基于理化指标分析的葡萄与葡萄酒的评价

基于理化指标分析的葡萄与葡萄酒的评价摘要针对酿酒葡萄与葡萄酒理化指标的统计，通过聚类法，典型相关分析及逐步回归分析法等，建立数据统计模型对于问题一，首先对两组数据进行整理分析，然后利用SPSS软件进行配对数据T检验（详见第三页表二），从而判断出两组评酒员的评价结果具有显著性差异。而后利用EXCEL进行方差分析无重复双因子分析得出二组结果更为可信。详细见第3页。对于问题二，使用MATLAB软件对原始变量进行主成分分析得出中和变量,然后使用SPSS软件应用离差平方和法对中和变量进行聚类分析，从而根据酿酒葡萄的理化指标和葡萄酒的质量对这些酿酒葡萄进行分级，为了检验欧式测距是否可以正确区分出葡萄的等级，所以对主成份分析后的理化指标求均值，经过验证，均值相差大，足以区分葡萄等级，最终将红葡萄分为3级，白葡萄分为4级。详细见第5页。对于问题三，首先通过MATLAB软件对葡萄酒的理化指标进行主成分分析，得出中和指标。然后使用SPSS软件进行典型相关分析，得到葡萄酒的理化指标与酿酒葡萄的理化指标的关联度。再通过对关系度表格的分析，得到酿酒葡萄与葡萄酒的理化指标之间的联系。详细见第14页。对于问题四，考虑到葡萄酒质量与酿酒葡萄和葡萄酒理化指标可能成线性关系，故应用逐步回归分析，将葡萄酒质量设为因变量，酿酒葡萄和葡萄酒理化指标设为自变量，列出线性回归方程，通过SPSS软件进行数据拟合和显著性分析，排除影响不显著的变量，将因变量与评酒员打分结果对比，得出拟合结果基本符合。再通过分析得到分析酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标对葡萄酒质量的影响。最后根据F检验判断所得数据的正确性。由于葡萄酒可能会收到年份和贮藏环境等其他因素的影响，因此不能单纯地通过葡萄和葡萄酒的理化指标来评价葡萄酒的质量。详细见第16页。关键字典型相关分析T检验主成分分析一、问题重述葡萄酒是一种成分复杂的酒精饮料，不同产地、年份和品种的葡萄酒成分不同。成分与葡酒的质量关系密切，是划分葡萄酒等级的重要依据。而通过测量葡萄酒的物理化学性质进而评估其质量，应该是最有效的方法。理化实验室常规检验包括葡萄酒的密度，酒精或PH值，而质量评价主要依靠专家的感官。应该强调指出味道是最难理解的一种感官，因此葡萄酒质量分类是一项艰巨的任务。根据酿酒葡萄的理化指标和葡萄酒的质量对这些酿酒葡萄进行分级。分析酿酒葡萄与葡萄酒的理化指标之间的联系。分析酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标对葡萄酒质量的影响，并论证能否用葡萄和葡萄酒的理化指标来评价葡萄酒的质量等等属于此范畴。二、问题分析本题是研究酿酒葡萄的理化指标，葡萄酒的理化指标，酿酒葡萄的质量，葡萄酒的质量之间的关系。根据已有的数据分析出他们之间存在的关系来判断能否用葡萄和葡萄酒的理化指标来评价葡萄酒的质量问题一使用MATLAB进行显著性差异分析，并判断出哪组评酒员的评价更可信。问题二利用SPSS统计分析软件分别对红、白葡萄的理化指标进行因子分析，确定哪些因素对酿酒葡萄的分级起主要作用，并根据对主要因素的分析划分酿酒葡萄的等级。问题三根据典型相关分析，得到酿酒葡萄与葡萄酒理化指标的关联度，通过对关系度表格的分析，可以得到酿酒葡萄与葡萄酒的理化指标之间的联系。问题四由典型相关分析分别得到酿酒葡萄理化指标与葡萄酒质量的关联度和葡萄酒的理化指标对葡萄酒的质量的关联度，再通过分析得到分析酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标对葡萄酒质量的影响。三、模型假设1评酒员为人正派，品德高尚，有充足的精力和体力。2评酒员有好的感官和较低的感官阀值，对样品有较高的鉴赏能力。3评酒时所处的环境是相同，且未收到外界干扰。4采集数据时数据误差在可控范围内。5不考虑不同葡萄酒的酿造时间。四、定义与符号说明，分别为两样本平均数。1X2，分别为两样本方差。12为相关样本的相关系数。表示向量的第J个分量。IJEIE，分别为第一组变量和第二组变量的相关系数阵。1R2为第一组变量和第二组变量的相关系数。五、模型的建立与求解（一）分析附件1中两组评酒员的评价结果有无显著性差异，哪一组结果更可信附件一的数据分析可知，我们采用配对数据T检验和方差分析法。双总体检验是检验两个样本平均数与其各自所代表的总体的差异是否显著。T相关样本的检验公式为。1212XXTN第一步建立假设、确定检验水准。H0假设两组评酒员评价结果无显著性差异。H1假设两组评酒员评价结果有显著性差异。双侧检验，检验水准005第二步在SPSS的VARIABLEVIEW中建立数据库，并输入数据，对数据样品进行配对T检验。表二成对样本相关系数N相关系数SIG红酒一组蓝）X38总酚葡萄MMOL/KGX19单宁葡萄MMOL/KGX20根据上表可得Y1361X220012X3180352对于红葡萄酒非标准化系数标准系数模型B标准误差试用版TSIG常量658641115590510001葡萄总黄酮5661176954826000（MMOL/KG）常量67759114159395000葡萄总黄酮（MMOL/KG）58210171457460002苹果酸（G/L）4021303853094005常量62404245825392000葡萄总黄酮（MMOL/KG）5410946635742000苹果酸（G/L）48612446539290013固酸比1890782902405025常量63269213829597000葡萄总黄酮（MMOL/KG）4510875535208000苹果酸（G/L）4551074354248000固酸比21306832831350054A红；绿5871963142994007常量65392210731039000葡萄总黄酮（MMOL/KG）4080805015114000苹果酸（G/L）3621033463496002固酸比2290623523723001A红；绿76919141240230015多酚氧化酶活力1020412512478022指标符号指标符号花色苷酒MG/LX1单宁葡萄MMOL/KGX21单宁酒MMOL/LX2葡萄总黄酮（MMOL/KG）X22总酚MMOL/LX3白藜芦醇葡萄MG/KGX23酒总黄酮MMOL/LX4黄酮醇MG/KGX24白藜芦醇酒MG/LX5总糖G/LX25DPPH半抑制体积（IV50）1/IV50ULX6还原糖G/LX26LD65X7可溶性固形物G/LX27AD65X8PH值X28BD65X9可滴定酸（G/L）X29氨基酸总量X10固酸比X30蛋白质X11干物质含量G/100GX31VC含量X12果穗质量/GX32花色苷葡萄X13百粒质量/GX33酒石酸（G/L）X14果梗比X34苹果酸（G/L）X15出汁率X35柠檬酸（G/L）X16果皮质量（G）X36多酚氧化酶活力X17LX37褐变度X18A红；绿X38DPPH自由基1/IC50（G/L）X19B（黄蓝）X39总酚MMOL/KGX20根据上表可得Y0408X40362X30362X150229X300769X380102X17。F检验对回归模型整体显著性的检验根据公式2111RKESKFNN得出上述线性关系符合要求。由于葡萄酒可能会收到年份和贮藏环境等其他因素的影响，因此不能单纯地通过葡萄和葡萄酒的理化指标来评价葡萄酒的质量。六、参考文献1李记明,1999,关于葡萄品质的评价指标。2李运，李记明，姜忠军，2009，统计分析在葡萄酒质量评价中的应用。3宋于洋，塔依尔，冯建荣，2002，模糊综合评判在葡萄酒品尝中的应用。附录一主成分分析源程序WSTDM,用总和标准化法标准化矩阵FUNCTIONSTDCWSTDVECTORCWSUMSUMVECTOR,1对列求和A,BSIZEVECTOR矩阵大小,A为行数,B为列数FORI1AFORJ1BSTDI,JVECTORI,J/CWSUMJENDEND32CWFACMCWFACMFUNCTIONRESULTCWFACVECTORFPRINTF相关系数矩阵NSTDCORRCOEFVECTOR计算相关系数矩阵FPRINTF特征向量VEC及特征值VALNVEC,VALEIGSTD求特征值VAL及特征向量VECNEWVALDIAGVALY,ISORTNEWVAL对特征根进行排序，Y为排序结果，I为索引FPRINTF特征根排序NFORZ1LENGTHYNEWYZYLENGTHY1ZENDFPRINTFGN,NEWYRATEY/SUMYFPRINTFN贡献率NNEWRATENEWY/SUMNEWYSUMRATE0NEWIFORKLENGTHY11SUMRATESUMRATERATEKNEWILENGTHY1KIKIFSUMRATE085BREAKENDEND记下累积贡献率大85的特征值的序号放入NEWI中FPRINTF主成分数GNN,LENGTHNEWIFPRINTF主成分载荷NFORP1LENGTHNEWIFORQ1LENGTHYRESULTQ,PSQRTNEWVALNEWIPVECQ,NEWIPENDEND计算载荷DISPRESULT33CWSCOREMCWSCOREM,计算得分FUNCTIONSCORECWSCOREVECTOR1,VECTOR2SCOVECTOR1VECTOR2CSUMSUMSCO,2NEWCSUM,ISORT1CSUMNEWI,JSORTIFPRINTF计算得分NSCORESCO,CSUM,J得分矩阵SCO为各主成分得分；CSUM为综合得分；J为排序结果34CWPRINTMCWPRINTMFUNCTIONPRINTCWPRINTFILENAME,A,BFILENAME为文本文件文件名，A为矩阵行数样本数，B为矩阵列数变量指标数FIDFOPENFILENAME,RVECTORFSCANFFID,G,ABFPRINTF标准化结果如下NV1CWSTDVECTORRESULTCWFACV1CWSCOREV1,RESULT附录二应用MATLAB软件编写程序进行主成分分析XXLSREADDDOCUMENTSANDSETTINGSGG桌面题2,酿酒葡萄REDPC,SCORE,LATENT,TSQUAREPRINCOMPXPCPRINCOMPXPC,SCORE,LATENT,TSQUAREPRINCOMPXXXSTDRSTDXN,MSIZEXSDDATAX/STDRONESN,1,标准化变换P,PRINC,EGENVALUEPRINCOMPSDDATA调用主成分分析程序PER100EGENVALUE/SUMEGENVALUE输出各个主成份贡献