基于主成分分析法的葡萄酒质量评价_张兴.pdf

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1、２０１３年４月皖西学院学报Ａｐｒ．，２０１３第２９卷第２期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷｅｓｔＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＶｏｌ．２９Ｎｏ．２基于主成分分析法的葡萄酒质量评价张兴１，何冰清２，李进２，朱家明２（１．安徽财经大学金融学院，安徽蚌埠２３３０３０；２．安徽财经大学统计与应用数学学院，安徽蚌埠２３３０３０）摘要：针对葡萄酒的质量，通过有关数据分析，运用Ｍａｔｌａｂ中主成分分析方法提取主要影响指标，在此基础上，运

2、用模糊Ｃ均值聚类方法得到酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标，并在一定程度上反映了它们的质量。运用相关系数分析和典型相关分析方法，得到酿酒葡萄和葡萄酒的各项理化、感官指标及质量问题间的关系。关键词：葡萄酒；理化指标；主成分分析；模糊Ｃ均值聚类；ｍａｔｌａｂ７．１中图分类号：ＴＳ２６１文献标识码：Ａ文章编号：１００９－９７３５（２０１３）０２－００２９－０４葡萄酒是由新鲜葡萄或葡萄汁经过酒精发酵而映酒样间的客观差异。得到的一种含酒精饮料。葡萄酒质量是其外观、香２．１．２数据处理气、口味、典型性的综合表现。一方面，酒中的糖、

3、酸、我们首先对原始数据进行标准化处理，可建立模矿物质和酚类化合物，都具有各自独特的风味，它们型：ｍｉｊ＝（ｘｉｊ－ｘ珚ｉ）／σｉ。在此基础上，用Ｅｘｃｅｌ对文献［４］组成了葡萄酒的酒体；另一方面，酒中大量的挥发性［１］中的４组数据分别进行单因素方差分析，结果物质，包括醇、醛、酯等，都具有不同浓度、不同愉悦程如下表１。度的香气，葡萄酒最终的质量则是葡萄酒中各种成分表１葡萄酒单因素方差分析协调平衡的结果（相关数据见２０１２年全国大学生数第一组第二组第一组第二组葡萄酒学建模竞赛Ａ题［１］）。白葡萄酒白葡萄酒红葡萄酒红

4、葡萄酒Ｆ值１．１８８７５３２．５５３７９５２．６１０５４１１．４７５５６１１评价指标的选取Ｆｃｒｉｔ值２．０５２１５６２．０５２１５６２．０５３８４８２．０５３８０８［２］根据竞赛所提供的数据，利用主成分分析，根据贡献率的大小将反映葡萄品质的２９个理化指标简２．１．３结果分析化为８个，分别为花色苷、总酚、单宁、总糖、还原糖、Ｆ是组间均方与组内均方的比例，Ｆｃｒｉｔ是在相可溶性固形物、干物质含量；酿酒红葡萄和红葡萄酒应显著水平下的Ｆ临界值。由表１可知：对于第一共同理化指标为花色苷、总酚、单宁和白藜芦醇，酿酒组白葡

5、萄酒来说：Ｆ＝１．１８８７５３＜２．０５２１５６，因此品白葡萄和白葡萄酒的共同理化指标为总黄酮、单宁、酒员对第一组白葡萄酒品尝结果之间的差异是不显ＤＰＰＨ、ａ＊（Ｄ６５）和Ｌ＊（Ｄ６５）；红葡萄与红葡萄酒共著的。对于第二组白葡萄酒来说：由于Ｆ＝２．５５３７９５同的感官指标为Ｃ９Ｈ１４Ｏ、Ｃ１１Ｈ１８Ｏ２、Ｃ９Ｈ１８Ｏ、＞２．０５２１５６，因此品酒员对第一组白葡萄酒品尝结果Ｃ８Ｈ９ＮＯ２、Ｃ１０Ｈ１２Ｏ２、Ｃ８Ｈ１０Ｏ；白葡萄与白葡萄之间的差异是显著的。得出结论：在白葡萄酒的评论酒共同的感官指标为Ｃ２Ｈ４Ｏ、Ｃ３

6、Ｈ６Ｏ、Ｃ５Ｈ１０Ｏ、结果中，第一组结论更可信。Ｃ１０Ｈ１６、Ｃ１０Ｈ２０Ｏ２、Ｃ８Ｈ１８Ｏ２、Ｃ８Ｈ１６Ｏ、Ｃ８Ｈ８Ｏ、对于第一组红葡萄酒来说：Ｆ＝２．６１０５４１＞Ｃ９Ｈ２０Ｏ、Ｃ１０Ｈ１２Ｏ２、Ｃ８Ｈ１０Ｏ。２．０５３８０８，因此品酒员对第一组红葡萄酒品尝结果之２葡萄酒质量评价建模间的差异是显著的。对于第二组红葡萄酒来说：Ｆ＝２．１葡萄酒评价的可信度分析＊收稿日期：２０１３－０１－３１２．１．１研究方法基金项目：国家自然科学基金项目（７１１７１００１）资助。在对评价结果进行统计分析时，对原始数据进行作者简

7、介：张兴（１９９１－），男，安徽无为人；朱家明（１９７３－），［３］标准化，能有效地降低品酒员间的差异，真实地反男，安徽省泗县人，硕士，讲师，研究方向：应用数学与数学建模。３０皖西学院学报第２９卷２１．４７５５６１＜２．０５３８０８，因此品酒员对第二组红葡萄酒２其中ｕ／（ｄ／ｄ）ｍ－１，ｄ。ｉｋ＝１∑ｉｋｊｋｉｋ＝‖ｘｋ－ｖｉ‖品尝结果之间的差异是不显著的。得出结论：在ｊ＝１对红葡萄酒的评论结果中，第二组更可信。分级结果如下：２．２酿酒葡萄的分类酿酒白葡萄的分级结果：第一级含酿酒葡萄２、２．２．１研究方法４、６

8、、１０、１２、１４、２７；第二级含酿酒葡萄３、５、９、２０、２３、选用第一组的得分来表示白葡萄酒各个酒样的２４、２５、２６、２８；第三级含酿酒葡萄７、８、１１、１３、１５、１８；得分，然后将其归类。同理，选用第一组的得分来表第四级含酿酒葡萄１、１６、１７、１９、２１、２２。酿酒红葡萄示红葡萄酒各个酒样的得分，然后将其归类。再通过的分级结果：第一级含酿酒葡萄４、５、１３、１４、１５、１６