基于理化指標(biāo)分析的葡萄與葡萄酒的評(píng)價(jià)

基于理化指標(biāo)分析的葡萄與葡萄酒的評(píng)價(jià)摘要針對(duì)釀酒葡萄與葡萄酒理化指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)，通過(guò)聚類法，典型相關(guān)分析及逐步回歸分析法等，建立數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模型對(duì)于問(wèn)題一，首先對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，然后利用SPSS軟件進(jìn)行配對(duì)數(shù)據(jù)T檢驗(yàn)（詳見(jiàn)第三頁(yè)表二），從而判斷出兩組評(píng)酒員的評(píng)價(jià)結(jié)果具有顯著性差異。而后利用EXCEL進(jìn)行方差分析無(wú)重復(fù)雙因子分析得出二組結(jié)果更為可信。詳細(xì)見(jiàn)第3頁(yè)。對(duì)于問(wèn)題二，使用MATLAB軟件對(duì)原始變量進(jìn)行主成分分析得出中和變量,然后使用SPSS軟件應(yīng)用離差平方和法對(duì)中和變量進(jìn)行聚類分析，從而根據(jù)釀酒葡萄的理化指標(biāo)和葡萄酒的質(zhì)量對(duì)這些釀酒葡萄進(jìn)行分級(jí)，為了檢驗(yàn)歐式測(cè)距是否可以正確區(qū)分出葡萄的等級(jí)，所以對(duì)主成份分析后的理化指標(biāo)求均值，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，均值相差大，足以區(qū)分葡萄等級(jí)，最終將紅葡萄分為3級(jí)，白葡萄分為4級(jí)。詳細(xì)見(jiàn)第5頁(yè)。對(duì)于問(wèn)題三，首先通過(guò)MATLAB軟件對(duì)葡萄酒的理化指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，得出中和指標(biāo)。然后使用SPSS軟件進(jìn)行典型相關(guān)分析，得到葡萄酒的理化指標(biāo)與釀酒葡萄的理化指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度。再通過(guò)對(duì)關(guān)系度表格的分析，得到釀酒葡萄與葡萄酒的理化指標(biāo)之間的聯(lián)系。詳細(xì)見(jiàn)第14頁(yè)。對(duì)于問(wèn)題四，考慮到葡萄酒質(zhì)量與釀酒葡萄和葡萄酒理化指標(biāo)可能成線性關(guān)系，故應(yīng)用逐步回歸分析，將葡萄酒質(zhì)量設(shè)為因變量，釀酒葡萄和葡萄酒理化指標(biāo)設(shè)為自變量，列出線性回歸方程，通過(guò)SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合和顯著性分析，排除影響不顯著的變量，將因變量與評(píng)酒員打分結(jié)果對(duì)比，得出擬合結(jié)果基本符合。再通過(guò)分析得到分析釀酒葡萄和葡萄酒的理化指標(biāo)對(duì)葡萄酒質(zhì)量的影響。最后根據(jù)F檢驗(yàn)判斷所得數(shù)據(jù)的正確性。由于葡萄酒可能會(huì)收到年份和貯藏環(huán)境等其他因素的影響，因此不能單純地通過(guò)葡萄和葡萄酒的理化指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)葡萄酒的質(zhì)量。詳細(xì)見(jiàn)第16頁(yè)。關(guān)鍵字典型相關(guān)分析T檢驗(yàn)主成分分析一、問(wèn)題重述葡萄酒是一種成分復(fù)雜的酒精飲料，不同產(chǎn)地、年份和品種的葡萄酒成分不同。成分與葡酒的質(zhì)量關(guān)系密切，是劃分葡萄酒等級(jí)的重要依據(jù)。而通過(guò)測(cè)量葡萄酒的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)而評(píng)估其質(zhì)量，應(yīng)該是最有效的方法。理化實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢驗(yàn)包括葡萄酒的密度，酒精或PH值，而質(zhì)量評(píng)價(jià)主要依靠專家的感官。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)指出味道是最難理解的一種感官，因此葡萄酒質(zhì)量分類是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。根據(jù)釀酒葡萄的理化指標(biāo)和葡萄酒的質(zhì)量對(duì)這些釀酒葡萄進(jìn)行分級(jí)。分析釀酒葡萄與葡萄酒的理化指標(biāo)之間的聯(lián)系。分析釀酒葡萄和葡萄酒的理化指標(biāo)對(duì)葡萄酒質(zhì)量的影響，并論證能否用葡萄和葡萄酒的理化指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)葡萄酒的質(zhì)量等等屬于此范疇。二、問(wèn)題分析本題是研究釀酒葡萄的理化指標(biāo)，葡萄酒的理化指標(biāo)，釀酒葡萄的質(zhì)量，葡萄酒的質(zhì)量之間的關(guān)系。根據(jù)已有的數(shù)據(jù)分析出他們之間存在的關(guān)系來(lái)判斷能否用葡萄和葡萄酒的理化指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)葡萄酒的質(zhì)量問(wèn)題一使用MATLAB進(jìn)行顯著性差異分析，并判斷出哪組評(píng)酒員的評(píng)價(jià)更可信。問(wèn)題二利用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件分別對(duì)紅、白葡萄的理化指標(biāo)進(jìn)行因子分析，確定哪些因素對(duì)釀酒葡萄的分級(jí)起主要作用，并根據(jù)對(duì)主要因素的分析劃分釀酒葡萄的等級(jí)。問(wèn)題三根據(jù)典型相關(guān)分析，得到釀酒葡萄與葡萄酒理化指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度，通過(guò)對(duì)關(guān)系度表格的分析，可以得到釀酒葡萄與葡萄酒的理化指標(biāo)之間的聯(lián)系。問(wèn)題四由典型相關(guān)分析分別得到釀酒葡萄理化指標(biāo)與葡萄酒質(zhì)量的關(guān)聯(lián)度和葡萄酒的理化指標(biāo)對(duì)葡萄酒的質(zhì)量的關(guān)聯(lián)度，再通過(guò)分析得到分析釀酒葡萄和葡萄酒的理化指標(biāo)對(duì)葡萄酒質(zhì)量的影響。三、模型假設(shè)1評(píng)酒員為人正派，品德高尚，有充足的精力和體力。2評(píng)酒員有好的感官和較低的感官閥值，對(duì)樣品有較高的鑒賞能力。3評(píng)酒時(shí)所處的環(huán)境是相同，且未收到外界干擾。4采集數(shù)據(jù)時(shí)數(shù)據(jù)誤差在可控范圍內(nèi)。5不考慮不同葡萄酒的釀造時(shí)間。四、定義與符號(hào)說(shuō)明，分別為兩樣本平均數(shù)。1X2，分別為兩樣本方差。12為相關(guān)樣本的相關(guān)系數(shù)。表示向量的第J個(gè)分量。IJEIE，分別為第一組變量和第二組變量的相關(guān)系數(shù)陣。1R2為第一組變量和第二組變量的相關(guān)系數(shù)。五、模型的建立與求解（一）分析附件1中兩組評(píng)酒員的評(píng)價(jià)結(jié)果有無(wú)顯著性差異，哪一組結(jié)果更可信附件一的數(shù)據(jù)分析可知，我們采用配對(duì)數(shù)據(jù)T檢驗(yàn)和方差分析法。雙總體檢驗(yàn)是檢驗(yàn)兩個(gè)樣本平均數(shù)與其各自所代表的總體的差異是否顯著。T相關(guān)樣本的檢驗(yàn)公式為。1212XXTN第一步建立假設(shè)、確定檢驗(yàn)水準(zhǔn)。H0假設(shè)兩組評(píng)酒員評(píng)價(jià)結(jié)果無(wú)顯著性差異。H1假設(shè)兩組評(píng)酒員評(píng)價(jià)結(jié)果有顯著性差異。雙側(cè)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)005第二步在SPSS的VARIABLEVIEW中建立數(shù)據(jù)庫(kù)，并輸入數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)樣品進(jìn)行配對(duì)T檢驗(yàn)。表二成對(duì)樣本相關(guān)系數(shù)N相關(guān)系數(shù)SIG紅酒一組藍(lán)）X38總酚葡萄MMOL/KGX19單寧葡萄MMOL/KGX20根據(jù)上表可得Y1361X220012X3180352對(duì)于紅葡萄酒非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)模型B標(biāo)準(zhǔn)誤差試用版TSIG常量658641115590510001葡萄總黃酮5661176954826000（MMOL/KG）常量67759114159395000葡萄總黃酮（MMOL/KG）58210171457460002蘋果酸（G/L）4021303853094005常量62404245825392000葡萄總黃酮（MMOL/KG）5410946635742000蘋果酸（G/L）48612446539290013固酸比1890782902405025常量63269213829597000葡萄總黃酮（MMOL/KG）4510875535208000蘋果酸（G/L）4551074354248000固酸比21306832831350054A紅；綠5871963142994007常量65392210731039000葡萄總黃酮（MMOL/KG）4080805015114000蘋果酸（G/L）3621033463496002固酸比2290623523723001A紅；綠76919141240230015多酚氧化酶活力1020412512478022指標(biāo)符號(hào)指標(biāo)符號(hào)花色苷酒MG/LX1單寧葡萄MMOL/KGX21單寧酒MMOL/LX2葡萄總黃酮（MMOL/KG）X22總酚MMOL/LX3白藜蘆醇葡萄MG/KGX23酒總黃酮MMOL/LX4黃酮醇MG/KGX24白藜蘆醇酒MG/LX5總糖G/LX25DPPH半抑制體積（IV50）1/IV50ULX6還原糖G/LX26LD65X7可溶性固形物G/LX27AD65X8PH值X28BD65X9可滴定酸（G/L）X29氨基酸總量X10固酸比X30蛋白質(zhì)X11干物質(zhì)含量G/100GX31VC含量X12果穗質(zhì)量/GX32花色苷葡萄X13百粒質(zhì)量/GX33酒石酸（G/L）X14果梗比X34蘋果酸（G/L）X15出汁率X35檸檬酸（G/L）X16果皮質(zhì)量（G）X36多酚氧化酶活力X17LX37褐變度X18A紅；綠X38DPPH自由基1/IC50（G/L）X19B（黃藍(lán)）X39總酚MMOL/KGX20根據(jù)上表可得Y0408X40362X30362X150229X300769X380102X17。F檢驗(yàn)對(duì)回歸模型整體顯著性的檢驗(yàn)根據(jù)公式2111RKESKFNN得出上述線性關(guān)系符合要求。由于葡萄酒可能會(huì)收到年份和貯藏環(huán)境等其他因素的影響，因此不能單純地通過(guò)葡萄和葡萄酒的理化指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)葡萄酒的質(zhì)量。六、參考文獻(xiàn)1李記明,1999,關(guān)于葡萄品質(zhì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。2李運(yùn)，李記明，姜忠軍，2009，統(tǒng)計(jì)分析在葡萄酒質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用。3宋于洋，塔依爾，馮建榮，2002，模糊綜合評(píng)判在葡萄酒品嘗中的應(yīng)用。附錄一主成分分析源程序WSTDM,用總和標(biāo)準(zhǔn)化法標(biāo)準(zhǔn)化矩陣FUNCTIONSTDCWSTDVECTORCWSUMSUMVECTOR,1對(duì)列求和A,BSIZEVECTOR矩陣大小,A為行數(shù),B為列數(shù)FORI1AFORJ1BSTDI,JVECTORI,J/CWSUMJENDEND32CWFACMCWFACMFUNCTIONRESULTCWFACVECTORFPRINTF相關(guān)系數(shù)矩陣NSTDCORRCOEFVECTOR計(jì)算相關(guān)系數(shù)矩陣FPRINTF特征向量VEC及特征值VALNVEC,VALEIGSTD求特征值VAL及特征向量VECNEWVALDIAGVALY,ISORTNEWVAL對(duì)特征根進(jìn)行排序，Y為排序結(jié)果，I為索引FPRINTF特征根排序NFORZ1LENGTHYNEWYZYLENGTHY1ZENDFPRINTFGN,NEWYRATEY/SUMYFPRINTFN貢獻(xiàn)率NNEWRATENEWY/SUMNEWYSUMRATE0NEWIFORKLENGTHY11SUMRATESUMRATERATEKNEWILENGTHY1KIKIFSUMRATE085BREAKENDEND記下累積貢獻(xiàn)率大85的特征值的序號(hào)放入NEWI中FPRINTF主成分?jǐn)?shù)GNN,LENGTHNEWIFPRINTF主成分載荷NFORP1LENGTHNEWIFORQ1LENGTHYRESULTQ,PSQRTNEWVALNEWIPVECQ,NEWIPENDEND計(jì)算載荷DISPRESULT33CWSCOREMCWSCOREM,計(jì)算得分FUNCTIONSCORECWSCOREVECTOR1,VECTOR2SCOVECTOR1VECTOR2CSUMSUMSCO,2NEWCSUM,ISORT1CSUMNEWI,JSORTIFPRINTF計(jì)算得分NSCORESCO,CSUM,J得分矩陣SCO為各主成分得分；CSUM為綜合得分；J為排序結(jié)果34CWPRINTMCWPRINTMFUNCTIONPRINTCWPRINTFILENAME,A,BFILENAME為文本文件文件名，A為矩陣行數(shù)樣本數(shù)，B為矩陣列數(shù)變量指標(biāo)數(shù)FIDFOPENFILENAME,RVECTORFSCANFFID,G,ABFPRINTF標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果如下NV1CWSTDVECTORRESULTCWFACV1CWSCOREV1,RESULT附錄二應(yīng)用MATLAB軟件編寫程序進(jìn)行主成分分析XXLSREADDDOCUMENTSANDSETTINGSGG桌面題2,釀酒葡萄REDPC,SCORE,LATENT,TSQUAREPRINCOMPXPCPRINCOMPXPC,SCORE,LATENT,TSQUAREPRINCOMPXXXSTDRSTDXN,MSIZEXSDDATAX/STDRONESN,1,標(biāo)準(zhǔn)化變換P,PRINC,EGENVALUEPRINCOMPSDDATA調(diào)用主成分分析程序PER100EGENVALUE/SUMEGENVALUE輸出各個(gè)主成份貢獻(xiàn)