入境粮食中8种主要感官指标的统计分析研究

任春生，徐亚飞，杨仙萍，黄世杰，郑建君，李雪莲，徐颖，荣德福

（北仑出入境检验检疫局技术中心，浙江宁波315807）

入境粮食中8种主要感官指标的统计分析研究

任春生，徐亚飞，杨仙萍，黄世杰，郑建君，李雪莲，徐颖，荣德福

（北仑出入境检验检疫局技术中心，浙江宁波315807）

在研究入境粮食主要感官指标的过程中，SPSS具有较强的适用性。文章以宁波口岸入境大麦中感官指标的研究为例，详细介绍了SPSS在统计学描述、正态分布检验、回归和相关分析、聚类分析和因子分析等方面的应用。分析结果表明：根据抽样样本，进境大麦中8种主要感官指标多数趋于或接近正态分布特征，异常值在加拿大麦指标中明显，水分与蛋白质、发芽率和容重相关成都较高，同时根据因子综合得分对麦种进行了分类，为境外大麦的进口和合理利用提供了一定的参考。

入境铁矿；微量元素；分析统计

SPSS是世界上最早采用图形菜单驱动界面的统计软件，通过点击菜单，便可完成统计学分析，输出结果专业、清晰、直观，可以不改变数据格式，完美调用Excel或Access等数据文件[1-3]。本文以宁波口岸入境大麦中8种主要感官指标研究为例，运用SPSS软件对检测结果进行了统计分析，以期进一步了解其中各感官指标之间的相关性及各个进口国大麦的总体质量。

1样品与测试

样品抽查的范围为2011年10月至2013年10月间从宁波口岸入境的原产国为澳大利亚、法国、加拿大和阿根廷等4个国家共计20批大麦样品，检测了每批样品中的水分、杂质、发芽率、蛋白质、饱满粒、瘦小粒、千粒重和容重等8个感官指标项目。

所有样品取制样均采用出入境检验检疫行业标准方法（SN/T2504-2010）进行，各感官指标检测的方法分别为：水分（GB/T5497-1985）、杂质（GB/T5494-2008）、发芽率（GB/T7416-2008）、蛋白质（SN/T0800.3-1999）、饱满粒（SN/T0800.15-1999）、瘦小粒（SN/T0800.15-1999）、千粒重（GB/T5519-20 08）和容重（GB/T5498-1985）。测定结果见表1。

2SPSS在入境粮食感官指标研究中的应用

2.1 统计学描述

SPSS对实验数据具有很强的统计学描述功能，通过探索性和描述性统计过程，能完成包括均数（Mean）、中位数（Median）、和（Sum）、标准差（Std．Deviation）、方差（Variance）、最小值（Minimum）、最大值（Maximum）、偏度系数（Skewness）和峰度系数（Kurtosis）的统计。统计结果见表2。

从表2中可以看出，大部分指标的偏度接近0，说明大部分指标的结果趋于正态分布特征,而发芽率和杂质指标明显不符合正态分布特征。将偏度小于1的指标之一“瘦小粒”和偏度系数大于1的发芽率分别做正态概率图如图1～4。

表1 宁波口岸20批入境大麦中各感官指标检测结果Tab.1The test results of various sensory indexes in 20 batches of barley in Ningbo port

表2 感官指标的统计学描述结果Tab.2The statistical description results of the sensory indexes in barley

图1 瘦小粒的正态P-P图Fig.1Normal P-P graph of thin barley

图2 瘦小粒的趋降正态P-P图Fig.2Decreased normal P-P of thin barley

图3 发芽率的正态P-P图Fig.3Normal P-P graph of germination

图4 发芽率的趋降正态P-P图Fig.4Decreased normal P-P graph of germination

从图1～4中可以直观的看出，瘦小粒趋于正态分布，而发芽率不符合正态分布特征，印证了上面的结论。

2.2 样本特性差异分析

采用稳健统计技术对样本数据进行分析，以减少极端结果对平均值和标准偏差的影响（为描述清楚，8项指标按照数值分为两部分做图,见图5）。

图5 各感官指标的四分位分布图Fig.5Quarterback distribution graph of the sensory indexes

可以看出，进口大麦的8项感官指标中只有蛋白质和发芽率两项指标出现异常值，其中发芽率有极端异常值。所有异常值均集中在加拿大（发芽率）和澳大利亚（蛋白质）两个国家。加拿大大麦发芽率异常情况占该产国抽样比率的60%。

2.3 各感官指标间的相关性分析

对表1数据进行分析，符合因子分析的前提条件，即各感官指标之间存在着显著相关性，说明有共同因子可以提取，使用KMO统计量和Bertletts球形检验进一步加以判定。运用SPSS软件进行提取主成分/因子分析，结果见表3。

从表3上初始变量相关系数矩阵来看，多个指标之间的相关系数较大，表明多个感官指标间的相关性确实具有显著性意义，尤其是水分与发芽率和容重负相关程度大、与蛋白质正相关程度大；容重和千粒重呈正相关。水分含量低，大麦不易生虫和发霉，能够保持较高的发芽率；千粒重、饱满粒和容重三者之间呈正相关，千粒重值高的大麦，其饱满粒含量和容重值都高，这3个指标的高低标志着大麦颗粒的大小和饱满程度。

表3 大麦中各感官指标原始变量的相关矩阵aTab.3The correlation matrix table of original variables of each sensory index in barley

2.4 主成分分析和聚类分析

基于以上的分析，我们利用SPSS的便利性对这些微量元素作一主成分分析和聚类分析。主成分分析是一种降维或者将多个变量化为少数几个综合新变量的多元统计分析技术。对含有众多化学信息共存现象的数据，将数据降维以排除数据中相互重叠的信息。聚类分析是在样品诸多性质的基础上，按照样品性质的亲疏程度进行自动分类的多元统计分析方法，它是研究“物以类聚”的方法[4-8]。

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

由表4大麦中各因子的特征值及方差贡献率表我们可以得到大麦中3个主成分的方差累积贡献率为78.58%，其值接近80%，说明3个主成分可以解释大麦78.58%的信息，因此，在损失较少信息的前提下可以用3个主成分来描述大麦感官指标的所有数据，这符合主成分分析的基本要求。

表5 载荷矩阵Tab.5Load matrix

从表5中可以看出：水分、杂质、发芽率、蛋白质、容重等指标在第一主成分上有较高载荷，说明第一主成分基本反应了这些指标的信息；饱满粒和瘦小粒和第二主成分上有较高载荷，瘦小粒和千粒重在第三主成分上载荷较高，说明第二、三主成分基本反应了这些指标的信息[9，10]。

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

根据表6中各个国家大麦的得分和综合排名，从进口大麦感官指标角度，此次抽样分析结果表明澳大利亚大麦总体质量最好，其次分别为阿根廷和法国，再次为加拿大。

图6 聚类分析树状图Fig.6The dendrogram of cluster analysis

根据系统聚类分析结果（图6）我们可以把4个大麦原产国分为两大类，一类为加拿大大麦、二类为其他原产国大麦，与表6种的得分结果相一致。从第二类其他原产国大麦的树状聚类分析图的总体分析看，基本上也是与表6综合得分的情况相符。

3结论

利用SPSS20.0统计分析软件对宁波口岸进口4个国家20批大麦样品中常规的8个感官指标进行了稳健统计分析、因子分析及随后的系统聚类分析，初步揭示了这些感官指标总体上趋于正态分布特征，异常值的出现相对集中，以加拿大大麦相对较为显著。同时确定了大麦感官指标的主要影响因子及相关性，水分与发芽率和容重负相关程度大、与蛋白质正相关程度大；容重和千粒重呈正相关。从抽样总体来说，澳大利亚大麦品质稳定，相对更好。

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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，高级工程师，分析化学专业，主要从事进口商品检验和实验室管理。