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(shù)”。

在表中將“均方（）”這列中的內(nèi)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(nèi)容在該節(jié)倒數(shù)第三段又重復出現(xiàn)，為了本節(jié)內(nèi)

容簡潔明了，合并此兩段內(nèi)容。

本標準修正了ISO29842：2011納入國際標準修正案的內(nèi)容，如下：

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

=12,r=8,=5)?！?/p>

——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(nèi)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(shù)超過評價員能給出可靠結果的樣品評價數(shù)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(shù)大于在感覺和心理未疲勞時所能

評價的樣品數(shù)。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(shù)量（kt）；

b單次重復BIB設計中的區(qū)組（通常是評價員）總數(shù)；

r單次重復BIB設計中每個測試樣品被評價次數(shù)；

每個樣品對被評價的次數(shù)；

p基本BIB設計的重復次數(shù)。

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(shù)相同，并且每一樣品對被

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

價的次數(shù)由r表示，每個樣品對被評價的次數(shù)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(shù)用p

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

觀察的總次數(shù)是p×。

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

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

2

GB/TXXXX-202X/ISO29842:2011

5數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。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(shù)據(jù)或得分值。當評價員根據(jù)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(shù)據(jù)。對于評分數(shù)據(jù)和順序數(shù)據(jù)采用不

同的數(shù)據(jù)分析方法。

5.2評分數(shù)據(jù)的方差分析

方差分析（ANOVA）用于分析從BIB設計獲得的評分數(shù)據(jù)。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(shù)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(shù)據(jù)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(jù)評價員進行調(diào)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(shù)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(nèi)，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(jù)評價員進行調(diào)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(shù)很?。ɡ?，b6）時，這種

方法尤其適用。區(qū)組以隨機順序呈現(xiàn)給評價員。在每個區(qū)組內(nèi)，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

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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(nèi)）B(P)=p×(b1)SB(P)

樣品（根據(jù)評價員調(diào)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(shù)據(jù)的Friedman秩和分析1

應使用Friedman統(tǒng)計量去分析BIB設計產(chǎn)生的順序數(shù)據(jù)。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(shù)感官研究中，區(qū)組的總數(shù)超過了臨界值表中的數(shù)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(shù)據(jù)。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(shù)k不得超過評價員能給出可靠評分結果的樣品評價

數(shù)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(shù)。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(shù)

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(shù)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(shù)

的子集，因此評價員不能發(fā)現(xiàn)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(shù)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(chǎn)生偏見的可能性就越小。

應根據(jù)測試所需的精度水平，來確定每個樣品被評價的總次數(shù)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(shù)。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(shù)為r=3，則

應對BIB設計重復p=4次以達到所需的評價總數(shù)。

6

GB/TXXXX-202X/ISO29842:2011

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(shù)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