食品感官评定中差异鉴别及消费者偏好检验新方法的建立
第一章 绪论
近年来，由于各类快消品行业的快速发展，尤其是随着消费者对产品追求的态度转变和产品全球化的发展等现象的出现[1]，感官分析技术的重要性日渐凸显。这门技术的概念是在 20 世纪中期由 Pangborn 正式提出[2]，主要是通过人的视觉、嗅觉等感受器官感知产品的特征，经过大脑对这些信息进行处理和反馈，再通过统计分析，形成对产品的综合感官认知[3]。由于这门技术所采用的“评测工具”是人，因此，必须通过建立科学的检验方法，消除评价员对产品及测试本身潜存的偏见效应以及将一些对消费者感觉有影响的因素降低到最低程度，才能获得更为客观有效的检测结果。常用的感官分析检验方法主要包括差别检验、消费者偏好性检验[4-7]和描述性分析检验[5, 7, 8](见图 1.1)。其中，应用最为广泛的是差别检验和偏好性检验，分别是用来鉴别样品之间的差异是否具有显著性和检测消费者对不同样品的偏好是否具有显著性。鉴于进行这些检验的根本目的是为了更好地预测和剖析实际生活中，普通消费者对产品的感官认知[9]，所以这些检验方法应具有很高的有效性和科学性。
然而，就目前来看，这些检验都或多或少存在一些问题，譬如，有研究发现最常用的差别检验方法——三角检验，就存在“实用性强但有效性低”，而其他一些高效检验，又存在实用性较低的问题[10]；而在偏好性检验中，有人发现，即使给消费者两个相同的样品，65-80%的消费者还会表示有偏好，使得测试结果的可靠性严重下降。由此，可以看出，如果采用这些检验的结果，去预测实际市场，将会出现很多偏离实际的问题，从而带来巨大的损失[11, 12]。因此，为了满足各行各业对感官分析技术的需求，感官分析技术亟待改进和完善，目前，已有很多研究致力于此，他们试图结合统计学、心理学等领域的知识，建立新的统计分析方法或改善现有的感官评定方法[13-17]，以提高检验结果的有效性和预测准确性。
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差别检验是感官分析技术中极为重要的一种检验方法。它主要是用于检验样品之间存在的细微差异，是否具有显著性。通常，对于检验结果的分析，都采用查表方式，找出对应的临界值，从而判断样品之间是否具有显著性。然而，虽然差别检验广泛被用于各领域，如产品质量把控、产品配方改良、工艺条件改进、贮藏实验等[18]，但很多研究都证明现有的差别检验方法都不是特别完善，在实用性和有效性上存在顾此失彼的问题，譬如，有效性低的方法，在检测时，需要很大的样本量才能检测出差异；而实用性不强，对于现代化企业的高效率来说，这将是一个非常重大的问题。因此，如果要改善差别检验的现状，必须从根源上，对其理论进行分析，找到突破口，进行改进。
在对差别检验进行改进前，首先要明确的是，消费者判断差异是否存在标准是什么，以及他们所采用的标准是否一致。有研究报道，差别检验中判断差异是否存在，主要有两个标准：β-标准和 τ-标准[19, 20]。其中，β-标准是人判断某种特性存在的临界值，只有感受到的特征强度高于自己大脑设定的 β-标准，才会认为该特性存在，否则不存在。如图 1-1，评价员对两个样品的甜度差异进行判别，（a）β-标准介于两个样品甜度之间，则认为其中一个样品更甜；（b）及（c）：β-标准低于或高于两个样品的甜度，则认为两者有甜味或都不甜。图 1-2 则是以三个样品为例。
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第二章 自定义 2-AFC 检验、3-AFC 检验及 tetrad 检验研究
差别检验是在感官分析技术中，应用最为广泛的一类方法，其目的是鉴别产品之间是否存在显著性差异，被广泛用于产品品质保证、贮藏实验及研究配方改变、工艺改变等对产品带来的影响等领域。其检验类别主要分为两大类：非定向检验和定向检验。其中，非定向检验是评价员从整体上判断样品之间的差异，具有实用性强但有效性低的特点，其检验方法包括三角检验、二三检验等；而定向检验则是评价员根据实验人员指定的属性，判断样品之间是否存在差异，具有有效性高但实用性低的特点，检验方法包括2-AFC、3-AFC 检验。
由于差别检验检测的对象是非常相似的样品，因此，为了检验样品之间的差异是否具有显著性，所采用的检验方法的有效性应非常高，否则可能会导致样品间真实存在的差异被遗漏的可能。然而，由于三角检验的实用性强，目前是各行各业最常用的差别检验方法，但其最大的问题是：有效性却相对较低。为此，Ennis 和 Jesionka[52]等人通过统计模型分析，在非定向检验中，找到一种统计效力高于三角检验的方法——tetrad 检验[55-58, 133]，因此，他们从理论的角度，提出这可能是一种替代三角检验的备选方法。然而，考虑到实际测试中，tetrad 检验中有四个样品待品尝，而三角检验只有三个，忘却效应、感官适应等影响因素的存在可能会降低该方法的有效性。因此，验证 tetrad 检验的有效性，在实际应用中，是否高于三角检验将非常必要。
然而，进一步比较差别检验的有效性，会发现 2-AFC 和 3-AFC 检验显著高于 tetrad检验[50-52, 63]，因此，如果解决了 2-AFC、3-AFC 检验实用性低的问题，即实验人员不再需指明样品间存在差异的属性，将可以本质上提高差别检验的有效性。目前有研究[64, 66,67]报道，在正式品尝前，让评价员先品尝一组或多组样品，通过这种方式，让评价员熟悉样品之后，发掘样品间的差异，再进行 2-AFC 检验。但结果发现，品尝一组样品的2-AFC 检验，其有效性甚至低于三角检验；而品尝多组样品，有效性虽提高了，但并不实用，，因此，找出一种既实用、有效性又高的方法，将是本章的研究重点。因此，本章主要有三个研究内容：（1）采用不同的样品体系，验证实际应用中，tetrad检验的有效性是否比三角检验高；（2）建立不同的自定义 3-AFC 检验，即评价员采用自己定义的不同“属性”辨别样品间的差异，进行 3-AFC 检验，并比较它们的有效性；（3）通过综合比较自定义 2-AFC、自定义 3-AFC 检验、tetrad 检验、三角检验，进一步验证这类自定义检验同时具备有效性高和实用性强的、再将两者与 tetrad 检验和三角检验进行有效性比较。
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2.2.1 实验 I：tetrad 检验与三角检验比较
标准体系的测试样品是由“阈值”浓度 NaCl 溶液和 Millipore 纯水组成；干扰样品是由三组样品构成：KCl 溶液与纯水、蔗糖溶液与纯水、KCl 溶液与蔗糖溶液，都分别组成三角检验和 tetrad 检验。
样品都是 NaCl 溶液和纯水。这里的纯水与实验 I 相同，NaCl 溶液则同是采用不同浓度 ACS 级 NaC（lFisher Chemical, Fair Lawn, NJ）与纯水配制，浓度范围是 0.75-5.00mM，每个评价员测试所用浓度取决于预实验中，评价员自身的灵敏度，从而选取一个与纯水样品比较接近的样品，让评价员感到迷惑的阈值浓度。所有样品的准备过程及呈递容器等都同实验 I。但是自定义过程中的样品呈递不同，样品是采用 3.5 盎司（104ml）的塑料杯承装 50-60ml（Solo Cup Co.，Urbana，Illinois）。
本实验中的样品及样品的呈递都与实验 II 相同，由预实验确定的 NaCl 溶液浓度，不仅用于三角检验，同时也用于自定义 2-AFC、3-AFC 检验和 tetrad 检验中。以上所有样品都用 Repipet 可调分注器（Labindustries, Berkeley, CA）分装 10ml 到29.5ml 的塑料品尝杯中（1 盎司，Solo Cup Co., Urbana, Illinois），但在只提供两个样品做成对比较时，样品取量是 50-60ml，分装在 104ml 的透明塑料品尝杯中（3.5 盎司，SoloCup Co., Urbana, Illinois）。所有的样品都在室温下品尝（22-24℃）。
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3.1 前言................................................... 32
3.2 实验材料.............................................. 33
第四章 RHDC 检验“有效性”的验证............................49
4.1 前言................................................... 49
4.2 实验材料................................................ 49
第五章 差别检验及偏好性检验新方法的应用.....................57
5.1 前言..................................................... 57
5.2 实验材料................................................ 57
第五章 差别检验及偏好性检验新方法的应用
通常人们在使用差别检验和偏好性检验时，都是分开使用，分别用于检验样品之间的差异是否具有和检验消费者对两个显著不同的样品的偏好。然而，在实际生活中，如果检验被结合应用，在挖掘消费者对产品的感知认知方面，可能会得到更多的有效信息。目前文献中，报道的都是将这两种检验方法结合应用，来确定消费者的觉察阈值和拒绝阈值。其中 Prescott 等[128]、Saliba 等[129]、Lee 等[132]、Harwood 等[130]都是通过向原样品中添加不同浓度的“异味物质”，使得这些“异味”样品与原样品之间产生不同程度的差异，进而结合差别检验和偏好性检验，来探究消费者对样品中产生的“异味”进行评价。
首先，他们采用不同的差别检验方法（三角检验、2-AFC 检验），检验消费者对原样品和“异味”样品之间的差异认知，得到他们对“异味”的“觉察阈值”，例如，在Prescott 等[128]的研究中，向红酒中添加可以产生“木塞味”的 TCA，当消费者可以识别到“木塞味红酒”与原红酒之间的差别时，此时的 TCA 浓度，被视为“觉察阈值”。其次，他们采用偏好性检验，检测消费者对“异味”样品和原样品的偏好。因为，在样品之间差异不大时，消费者并不能完全区分开样品之间的差异是什么，从而不会有明显的偏好选择。然而，随着样品之间的差异变大，消费者可能意识到“异味”的存在，从而都表示偏好原样品，这时的“异味物质”浓度即为拒绝阈值。
然而，这些研究中都存在一些问题：（1）有的研究采用的成对偏好检验没有“无偏好”选项，这偏离了“实际偏好”的概念；（2）有的研究在探索“觉察阈值”时采用三角检验，而拒绝阈值采用的是成对偏好检验，由于成对偏好检验的效力等同于 2-AFC检验，所以这意味着结论中得到的，觉察阈值与拒绝阈值之间存在的差异，可能是因为检测方法效力的不同而引起的；（3）这种阈值的定义，是一个绝对值，而在现实生活中，消费者对一些产品的鉴别能力和喜好选择都可能都在一个范围值内。因此，为了解决这些问题，本章进行以下几方面实验：（1） 采用第二和第四章中的新方法：自定义 2-AFC 和三元偏好检验，代替现有文献中采用的方法，研究消费者对样品之间差异的认知；（2）通过这两种新方法，确定消费者对产品的差异辨析和偏好选择的变化区间；（3）采用三种偏好性检验模型，对消费者的偏好认知，进行剖析，以获得更为精确的“实际偏好”。
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主要结论与展望
1. 通过将三种自定义 3-AFC 检验与传统 3-AFC 检验、三角检验比较发现，三种自定义 3-AFC 检验达到了传统 3-AFC 检验的有效性水平（p>0.05),显著高于三角检验（p<0.05),从而说明了这三种自定义 3-AFC 检验在具备了三角检验的高实用性的同时，实现了高有效性。
2. 通过对自定义 2-AFC、自定义 3-AFC、tetrad 检验、三角检验进行比较，发现所需最少测试样本量分别为 18、15、34 和 52，从而验证了这种自定义检验方法兼具高实用性和高有效性。
3. 通过建立 RHDC 检验，从本质上消除或降低传统偏好检验中“隐形强迫选择”的干扰因素，将传统检验中的“筛选通过率”,从 20-35%提高到 80-90%,完善偏好性检验的可靠性和提高方法的有效性。
4. 通过将三种自定义 3-AFC 检验与传统 3-AFC 检验、三角检验比较发现，三种自定义 3-AFC 检验达到了传统 3-AFC 检验的有效性水平（p>0.05),显著高于三角检验（p<0.05),从而说明了这三种自定义 3-AFC 检验在具备了三角检验的高实用性的同时，实现了高有效性。
5. 通过对自定义 2-AFC、自定义 3-AFC、tetrad 检验、三角检验进行比较，发现所需最少测试样本量分别为 18、15、34 和 52，从而验证了这种自定义检验方法兼具高实用性和高有效性。
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参考文献（略）
本文编号：212919
本文链接：https://www.wllwen.com/wenshubaike/caipu/212919.html
