。因此，驗證 tetrad 檢驗的有效性，在實際應用中，是否高于三角檢驗將非常必要。

然而，進一步比較差別檢驗的有效性，會發(fā)現(xiàn) 2-AFC 和 3-AFC 檢驗顯著高于 tetrad檢驗[50-52, 63]，因此，如果解決了 2-AFC、3-AFC 檢驗實用性低的問題，即實驗人員不再需指明樣品間存在差異的屬性，將可以本質上提高差別檢驗的有效性。目前有研究[64, 66,67]報道，在正式品嘗前，讓評價員先品嘗一組或多組樣品，通過這種方式，讓評價員熟悉樣品之后，發(fā)掘樣品間的差異，再進行 2-AFC 檢驗。但結果發(fā)現(xiàn)，品嘗一組樣品的2-AFC 檢驗，其有效性甚至低于三角檢驗；而品嘗多組樣品，有效性雖提高了，但并不實用，，因此，找出一種既實用、有效性又高的方法，將是本章的研究重點。因此，本章主要有三個研究內容：（1）采用不同的樣品體系，驗證實際應用中，tetrad檢驗的有效性是否比三角檢驗高；（2）建立不同的自定義 3-AFC 檢驗，即評價員采用自己定義的不同“屬性”辨別樣品間的差異，進行 3-AFC 檢驗，并比較它們的有效性；（3）通過綜合比較自定義 2-AFC、自定義 3-AFC 檢驗、tetrad 檢驗、三角檢驗，進一步驗證這類自定義檢驗同時具備有效性高和實用性強的、再將兩者與 tetrad 檢驗和三角檢驗進行有效性比較。

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2.2 實驗材料
2.2.1 實驗 I：tetrad 檢驗與三角檢驗比較
標準體系的測試樣品是由“閾值”濃度 NaCl 溶液和 Millipore 純水組成；干擾樣品是由三組樣品構成：KCl 溶液與純水、蔗糖溶液與純水、KCl 溶液與蔗糖溶液，都分別組成三角檢驗和 tetrad 檢驗。
樣品都是 NaCl 溶液和純水。這里的純水與實驗 I 相同，NaCl 溶液則同是采用不同濃度 ACS 級 NaC（lFisher Chemical, Fair Lawn, NJ）與純水配制，濃度范圍是 0.75-5.00mM，每個評價員測試所用濃度取決于預實驗中，評價員自身的靈敏度，從而選取一個與純水樣品比較接近的樣品，讓評價員感到迷惑的閾值濃度。所有樣品的準備過程及呈遞容器等都同實驗 I。但是自定義過程中的樣品呈遞不同，樣品是采用 3.5 盎司（104ml）的塑料杯承裝 50-60ml（Solo Cup Co.，Urbana，Illinois）。

本實驗中的樣品及樣品的呈遞都與實驗 II 相同，由預實驗確定的 NaCl 溶液濃度，不僅用于三角檢驗，同時也用于自定義 2-AFC、3-AFC 檢驗和 tetrad 檢驗中。以上所有樣品都用 Repipet 可調分注器（Labindustries, Berkeley, CA）分裝 10ml 到29.5ml 的塑料品嘗杯中（1 盎司，Solo Cup Co., Urbana, Illinois），但在只提供兩個樣品做成對比較時，樣品取量是 50-60ml，分裝在 104ml 的透明塑料品嘗杯中（3.5 盎司，SoloCup Co., Urbana, Illinois）。所有的樣品都在室溫下品嘗（22-24℃）。

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第三章 偏好性檢驗方法的改進及 RHDC 檢驗的建立..............32
3.1 前言................................................... 32
3.2 實驗材料.............................................. 33
第四章 RHDC 檢驗“有效性”的驗證............................49
4.1 前言................................................... 49
4.2 實驗材料................................................ 49
第五章 差別檢驗及偏好性檢驗新方法的應用.....................57
5.1 前言..................................................... 57

5.2 實驗材料................................................ 57

第五章 差別檢驗及偏好性檢驗新方法的應用

5.1 前言
通常人們在使用差別檢驗和偏好性檢驗時，都是分開使用，分別用于檢驗樣品之間的差異是否具有和檢驗消費者對兩個顯著不同的樣品的偏好。然而，在實際生活中，如果檢驗被結合應用，在挖掘消費者對產(chǎn)品的感知認知方面，可能會得到更多的有效信息。目前文獻中，報道的都是將這兩種檢驗方法結合應用，來確定消費者的覺察閾值和拒絕閾值。其中 Prescott 等[128]、Saliba 等[129]、Lee 等[132]、Harwood 等[130]都是通過向原樣品中添加不同濃度的“異味物質”，使得這些“異味”樣品與原樣品之間產(chǎn)生不同程度的差異，進而結合差別檢驗和偏好性檢驗，來探究消費者對樣品中產(chǎn)生的“異味”進行評價。
首先，他們采用不同的差別檢驗方法（三角檢驗、2-AFC 檢驗），檢驗消費者對原樣品和“異味”樣品之間的差異認知，得到他們對“異味”的“覺察閾值”，例如，在Prescott 等[128]的研究中，向紅酒中添加可以產(chǎn)生“木塞味”的 TCA，當消費者可以識別到“木塞味紅酒”與原紅酒之間的差別時，此時的 TCA 濃度，被視為“覺察閾值”。其次，他們采用偏好性檢驗，檢測消費者對“異味”樣品和原樣品的偏好。因為，在樣品之間差異不大時，消費者并不能完全區(qū)分開樣品之間的差異是什么，從而不會有明顯的偏好選擇。然而，隨著樣品之間的差異變大，消費者可能意識到“異味”的存在，從而都表示偏好原樣品，這時的“異味物質”濃度即為拒絕閾值。

然而，這些研究中都存在一些問題：（1）有的研究采用的成對偏好檢驗沒有“無偏好”選項，這偏離了“實際偏好”的概念；（2）有的研究在探索“覺察閾值”時采用三角檢驗，而拒絕閾值采用的是成對偏好檢驗，由于成對偏好檢驗的效力等同于 2-AFC檢驗，所以這意味著結論中得到的，覺察閾值與拒絕閾值之間存在的差異，可能是因為檢測方法效力的不同而引起的；（3）這種閾值的定義，是一個絕對值，而在現(xiàn)實生活中，消費者對一些產(chǎn)品的鑒別能力和喜好選擇都可能都在一個范圍值內。因此，為了解決這些問題，本章進行以下幾方面實驗：（1） 采用第二和第四章中的新方法：自定義 2-AFC 和三元偏好檢驗，代替現(xiàn)有文獻中采用的方法，研究消費者對樣品之間差異的認知；（2）通過這兩種新方法，確定消費者對產(chǎn)品的差異辨析和偏好選擇的變化區(qū)間；（3）采用三種偏好性檢驗模型，對消費者的偏好認知，進行剖析，以獲得更為精確的“實際偏好”。

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主要結論與展望

主要結論：
1. 通過將三種自定義 3-AFC 檢驗與傳統(tǒng) 3-AFC 檢驗、三角檢驗比較發(fā)現(xiàn)，三種自定義 3-AFC 檢驗達到了傳統(tǒng) 3-AFC 檢驗的有效性水平（p>0.05),顯著高于三角檢驗（p<0.05),從而說明了這三種自定義 3-AFC 檢驗在具備了三角檢驗的高實用性的同時，實現(xiàn)了高有效性。
2. 通過對自定義 2-AFC、自定義 3-AFC、tetrad 檢驗、三角檢驗進行比較，發(fā)現(xiàn)所需最少測試樣本量分別為 18、15、34 和 52，從而驗證了這種自定義檢驗方法兼具高實用性和高有效性。
3. 通過建立 RHDC 檢驗，從本質上消除或降低傳統(tǒng)偏好檢驗中“隱形強迫選擇”的干擾因素，將傳統(tǒng)檢驗中的“篩選通過率”,從 20-35%提高到 80-90%,完善偏好性檢驗的可靠性和提高方法的有效性。
4. 通過將三種自定義 3-AFC 檢驗與傳統(tǒng) 3-AFC 檢驗、三角檢驗比較發(fā)現(xiàn)，三種自定義 3-AFC 檢驗達到了傳統(tǒng) 3-AFC 檢驗的有效性水平（p>0.05),顯著高于三角檢驗（p<0.05),從而說明了這三種自定義 3-AFC 檢驗在具備了三角檢驗的高實用性的同時，實現(xiàn)了高有效性。

5. 通過對自定義 2-AFC、自定義 3-AFC、tetrad 檢驗、三角檢驗進行比較，發(fā)現(xiàn)所需最少測試樣本量分別為 18、15、34 和 52，從而驗證了這種自定義檢驗方法兼具高實用性和高有效性。

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參考文獻（略）

本文編號：212919