品質(zhì)改進(jìn)、新產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)刻圍繞充斥在感官生活中，無疑，都離不開感官評價(jià)實(shí)驗(yàn)。一說到感官評價(jià)實(shí)驗(yàn)，最讓感官分析師頭疼的是，前期做了大量準(zhǔn)備工作（如：方案討論、評價(jià)員挑選、回答表設(shè)計(jì)、樣品制備等），但到頭來得到一堆無用的數(shù)據(jù)。
而對于任何一個(gè)感官評定試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)都至關(guān)重要。食品感官試驗(yàn)設(shè)計(jì)是指進(jìn)行食品感官評定之前，制定的關(guān)于試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、方法、參數(shù)選擇、技術(shù)要求、結(jié)果統(tǒng)計(jì)與結(jié)果解釋的全部試驗(yàn)方法與步驟。
一、食品感官試驗(yàn)設(shè)計(jì)的重要意義
首先，食品感官試驗(yàn)設(shè)計(jì)是為了最佳地完成感官評定試驗(yàn)任務(wù)而制定的工作計(jì)劃方案，是試驗(yàn)結(jié)果可信度的根本保證。
? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)不是按部就班地套用某個(gè)方案或步驟，不是一個(gè)形式，更不是空洞的過程，而是一個(gè)論證過程，是根據(jù)具體的感官評定目標(biāo)任務(wù)和任務(wù)分解以及產(chǎn)品特點(diǎn)，通過科學(xué)的邏輯分析、有針對性和內(nèi)容特定性制定出來的試驗(yàn)方案，是一個(gè)嚴(yán)肅的過程。
? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理，任務(wù)完不成，結(jié)果不可信，整個(gè)試驗(yàn)顯得毫無意義，浪費(fèi)人力、物力、財(cái)力。只有科學(xué)、合理、嚴(yán)密的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，才可能順利完成試驗(yàn)任務(wù)，結(jié)果才經(jīng)得起推敲與質(zhì)疑，這是基石。
? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)不是按部就班地套用某個(gè)方案或步驟，不是一個(gè)形式，更不是空洞的過程，而是一個(gè)論證過程，是根據(jù)具體的感官評定目標(biāo)任務(wù)和任務(wù)分解以及產(chǎn)品特點(diǎn)，通過科學(xué)的邏輯分析、有針對性和內(nèi)容特定性制定出來的試驗(yàn)方案，是一個(gè)嚴(yán)肅的過程。
? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理，任務(wù)完不成，結(jié)果不可信，整個(gè)試驗(yàn)顯得毫無意義，浪費(fèi)人力、物力、財(cái)力。只有科學(xué)、合理、嚴(yán)密的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，才可能順利完成試驗(yàn)任務(wù)，結(jié)果才經(jīng)得起推敲與質(zhì)疑，這是基石。
其次，試驗(yàn)設(shè)計(jì)是試驗(yàn)操作、結(jié)果統(tǒng)計(jì)與分析的指南和綱領(lǐng)性文件，試驗(yàn)一旦設(shè)計(jì)完成，在沒有足夠理由的前提下，一般不應(yīng)進(jìn)行大的修改，所有參與試驗(yàn)的人都必須按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行試驗(yàn)，包括評定試驗(yàn)的組織者、準(zhǔn)備者、評定人員等，沒有之前的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，工作無法開展，隨意性太強(qiáng)，各環(huán)節(jié)也不能很好地配合。
第三，在試驗(yàn)報(bào)告或研究論文中，試驗(yàn)設(shè)計(jì)與其后面的試驗(yàn)結(jié)果、結(jié)果分析與討論一脈相承，是一個(gè)邏輯上的因果關(guān)系。
? 設(shè)計(jì)是為達(dá)到感官評定目標(biāo)而制定的方案、措施，結(jié)果是在該方案下的試驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)得起重復(fù)，不保證采用其他研究方法能得到一致的試驗(yàn)結(jié)果，討論是根據(jù)該方案下的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、推理和得出結(jié)論，從而構(gòu)成了報(bào)告或研究論文的邏輯整體，也是和同行交流、分享的基礎(chǔ)平臺(tái)。
? 設(shè)計(jì)是為達(dá)到感官評定目標(biāo)而制定的方案、措施，結(jié)果是在該方案下的試驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)得起重復(fù)，不保證采用其他研究方法能得到一致的試驗(yàn)結(jié)果，討論是根據(jù)該方案下的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、推理和得出結(jié)論，從而構(gòu)成了報(bào)告或研究論文的邏輯整體，也是和同行交流、分享的基礎(chǔ)平臺(tái)。
二、食品感官試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則
一般地將，試驗(yàn)設(shè)計(jì)有屬于專業(yè)方面的，有屬于統(tǒng)計(jì)方面的。
從專業(yè)方面講，食品感官評定是依靠人的感覺（視覺、聽覺、觸覺、嗅覺）對食品進(jìn)行評價(jià)、測定或檢驗(yàn)并進(jìn)行食品質(zhì)量評定的方法。
? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)首要的就是要根據(jù)食品特點(diǎn)、評定內(nèi)容結(jié)合感覺器官的生理特點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)。
? 比如在進(jìn)行食品色澤方面的感官評定試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮食品的特點(diǎn)，又要考慮環(huán)境光線對顏色的影響，還要考慮人體視覺生理特點(diǎn)。
? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)首要的就是要根據(jù)食品特點(diǎn)、評定內(nèi)容結(jié)合感覺器官的生理特點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)。
? 比如在進(jìn)行食品色澤方面的感官評定試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮食品的特點(diǎn)，又要考慮環(huán)境光線對顏色的影響，還要考慮人體視覺生理特點(diǎn)。
從統(tǒng)計(jì)方面說，試驗(yàn)設(shè)計(jì)主要應(yīng)該考慮對照、重復(fù)、隨機(jī)化等問題，以最大可能地減少試驗(yàn)誤差，保證結(jié)果的可靠性。對照、重復(fù)、隨機(jī)化被稱為試驗(yàn)設(shè)計(jì)三原則。
? 對照原則是為了排除試驗(yàn)非處理因素的影響；
? 重復(fù)原則是為了保證試驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性，排除偶然因素導(dǎo)致的試驗(yàn)表象；
? 隨機(jī)化原則是為了排除或減少試驗(yàn)不可控因素的影響。
? 對照原則是為了排除試驗(yàn)非處理因素的影響；
? 重復(fù)原則是為了保證試驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性，排除偶然因素導(dǎo)致的試驗(yàn)表象；
? 隨機(jī)化原則是為了排除或減少試驗(yàn)不可控因素的影響。
三、感官試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法
（一）“平衡不完全區(qū)組”設(shè)計(jì)
下面這個(gè)設(shè)計(jì)，我們叫做具有5個(gè)樣品和10個(gè)評價(jià)員（區(qū)組）的平衡不完全區(qū)組設(shè)計(jì)。因?yàn)檫@個(gè)實(shí)驗(yàn)一共要評價(jià)5個(gè)樣品，參加評價(jià)的評價(jià)員一共有10位，每位評價(jià)員就是一個(gè)區(qū)組。BIB設(shè)計(jì)中用如下符號(hào)代表幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：
t 代表測試樣品總量；
k 代表評價(jià)員在一次評價(jià)中評價(jià)的樣品數(shù)量（k < t）；
b 代表單次BIB設(shè)計(jì)中的區(qū)組（通常是評價(jià)員）總數(shù)；
r 代表單次BIB設(shè)計(jì)中每個(gè)測試樣品被評價(jià)次數(shù)；
λ 代表每個(gè)樣品對被評價(jià)的次數(shù)；
此設(shè)計(jì)，共有10位評價(jià)員（區(qū)組），即b=10，每位評價(jià)員只評價(jià)t=5個(gè)樣品中的k=3個(gè)樣品（就是BIB中“不完全”的含義）；每個(gè)樣品都會(huì)被6位不同評價(jià)員評價(jià)，總計(jì)評價(jià)r=6次；而每個(gè)樣品對都被評價(jià)λ=3次。如此設(shè)計(jì)，使得每個(gè)樣品和每個(gè)樣品對的評價(jià)機(jī)會(huì)均等（也就是BIB中“平衡”的含義），實(shí)現(xiàn)評價(jià)5個(gè)樣品間的差異目的和差異精度。
這種試驗(yàn)設(shè)計(jì)叫做“平衡不完全區(qū)組設(shè)計(jì)”設(shè)計(jì)。
（二）“隨機(jī)完全區(qū)組”設(shè)計(jì)
通俗講，就是讓每位評價(jià)員以隨機(jī)的方式評價(jià)所有樣品。根據(jù)這個(gè)設(shè)計(jì)得到的評分，經(jīng)過方差分析后，可以看出樣品間評分的差異到底是來自評價(jià)員能力水平不同帶來的差異，還是樣品間本身品質(zhì)不同所帶來的差異。也就是說，這個(gè)設(shè)計(jì)能夠克服評價(jià)員間差異的干擾，使得可以更高精度的來檢驗(yàn)樣品間是否存在差異。
關(guān)鍵點(diǎn)：每位評價(jià)員在一組實(shí)驗(yàn)中品嘗完所有樣品后不會(huì)引起感官疲勞和煩躁情緒，這樣才能保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效性和可信度，否則其評分結(jié)果就不可靠了，否則必須改成平衡不完全區(qū)組設(shè)計(jì)了。
當(dāng)然通過RCBD設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過方差分析后，即使得到樣品間有差異結(jié)論后，我們的工作還未結(jié)束！
因?yàn)榉讲罘治龅暮诵氖荈檢驗(yàn)，而F檢驗(yàn)的原假設(shè)是所有樣品間的品質(zhì)都一樣，而備選假設(shè)是指在這些樣品中至少有一個(gè)樣品與其它樣品有顯著差異。
這時(shí)你必須采用多重比較方法去進(jìn)一步甄別啰！將LSD多重比較應(yīng)用于樣品的平均評分以確定哪些樣品間具有顯著不同。
（三）RCB和BIB設(shè)計(jì)的實(shí)戰(zhàn)對決
4位評價(jià)員，4個(gè)樣品，讓我們看下勝負(fù)吧！
試驗(yàn)I RCBD試驗(yàn)
4個(gè)樣品4次重復(fù)的RCB設(shè)計(jì)// 注：表格中的數(shù)字“1”、“2”、“3”、“4”分別代表樣品1、樣品2、樣品3、樣品4；
試驗(yàn)II BIBD試驗(yàn)
4個(gè)樣品3次重復(fù)的BIB設(shè)計(jì)（t=4，k=3，b=4，r=3，λ=2）
RCB設(shè)計(jì)與BIB設(shè)計(jì)對決
在這組對決中，可以看到，BIB設(shè)計(jì)，可以巧妙的節(jié)省試驗(yàn)成本。上方表格中灰色空白表格區(qū)域就是“節(jié)省”的樣品。由于BIB設(shè)計(jì)對試驗(yàn)參數(shù)要求嚴(yán)格，因此實(shí)際使用存在是否合乎試驗(yàn)要求的限制（t、k、b、r、λ），但是，一個(gè)試驗(yàn)，如果能用BIB設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，無疑是很劃算的。
（四）“拉丁方試驗(yàn)”設(shè)計(jì)
“拉丁方試驗(yàn)”設(shè)計(jì)。
“拉丁方試驗(yàn)”設(shè)計(jì)。
情況：5種樣品，5個(gè)評價(jià)員，5種品嘗順序。
思想：5種樣品（拉丁字母A、B、C、D、E表示5種樣品）都經(jīng)歷一遍5種不同的品嘗順序（例如，每一列都有一個(gè)A），且每個(gè)評價(jià)員也把5種樣品都品嘗一遍（例如，每一行都有一個(gè)A），用這種方法進(jìn)行試驗(yàn)，得到的結(jié)果如表1。
要求：
①樣品數(shù)=行因素（評價(jià)員）水平數(shù)=列因素（品嘗順序）水平數(shù)；
②樣品因素與這兩個(gè)已知因素沒有交互作用；
③每一行以及每一列中所有樣品都出現(xiàn)，且只出現(xiàn)一次。
表1 拉丁方試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果舉例
來源：感官科學(xué)與評定，轉(zhuǎn)載請注明來源。
參考：感官與消費(fèi)科學(xué)，食品感官評定.王永華、吳青.北京：中國輕工業(yè)出版社，2020.1
