GB-T《感官分析 方法學 平衡不完全區(qū)組設計》（征求意見稿）

ICS67.240

XXXX

中華人民共和國國家標準

GB/TXXXX—202X/ISO29842:2011

感官分析方法學平衡不完全區(qū)組設計

Sensoryanalysis-Methodology–Balancedincompleteblockdesigns

（ISO29842：2011,IDT）

202X--發(fā)布202X--實施

國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布

國家標準化管理委員會

GB/TXXXX-202X/ISO29842:2011

前言

本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。

本標準使用翻譯法等同采用ISO29842：2011《感官分析方法學平衡不完全區(qū)組設計》。

與本標準中規(guī)范性引用的國際文件有一致性對應關系的我國文件如下：

——GB/T10221—2012感官分析術語（ISO5492：2008，MOD）

——GB/T3358.1—2009統(tǒng)計學詞匯及符號第1部分：一般統(tǒng)計術語與用于概率的術語（ISO

3534-1：2006，IDT）

本標準與ISO29842：2011相比，訂正了原文的錯誤，修正了原本中概念表述不夠準確的部分，

主要變化如下：

——將3.2“重復（repetition）”的定義，與我國已頒布的等同采用ISO3534-3的GB/T3358.3

—2009《統(tǒng)計學詞匯及符號第3部分：實驗設計》中的術語相統(tǒng)一。

——在4“平衡不完全區(qū)組設計原理”中將“”的定義改為“每個樣品對被評價的次數”。

在表中將“均方（）”這列中的內容分別改為“”和“”。

——2MSMSS=SS/SMSE=SE/E

與ISO29842：2011相比，本標準作了必要的編輯性修改，例如：

——4“平衡不完全區(qū)組設計原理”中第二段內容在該節(jié)倒數第三段又重復出現，為了本節(jié)內

容簡潔明了，合并此兩段內容。

本標準修正了ISO29842：2011納入國際標準修正案的內容，如下：

——將附錄A中“y）”這行內容改為“6of9BIB：9個樣品中的12個六元組(t=9,k=6,b

=12,r=8,=5)。”

——將“表A.89個樣品中的18個六元組”改為“表A.89個樣品中的12個六元組”。

——將“表A.12的第13行”改為以下內容：

13××××××

本標準由全國感官分析標準化技術委員會（SAC/TC566）提出并歸口。

本標準起草單位：

本標準主要起草人：

II

GB/TXXXX-202X/ISO29842:2011

感官分析方法學平衡不完全區(qū)組設計

1范圍

本標準規(guī)定了在感官描述分析和喜好測試中應用平衡不完全區(qū)組設計的方法。

本標準適用于在一個獨立實驗中被測試樣品數超過評價員能給出可靠結果的樣品評價數量。

本標準還指出了平衡不完全區(qū)組設計的基本特征，及其在感官評價中的應用導則。

2規(guī)范性引用文件

以下文件對于本標準的應用必不可少。凡是注明日期的引用文件，僅注明日期的版本適用

于本標準。凡是未注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標準。

ISO3534-1統(tǒng)計學詞匯及符號第1部分：一般統(tǒng)計術語與用于概率的術語（Statistics—

Vocabularyandsymbols—Part1:Generalstatisticaltermsandtermsusedinprobability）

ISO5492感官分析術語（Sensoryanalysis—Vocabulary）

3術語和定義

ISO5492、ISO3534-1以及以下術語和定義適用于本標準。

3.1

區(qū)組設計blockdesign

在多樣品感官分析研究中，評價員評價所有或部分樣品的實驗方案。

3.2

重復repetition

對給定的處理實施多于一次的實驗。

4平衡不完全區(qū)組設計原理

平衡不完全區(qū)組（BIB）設計適用于感官評價中樣品總數大于在感覺和心理未疲勞時所能

評價的樣品數。在平衡不完全區(qū)組設計中，每位評價員的一次獨立實驗僅評價總樣品集的部分

樣品子集。平衡不完全區(qū)組設計例子如表1所示。

1

GB/TXXXX-202X/ISO29842:2011

表1具有5個樣品和10個區(qū)組/評價員的BIB設計

測試樣品

區(qū)組（評價員）

12345

1×××——

2××—×—

3××——×

4×—××—

5×—×—×

6×——××

7—×××—

8—××—×

9—×—××

10——×××

BIB設計中最常用的符號如下。

t測試樣品總量；

k評價員在一次評價中評價的樣品數量（kt）；

b單次重復BIB設計中的區(qū)組（通常是評價員）總數；

r單次重復BIB設計中每個測試樣品被評價次數；

每個樣品對被評價的次數；

p基本BIB設計的重復次數。

在基本（單次重復）BIB設計中，每個評價員會評價t個樣品中的k個樣品（kt）。選擇評價員

評價的k個子集樣品，使得在單次重復BIB設計中，每個樣品被評價的次數相同，并且每一樣品對被

評價的次數也相同。完成單次重復BIB設計所需的區(qū)組（評價員）數量由b表示，每個樣品最終被評

價的次數由r表示，每個樣品對被評價的次數由表示。

整個BIB設計可能需要重復幾次才能達到研究所需的足夠精確度?；綛IB設計的重復次數用p

表示。那么，區(qū)組（通常是評價員）的總數是p×b，每個樣品的評價總數是p×r。每對樣品被一起

觀察的總次數是p×。

BIB設計中關系所有樣品的r和的常數值，對于在本設計中所收集的評價數據具有重要的統(tǒng)計

意義。常數r體現了評估所有樣品平均值的精度。常數體現了所有的成對比較任意樣品對的靈敏度。

2

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5數據分析

5.1總則

采用平衡不完全區(qū)組設計能夠獲得兩種類型的數據。當評價員使用標度對正在評價的屬性

或印象進行感知強度評分時，可獲得評分數據或得分值。當評價員根據正在評價的屬性由最低

到最高（或反之亦然）對樣品進行排序時，可獲得順序數據。對于評分數據和順序數據采用不

同的數據分析方法。

5.2評分數據的方差分析

方差分析（ANOVA）用于分析從BIB設計獲得的評分數據。BIB設計的方差分析模型中，

其差異來源與隨機（完全）區(qū)組設計中的差異來源相同。在這兩種情況下，總差異被劃分為區(qū)

組（通常是評價員）、處理（通常是樣品）和誤差的單獨影響。

因為每位評價員僅評價測試樣品總數的子集，所以需要比隨機（完全）區(qū)組設計更復雜的

公式來計算BIB設計的ANOVA平方和。感官分析師應確保用于執(zhí)行分析的程序能夠處理BIB設

計。在許多計算機統(tǒng)計軟件包中，ANOVA程序僅適用于完全設計，即每位評價員評價所有測

試樣品的研究。對于不完全的設計，例如BIB設計，需要廣義線性模型（GLM）程序或混合模

型程序。

用于分析BIB數據的ANOVA形式取決于該設計的實施方式。

當實驗形式為表1中示例的單次重復設計方式，其方差分析表如表2所示。

表2平衡不完全區(qū)組設計ANOVA表（單次重復）

差異來源自由度（DF）平方和（SS）均方（MS）F

總和T=t×r–1ST

評價員B=b–1SB

樣品（根據評價員進行調整）S=t–1SSMSS=SS/SMSS/MSE

誤差E=t×r–t–b+1SEMSE=SE/E

如果表2中的F統(tǒng)計量超過在相應自由度下的上臨界值對應的F值，則平均評分相同的零假設

不成立。如果F統(tǒng)計量是顯著的，則應采用多重比較程序，例如費希爾LSD（最小顯著性差異，L），

以確定哪些樣品間存在顯著差異。適用于此單次重復的BIB設計的費希爾LSD（L）公式如下：

2MSkt(1)

LtE

2,vEr(k1)t

其中

t，k和r如第4條所定義；

3

GB/TXXXX-202X/ISO29842:2011

MSE是ANOVA表中的誤差均方；

E是ANOVA表中的誤差自由度；

t

/2,E是具有E自由度的t分布的上/2臨界值。

在F統(tǒng)計量和費希爾LSD的顯著性評價中，應使用相同的值。

為達到研究所需要的足夠精度，需重復p次BIB設計。如果分配給每位評價員的區(qū)組總數太多，

以至于無法完成全部評價，則p×b位評價員中的每一位評價員僅需要評價一個含有k個樣品的區(qū)組。

在每個區(qū)組內，k個樣品的評價順序應隨機進行。該設計的ANOVA表見表3。

表3平衡不完全區(qū)組設計ANOVA表

(由p×b位評價員中每一位對含有k個樣品的單個區(qū)組進行評價而構成的p次重復實驗)

差異來源自由度（DF）平方和（SS）均方（MS）F

總和T=t×p×r–1ST

區(qū)組（評價員）B=p×b–1SB

樣品（根據評價員進行調整）S=t–1SSMSS=SS/SMSS/MSE

誤差E=t×p×r–t–p×b+1SEMSE=SE/E

如果表3中的F統(tǒng)計量超過在相應自由度的F臨界值，則平均評分相同的零假設不成立。如果F

統(tǒng)計量是顯著的，則應采用多重比較程序，例如費希爾LSD（L），以確定哪些樣品間存在顯著差

異。適用于本BIB設計的費希爾LSD（L）公式如下：

2MSkt(1)

LtE

2,vEpr(k1)t

其中

t，k和r如第4條所定義；

MSE是ANOVA表中的誤差均方；

E是ANOVA表中的誤差自由度；

t

/2,E是具有E自由度的t分布的上/2臨界值。

在F統(tǒng)計量和費希爾LSD的顯著性評價中，應使用相同的值。

如果每個評價員評價BIB設計中的所有b個區(qū)組，那么“評價員效應”和“評價員與樣品間”交互作

用可以從總差異中劃分出來（參見表4）。當基本BIB設計的區(qū)組總數很?。ɡ纾琤6）時，這種

方法尤其適用。區(qū)組以隨機順序呈現給評價員。在每個區(qū)組內，評價樣品的順序也應隨機進行。在

任何一種方式下，都考慮了來自評價員效應的差異，評價員與樣品間的交互作用也取代了表2和表3

中的誤差項。

4

GB/TXXXX-202X/ISO29842:2011

表4平衡不完全區(qū)組設計ANOVA表

(由p位評價員中每一位對含有k個樣品的b個區(qū)組進行評價而構成的p次重復評價)

差異來源自由度（DF）平方和（SS）均方（MS）F

總和T=t×p×r–1ST

評價員P=p–1SP

區(qū)組（每位評價員內）B(P)=p×(b1)SB(P)

樣品（根據評價員調整）S=t–1SSMSS=SS/SMSS/MSA*S

評價員×樣品A*S=(p1)(t1)SA*SMSA*S=SA*S/A*S

殘差E=p×(t×r–t–b+1)SEMSE=SE/E

如果表4中的F統(tǒng)計量超過在相應自由度的F臨界值，則平均評分相同的零假設不成立。如果F

統(tǒng)計量是顯著的，則應采用多重比較程序，例如費希爾LSD（L），以確定哪些樣品間存在顯著差

異。適用于本BIB設計的費希爾LSD（L）公式如下：

2MSkt(1)

LtAS

2,vASpr(k1)t

其中：

t,k,p和r如第4條所定義；

MSA*S是ANOVA表中評價員×樣品交互作用的均方值；

A*S是ANOVA表中評價員×樣品交互作用的自由度；

t

/2,A*S是具有A*S自由度的t分布的上/2臨界值。

在F統(tǒng)計量和費希爾LSD的顯著性評價中，應使用相同的值。

）

5.3順序數據的Friedman秩和分析1

應使用Friedman統(tǒng)計量去分析BIB設計產生的順序數據。Friedman檢驗統(tǒng)計量Ftest的公式如下：

t2

1223(k1)pr

FRtestj

pt(k1)j1

其中：

t,k,r,和p如第4條所定義；

Rj是第j個樣品的秩和（參考文獻[8]）。

對于t=3…6，k=25和p=17（參考文獻[9]）的選定組合，可以使用Ftest臨界值表。但是，

在大多數感官研究中，區(qū)組的總數超過了臨界值表中的數值。對于這些情況，如果Ftest值超過具有

（t-1）自由度的2分布的上臨界值，則實驗拒絕樣品間無差異的假設。

1）有多種統(tǒng)計方法可用于分析從BIB設計中獲得的順序數據。鼓勵有興趣的讀者閱讀有關該主題的統(tǒng)計文獻。因Friedman方法的強大統(tǒng)

計能力和計算便捷性，這里對其進行了詳細討。

5

GB/TXXXX-202X/ISO29842:2011

如果2統(tǒng)計量顯著，則應執(zhí)行多重比較程序以確定哪些樣品間存在顯著差異。適用于本BIB設

計的費希爾LSD（L）公式如下：

p(k1)(rkr)

Lz

26

其中：

p,k,r和如第4條所定義；

z/2是標準正態(tài)分布的上/2臨界值。

在Ftest統(tǒng)計量和費希爾LSD的顯著性評價中，應使用相同的值。

6在感官評價中的應用

在一個獨立實驗中，評價員所評價的樣品數k不得超過評價員能給出可靠評分結果的樣品評價

數量。k的值取決于若干因素，包括樣品感官特征的總強度、殘余效應程度（例如余味延遲），以

及評價員所需要評價的屬性個數。感官分析師應限制評價員在一次評價實驗中所要評價的樣品數

量，以避免感官疲勞和情緒煩躁。

感官疲勞和情緒煩躁限制了評價員開展可靠評價的評價樣品數量。但是，感官分析師應盡一切

努力讓每位評價員盡可能多地進行評價，以避免情境效應的影響。由于每位評價員僅評價樣品總數

的子集，因此評價員不能發(fā)現存在于所有樣品間的差異。這可能會導致評價員放大對所評價樣品的

評分差異。評價員在一次評價中所評價的樣品數比例越大，他們接觸到的感官差異范圍就越大，因

此情境效應對研究結果所產生偏見的可能性就越小。

應根據測試所需的精度水平，來確定每個樣品被評價的總次數r×p。應采用相同的標準來確定

完全區(qū)組設計中的評價總數。例如，如果按照標準要求，在完全區(qū)組研究中需要使用描述性分析小

組對每個樣品進行12次評價，并且在單次重復BIB設計中每個測試樣的重復評價次數為r=3，則

應對BIB設計重復p=4次以達到所需的評價總數。

6

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附錄A

（資料性附錄）

不完全區(qū)組設計目錄

以下BIB設計適用于t=310和k=2t1或k=26，以較小者為準。在確定的t值下，

通過與任何大小k的區(qū)組的所有可能組合構建BIB設計。然而，有時也可以構建比所有可能組合更少

的區(qū)組的BIB設計。對于t和k的任何值，目錄給出了區(qū)組數最小的BIB設計。

a)2of3BIB：3個樣品中所有可能的二元組(t=3,k=2,b=3,r=2,=1)。

b)2of4BIB：4個樣品中所有可能的二元組(t=4,k=2,b=6,r=3,=1)。

c)3of4BIB：4個樣品中所有可能的三元組(t=4,k=3,b=4,r=3,=2)。

d)2of5BIB：5個樣品中所有可能的二元組(t=5,k=2,b=10,r=4,=1)。

e)3of5BIB：5個樣品中所有可能的三元組(t=5,k=3,b=10,r=6,=3)。

f)4of5BIB：5個樣品中所有可能的四元組(t=5,k=4,b=5,r=4,=3)。

g)2of6BIB:6個樣品中所有可能的二元組(t=6,k=2,b=15,r=5,=1)。

h)3of6BIB:6個樣品中的10個三元組(t=6,k=3,b=10,r=5,=2)。

見表A.1。

表A.16個樣品中的10個三元組

樣品

區(qū)組

123456

1×××

2×××

3×××

4×××

5×××

6×××

7×××

8×××

9×××

10×××

i)4of6BIB：6個樣品中所有可能的四元組(t=6,k=4,b=15,r=10,=6)。

j)5of6BIB：6個樣品中所有可能的五元組(t=6,k=5,b=6,r=5,=4)。

k)2of7BIB：7個樣品中所有可能的二元組(t=7,k=2,b=21,r=6,=1)。

l)3of7BIB：7個樣品中的7個三元組(t=7,k=3,b=7,r=3,=1)。

7

GB/TXXXX-202X/ISO29842:2011

見表A.2。

表A.27個樣品中的7個三元組

樣品

區(qū)組

1234567

1×××

2×××

3×××

4×××

5×××

6×××

7×××

個樣品中的個四元組

m)4of7BIB：714(t=7,k=4,b=14,r=8,=4)。

見表A.3。

表A.37個樣品中的14個四元組

樣品

區(qū)組

1234567

1××××

2××××

3××××

4××××

5××××

6××××

7××××

8××××

9××××

10××××

11××××

12××××

13××××

14××××

n)5of7BIB：7個樣品中所有可能的五元組(t=7,k=5,b=21,r=15,=10)。

o)6of7BIB：7個樣品中所有可能的六元組(t=7,k=6,b=7,r=6,=5)。

p)2of8BIB：8個樣品中所有可能的二元組(t=8,k=2,b=28,r=7,=1)。

q)3of8BIB：8個樣品中所有可能的三元組(t=8,k=3,b=56,r=21,=6)。

r)4of8BIB：8個樣品中的14個四元組(t=8,k=4,b=14,r=7,=3)。

見表A.4。

8

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表A.48個樣品中的14個四元組

樣品

區(qū)組

12345678

1××××

2××××

3××××

4××××

5××××

6××××

7××××

8××××

9××××

10××××

11××××

12××××

13××××

14××××

s)5of8BIB：8個樣品中所有可能的五元組(t=8,k=5,b=56,r=35,=20)。

t)6of8BIB：8個樣品中所有可能的六元組(t=8,k=6,b=28,r=21,=15)。

u)2of9BIB：9個樣品中所有可能的二元組(t=9,k=2,b=36,r=8,=1)。

v)3of9BIB：9個樣品中的12個三元組(t=9,k=3,b=12,r=4,=1)。

見表A.5。

表A.59個樣品中的12個三元組

樣品

區(qū)組

123456789

1×××

2×××

3×××

4×××

5×××

6×××

7×××

8×××

9×××

10×××

11×××

12×××

9

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w)4of9BIB：9個樣品中的18個四元組(t=9,k=4,b=18,r=8,=3)。

見表A.6。

表A.69個樣品中的18個四元組

樣品

區(qū)組

123456789

1××××

2××××

3××××

4××××

5××××

6××××

7××××

8××××

9××××

10××××

11××××

12××××

13××××

14××××

15××××

16××××

17××××

18××××

x)5of9BIB：9個樣品中的18個五元組(t=9,k=5,b=18,r=10,=5)。

見表A.7。

表A.79個樣品中的18個五元組

樣品

區(qū)組

123456789

1×××××

2×××××

3×××××

4×××××

5×××××

6×××××

7×××××

8×××××

10

GB/TXXXX-202X/ISO29842:2011

9×××××

10×××××

11×××××

12×××××

13×××××

14×××××

15×××××

16×××××

17×××××

18×××××

y)6of9BIB：9個樣品中的12個六元組(t=9,k=6,b=12,r=8,=5)。

見表A.8。

表A.89個樣品中的12個六元組

樣品

區(qū)組

123456789

1××××××

2××××××

3××××××

4××××××

5