第2章 试验设计基本原理与食品试验常用的设计
食品试验设计与统计分析基础课程设计
食品试验设计与统计分析基础课程设计一、课程概述食品试验设计与统计分析基础课程涵盖了食品试验设计的基本原理和统计分析方法。
本课程旨在教授学生如何设计各种类型的食品试验和实验方案，以及如何使用常见的统计分析方法来分析试验结果。
本课程将为学生提供实践性的知识和技能，以便将其应用到食品科学和技术的实际工作中。
二、课程目标本课程的主要目标是使学生掌握以下能力：1.了解食品试验设计中的基本原理和方法。
2.掌握各种类型的食品试验和实验方案的设计原则。
3.学会使用常见的统计分析方法来分析实验结果。
4.能够独立完成食品试验设计和统计分析的工作。
三、课程内容本课程主要包括以下内容：1. 食品试验设计基础•食品试验设计的概念和目的•实验设计的基本原则和要素•不同类型的食品试验设计•实验方案的制定和实施2. 食品试验数据分析•食品试验数据的收集和处理•常见食品试验数据分析方法•实验结果评估与解释•数据分析软件的使用3. 食品试验设计案例分析•常见食品试验设计案例分析•实际食品试验设计项目的案例分析•群体实验设计案例分析4. 食品试验设计实践•小规模试验设计和实施•大规模试验设计和实施•实验数据的收集和处理•数据分析及结果呈现四、教学方法本课程采用课堂教学与实验室实训相结合的教学方法，以培养学生的实践能力。
课堂教学主要以讲授、讨论和案例分析为主，实验室实训主要包括实验设计、数据收集和分析等。
五、考核方式本课程的考核方式包括课程作业、实验报告和期末考试。
其中，课程作业包括试验设计和数据分析练习，实验报告主要涉及实验方案设计、实验数据收集和分析，期末考试主要考察学生对食品试验设计和统计分析方法的掌握程度。
六、参考教材本课程参考教材为《食品试验设计与统计分析》。
此外，课程还包括其他相关书籍和学术论文，以帮助学生更深入地了解食品试验设计和统计分析。
食品试验设计实验报告
一、实验名称：食品中总酸度的测定二、实验目的1. 了解食品中总酸度的概念及其测定方法。
2. 掌握酸碱滴定法在食品分析中的应用。
3. 学会使用酸碱滴定仪进行实验操作。
4. 培养严谨的科学实验态度和团队协作精神。
三、实验原理总酸度是指食品中所有酸性物质的总量，包括已离解的酸和未离解的酸。
食品中的总酸度可以反映食品的酸味程度，是评价食品品质的重要指标之一。
本实验采用酸碱滴定法测定食品中的总酸度，以酚酞为指示剂，用标准碱溶液进行滴定，根据消耗的碱液体积计算总酸度。
四、实验仪器与试剂1. 仪器：酸碱滴定仪、电子天平、移液管、滴定管、烧杯、锥形瓶、漏斗、滤纸等。
2. 试剂：1000mol/L氢氧化钠标准溶液、酚酞指示剂、待测食品样品、蒸馏水等。
五、实验步骤1. 准备标准溶液：准确称取 1.0000g基准邻苯二甲酸氢钾，加入少量蒸馏水溶解，转移至1000mL容量瓶中，加水定容至刻度线，摇匀。
此溶液为0.1mol/L的邻苯二甲酸氢钾标准溶液。
2. 标准溶液标定：准确移取25.00mL邻苯二甲酸氢钾标准溶液于锥形瓶中，加入50mL蒸馏水，滴加2-3滴酚酞指示剂，用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至溶液由无色变为浅红色，记录消耗的氢氧化钠标准溶液体积。
3. 样品预处理：准确称取5.0000g待测食品样品，加入50mL蒸馏水，搅拌溶解，过滤。
4. 样品测定：准确移取25.00mL样品溶液于锥形瓶中，加入50mL蒸馏水，滴加2-3滴酚酞指示剂，用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至溶液由无色变为浅红色，记录消耗的氢氧化钠标准溶液体积。
5. 计算总酸度：根据标准溶液标定和样品测定的结果，计算样品中总酸度。
六、实验结果与分析1. 标准溶液标定：消耗的氢氧化钠标准溶液体积为V1，根据公式C1V1 = C2V2，计算氢氧化钠标准溶液的浓度。
2. 样品测定：消耗的氢氧化钠标准溶液体积为V2，根据公式C2V2 = C3V3，计算样品中总酸度。
第二章 试验设计的基础知识
2.4 试验设计的基本要求
二、试验条件要有代表性
试验条件具有代表性，试验结果才能进行扩大生产。
三、试验的重现性
相同条件下再进行试验，能重复获得与原试验相类似的结果。
四、选择适当的试验指标果最基本的分析方法是方差分析。因此，试验结果数 据须满足方差分析的基本模型要求，如正态、独立、等方差 等要求；若不能满足则须采取相应的措施，如数据转换等。
试验设计的广义理解是指整个试验过程的设计。 应当包括三个组成部分：
1）确定试验处理方案； 2）观察资料的收集与整理； 3）统计分析方法。 进行试验设计，首先要明确几点：试验目的，考 核和评价的指标，考察的因素。然后根据试验的目的 来合理设计试验方案，组织试验的具体实施，最后对 试验结果进行统计分析。
试验设计中根据试验目的的不同，可以选择一个试验 指标，也可以同时选择多个试验指标，前者称为单指标试 验，后者称为多指标试验。
二、试验因素（factor）：
在试验设计中，可能对试验指标产生影响的条件称 为试验因素或因子。因素可看作被考察的自变量，亦称 作激励(activation)。 一般用大写英文字母A、B、 C…...来标记。 例如:在悬挂犁牵引阻力试验：研究对象为悬挂犁； 土壤坚实度、土壤水分、土壤质地、土壤结构和土壤茬 口对悬挂犁的牵引阻力有很大的影响，这些就是影响牵 引阻力的因素。 定量因素：若因素的取值可以在某一区间内连续变 化，称其为定量因素；（如：加温温度、保温时间等） 定性因素：若因素只能取有限个类别，称之为定性 因素；（如原材料产地、原材料品种等）。
举例： 为了评价A、B和C三种测定维生素C方法的好坏，有 甲、乙、丙三人进行试验，为了减少随机误差，遵循“重 复”原理，每个方法重复三次，共9次试验（即9个处理） 每人做三次试验设计方法如下：
食物实验知识点总结大全
食物实验知识点总结大全食物实验是一种系统性的实验，用于研究或评估食物的特性，包括其化学成分、营养价值、品质及安全性等方面。
食物实验通常包括实验设计、样品预处理、分析和解释结果等步骤。
下面将详细介绍食物实验的基本知识点和注意事项。
一、食物实验的基本原则1.实验设计食物实验的设计应该明确研究目的，合理安排实验方案，确保实验结果的准确性和可靠性。
常见的实验设计包括对照实验、平行对照实验、随机化实验等。
2.样品采集食物实验需要从真实样品中采集样品进行测试。
在采样过程中，应该注意保持样品的完整性和不受外界污染。
样品的数量和分布应该满足实验所需的要求。
3.样品预处理在进行食物实验时，通常需要对样品进行预处理，以提取有用的成分或减少样品的干扰因素。
预处理方法包括提取、浸提、损失交换、分离和纯化等。
4.分析方法食物实验需要使用合适的分析方法进行样品的检测和分析。
常用的分析方法包括色谱法、光谱法、电化学法、生物传感法等。
5.实验室安全在进行食物实验时，应注意实验室的安全问题，防止实验人员受到伤害。
包括化学品的使用和储存、实验仪器的操作和维护、实验废弃物的处理等。
二、食物实验的常用技术1.色谱法色谱法是一种用于分离和分析化学混合物的技术。
色谱法可分为气相色谱法和液相色谱法。
液相色谱法主要用于分离和分析食物中的有机成分，如氨基酸、脂肪酸、大豆异黄酮等。
2.光谱法光谱法是一种用于分析样品中的光学性质的方法。
包括紫外光谱、红外光谱、核磁共振光谱等。
光谱法可用于检测食物中的成分、污染物和变性产物等。
3.电化学法电化学法是一种利用电化学原理对食物中的化学成分进行检测的技术。
主要包括电导率、电位、电导，电析等。
电化学法可以用于检测食物中的抗氧化物质、重金属、胺基酸等。
4.生物传感法生物传感法是一种利用生物体的生物学特性对食物中的成分进行检测的方法。
生物传感器包括酶传感器、抗体传感器、细胞传感器等。
生物传感法可用于检测食物中的微生物、抗生素、激素等。
食品工程实验技术课程设计
食品工程实验技术课程设计设计目的本次课程设计旨在通过实践操作，培养学生的食品工程实验技能，同时巩固相关理论知识，让学生更好地理解课程内容。
实验内容本次课程设计由以下三个部分组成：食品成分分析实验这个实验旨在让学生通过分析食品成分的方法来熟悉食品成分分析的原理和操作方法。
实验步骤：1.预处理样品：将样品研磨、过筛，获得均匀的样品粉末。
2.精确称取：称取适量的样品粉末，放入烘箱中烘干至常重。
3.提取：将样品加水提取，过滤后获得提取液。
4.精确称取：称取一定量的提取液，放置于烘箱中干燥至常重。
5.成分分析：根据分析的成分种类，选择相应的实验方法进行分析。
食品加工实验这个实验旨在让学生通过实际的操作，加深对食品加工工艺的理解。
实验步骤：1.确定食品类型：选择任意种类的食品。
2.材料准备：准备食材、烹调设备、食品加工所需的其他材料。
3.烹调：按照食材的配方和烹调工艺进行烹调。
4.检测品质：检测食品的品质和口感，并做出相应的修正和改进。
食品质量安全评价实验这个实验旨在让学生掌握食品质量安全的基本知识和分析方法。
实验步骤：1.样品准备：选择食品样品，如牛奶、肉制品等。
2.检测元素：采用流动注射分析仪、ICP-MS等仪器对样品进行测试。
3.检测重金属污染物：采用等离子原子荧光光谱仪对样品进行测试。
4.检测微生物：采用细菌计数板，对样品进行菌落总数、大肠杆菌和真菌等的检测。
设计流程1.食品成分分析实验–预处理样品–精确称取–提取–精确称取–成分分析2.食品加工实验–确定食品类型–材料准备–烹调–检测品质3.食品质量安全评价实验–样品准备–检测元素–检测重金属污染物–检测微生物实验要求1.实验时需注意安全，严禁饮食实验样品。
2.食品加工实验需自备材料和设备，保证操作安全。
3.实验后需及时清洗实验工具、设备和作业区域，保持实验场地的清洁整洁。
总结通过本次课程设计，学生能够熟悉食品成分分析的原理和操作方法，掌握食品加工工艺的基本知识和技能，了解食品质量安全的检测方法和相关知识。
食品科学与工程中食品试验设计与分析方法研究
食品科学与工程中食品试验设计与分析方法研究食品科学与工程是一门研究食品的生产、加工和质量控制的综合性学科，而食品试验设计与分析方法在这门学科中起着举足轻重的作用。
本文将探讨食品试验设计与分析方法在食品科学与工程中的应用。
首先，食品试验设计在食品科学与工程中的重要性不可忽视。
通过合理的试验设计，可以提高实验的可靠性和可重复性，并确保实验结果的准确性。
例如，在新产品研发中，食品试验设计可以帮助科学家确定影响产品品质的关键因素，并优化生产工艺，以确保产品的质量和风味。
其次，食品试验设计包括因素选择、样本设计和数据分析等多个环节。
在因素选择阶段，科学家需要仔细考虑研究目的，并确定需要研究的因素和水平。
例如，在研究食品的保存性能时，因素选择可能包括温度、湿度和包装材料等。
在样本设计阶段，科学家需要确定样本数量和采样方式，并进行实验操作。
在数据分析阶段，科学家需要对实验结果进行统计学分析，以获取可靠的结论。
常用的数据分析方法包括方差分析、回归分析和多元分析等。
此外，食品试验设计与分析方法还可以应用于食品安全检测和质量控制。
随着食品安全问题的日益凸显，科学家采用各种试验设计和分析方法来检测食品中的有害物质和微生物。
例如，通过采用PCR技术检测食品中的致病菌，可以提高食品安全的监测水平。
在食品质量控制方面，试验设计与分析方法可以帮助企业确定合理的质量标准，并制定相应的生产工艺和检验方法。
通过这些方法，可以确保食品的质量和安全性，提升消费者对食品的信任度。
最后，食品试验设计与分析方法的研究也面临着一些挑战。
首先，食品科学与工程涉及的因素和参数众多，因此试验设计要考虑的因素也较多。
科学家需要在预算和时间限制的情况下，综合考虑各种因素，并确定合适的试验设计。
其次，食品试验设计中的样本选择和样本数量也是一个关键问题。
科学家需要确定合适的样本数量和采样方法，以确保实验结果的可靠性和代表性。
最后，在数据分析中，科学家需要运用合适的统计学方法对数据进行处理，以获取准确的结论。
食品实验设计与统计分析-2 试验设计基础
试验设计应注意的问题： （1）试验目的是否明确？
（2）试验设计是否合理？ （3）试验管理是否严格？ （4）试验数据是否准确可靠？
二、试验设计的基本概念
1、 试验指标( experimental index )
在试验设计中，根据试验的目的而选定的用来衡量或考 核试验效果的质量特性称为试验指标。
单指标试验与多指标试验 试验指标：定量指标和定性指标两类。
所谓试验干扰，是指那些可能对试验结果产生影响， 但是在试验中未加以考察，也未加以精确控制的条件 因素。
试验设计时必须严格遵循试验设计的3个基本原则— —重复、随机化、局部控制。
四、试验设计的基本原则 1、重复原则
重复是指在试验中每种处理至少进行2次以上。重复试验是估计和 减小随机误差的基本手段。一般地讲，重复次数越多越好。重复 试验的目的是估计和减小随机误差。
例如：如杀菌温度、杀菌时间
单因素试验与多因素试验 试验因素常用大写字母A、B、C、…等表示
二、实验设计的基本概念
3、因素水平(1evel of factor )
在试验中，为考察试验因素对试验指标的影响情况， 要使试验因素处于不同的状态。我们把试验因素所处 的各种状态称为因素水平，简称水平。
如杀菌温度为：85 ℃ 、95 ℃ 、105 ℃等3个水平 确定因素与水平应注意事项 (1)水平宜取三水平为宜 (2)选取水平应按等间隔原则 (3)水平是具体的
二、实验设计的基本概念
4、试验处理(experimental treatment )
试验处理简称处理，在 单因素试验中，试验的 1个水平就是1个处理。 试验处理是指事先设计 好的实施在试验单位上 的一种具体措施。
二、实验设计的基本概念
5、试验单位(experimental unit )
食品工程原理实验原理、装置和步骤
【实验步骤】 2）层流流动型态
试验时，先少许开启调节阀，将流速调至所需要的 值。再调节红墨水贮瓶的下口旋塞，并作精细调节，使 红墨水的注入流速与试验导管中主体流体的流速相适应， 一般略低于主体流体的流速为宜。待流动稳定后．记录 主体流体的流量。此时，在试验导管的轴线上，就可观 察到一条平直的红色细流，好像一根拉直的红线一样。
课程简介：
食品工程原理实验课是“食品科学与工 程”专业基础课《食品工程原理》课程的实 践教学环节，课程面向“食品科学与工程” 专业的本科教学，由食品科技学院食品工程 3室承担课程的教学任务。本实验课程共10 个学时，开设7个实验，包括5个必做项目和 2个选做项目，涉及流体输送、传热、传质 等。
目录
当流体处于静止状态时
gZ1p1 gZ2p2
J kg1
即为流体静力学方程式。
本实验即通过测量流体静止或流动时的能量变 化验证柏努利方程式和流体的静力学方程式。
【实验装置】
本实验装置示意图如下页所示，主要由试验导管、 稳压溢流水槽和三对测压管所组成。
试验导管为一水平装置的变径圆管，沿程分三处设 置测压管。每处测压管由一对并列的测压管组成，分别 测量该截面处的静压头和冲压头。
pf
p1 p2
l u2
d2
2dp f
lu 2
【实验原理】
2）局部阻力系数 的测定 局部阻力损失通常有两种表示方法，即当量长度法和 阻力系数法。本实验采用阻力系数法表示管件或阀门的局 部阻力损失。
hf
pf
g
u2
2
2 p f gu 2
试验设计与统计分析在食品科学研究中的作用
判别分析
根据已知分类的数据建立判别函数，对未知 分类的数据进行预测和分类。
03
试验设计与统计分析关系
试验设计对统计分析影响
试验设计确定数据收集方式和样本量，直接影响 统计分析的准确性和可靠性。
合理的试验设计可以减少误差，提高统计分析的 精度和效率。
试验设计确定的因素和水平，为统计分析提供了 依据和解释。
加强数据分析和解读
运用适当的统计分析方法对数据进行分析和解读，挖掘数据背后的信 息，为食品科学研究提供有力支持。
强化交叉学科合作
加强与其他相关学科的交流和合作，共同推动食品科学研究的发展。
关注新技术新方法
关注新技术、新方法在试验设计和统计分析中的应用，及时将其引入 食品科学研究中，提高研究的质量和效率。
食品中包含多种成分，其相互作 用和影响难以预测，增加了研究 的难度。
消费者需求多样性
消费者对食品的需求和偏好日益 多样化，要求食品科学研究更加 精细化和个性化。
食品安全与营养问
题
食品安全和营养问题一直是公众 关注的焦点，对食品科学研究提 出了更高的要求。
试验设计与统计分析发展趋势
多因素试验设计
未来试验设计将更加注重多因素、多水平的 试验，以更全面地了解食品成分和加工条件 对食品品质的影响。
因素干扰的情况。
析因设计
研究多个处理因素对试验结果的 影响及其交互作用，适用于处理 因素较多且需要全面考察各因素
及其交互作用的情况。
试验设计在食品科学中应用
配方优化
感官评价
通过试验设计确定最佳原料配比和工艺参 数，优化产品配方和加工工艺，提高产品 质量和降低成本。
运用试验设计原理和方法设计和实施感官 评价试验，对食品感官属性进行客观、准 确的评价。
食品试验设计与统计分析基础教学设计 (2)
食品试验设计与统计分析基础教学设计概述食品试验设计与统计分析是一个重要的学科，它涉及到食品的安全、营养成分分析、配方开发等多个方面。
本文将介绍该学科的基础教学设计，包括教学目标、教学内容、教学方法等内容。
教学目标通过本课程的学习，学生应能够：1.掌握常见的食品试验设计方法和统计分析方法2.能够独立设计和实施食品试验3.能够分析和解读试验结果4.能够在实际生产中应用所学知识教学内容1.食品试验设计基础–常用实验设计方法–假设检验和置信区间2.食品质量分析–营养成分测定–食品口感和外观评价方法–食品安全检测3.食品配方开发–配方优化方法–多因素分析方法教学方法1.知识讲授：通过课件、PPT等教具对理论知识进行讲解，让学生掌握食品试验设计与统计分析的基本概念和方法。
2.实验操作：通过实验操作帮助学生掌握常见的食品试验设计和统计分析方法。
3.讨论交流：在教学中引导学生展开讨论，促进其深入思考和探究，提高其解决实际问题的能力和水平。
4.课程设计：让学生根据所学知识进行设计和实施食品试验，培养学生的实践能力。
评估方法1.作业与实验报告：通过学生提交的作业和实验报告，检测其掌握情况和实际操作能力。
2.课堂互动表现：通过教师在课堂上观察学生的发言和互动情况，评定其在课程中的积极程度和参与度。
3.期末考试：通过期末考试检测学生在食品试验设计与统计分析方面的掌握情况。
教学资源1.教材：《食品试验设计与统计分析》，作者：张三、李四，出版社：XXX出版社。
2.实验平台：XXX实验室。
3.资料：学校图书馆、网络等。
教学进度章节教学内容课时数第一章食品试验设计基础 4第二章食品质量分析 6第三章食品配方开发 6第四章课程设计与实践 4总计20结语本课程是食品科学与工程专业的重要基础课程，通过对本学科的教学，可以帮助学生掌握食品试验设计与统计分析的基本理论和方法，从而在未来工作中获得更大的竞争优势。
食品研究中常用试验设计方法的比较分析(综述)实用资料
食品研究中常用试验设计方法的比较分析(综述)实用资料(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）食品研究中常用试验设计方法的比较分析摘要：通过查找关于食品方面的文献，本文综述了对比试验设计、随机试验设计、正交试验设计、回归正交试验设计和均匀试验设计这五种试验设计方法的应用以及其数据处理方法，并归纳比较了这五种实验设计方法的优缺点及其适用范围。
关键词：食品研究试验设计比较为了推动食品科学的发展，常常要进行科学研究。
例如，食品原料资源的研究，新产品开发和新的加工工艺的研究等。
这些研究都离不开试验。
进行试验首先必须解决的问题是：如何合理地进行试验设计。
若试验设计方法好，则用较少的人力、物力和时间即可收集到必要而有代表性的资料，从中获得可靠的结论，达到试验的预期目的，收到事半功倍之效。
食品试验设计与统计分析是整理统计原理和方法在食品科学研究中的应用。
正确的试验方法可使食品研究得到正确的试验结果，而正确的统计分析可排除试验假象，增加试验的可靠性。
因此合理地进行试验设计，科学地整理、分析所收集得来的资料对于食品的科学研究是必不可少的[1]。
随机试验设计、均匀试验设计、正交试验设计、回归正交试验设计等试验设计方法已经广泛应用于食品研究，但是不同的试验方案设计都是建立在不同的理论基础之上 ,这种理论基础需要不同的假设条件 ,只有在满足试验假设条件的前提下 ,也就是正确的试验设计才能正确地表达试验效应 ,得到正确的试验结果。
每种多因素试验设计都有一定的局限性和优缺点 ,采用不同的试验设计用于不同的试验需求 ,满足不同用途的试验 ,可以达到不同的试验目的 ,并不是每种多因素试验设计都适用食品研究。
因此了解各种多因素试验设计的优缺点和适用范围 ,科学地进行试验设计是一个非常重要的问题[2]。
1 对比试验设计对比试验是以差异对比的原则设置简单的处理和对照试验。
它是通过简单的比较试验分析影响食品质量的因素，常常应用于食品质量的工艺诊断[5]。
食品质量与安全专业综合创新实验教程
食品质量与安全专业综合创新实验教程随着人们日益关注食品质量与安全问题，食品质量与安全专业也越来越受到重视。
为了培养学生对食品质量与安全工作的全面了解和实践能力，综合创新实验成为不可或缺的一环。
本实验教程旨在为食品质量与安全专业的学生提供一套全面的综合创新实验指导，帮助他们深入理解食品质量与安全相关知识，并能够独立开展实验研究。
第一章实验室基本操作食品质量与安全专业的学生首先需要掌握实验室的基本操作技能。
本章将介绍实验室设备的使用方法、常见实验操作技巧以及实验室安全知识，帮助学生建立正确的实验室工作态度和操作习惯。
第二章食品检测技术食品检测技术是食品质量与安全工作的重要保障。
本章将重点介绍常见的食品检测方法和技术，包括理化检测、微生物检测、重金属和农药残留检测等内容，帮助学生了解不同食品检测方法的原理和应用。
第三章食品加工与保鲜技术食品加工与保鲜技术直接关系到食品的品质和安全。
本章将介绍食品加工与保鲜的常见技术和方法，包括冷藏、冷冻、真空包装、辐照、发酵等，帮助学生掌握食品加工与保鲜的基本原理和操作技巧。
第四章食品安全管理食品安全管理是保障食品质量与安全的关键环节。
本章将介绍食品安全管理的基本理论和方法，包括HACCP体系、食品安全法规、食品卫生标准等内容，帮助学生了解食品安全管理的重要性和实施方法。
第五章食品质量与安全案例分析通过案例分析可以更直观地了解食品质量与安全工作中的问题和挑战。
本章将选取一些具有代表性的食品质量与安全案例进行分析，帮助学生将理论知识与实际案例相结合，掌握解决实际问题的能力。
第六章综合创新实验设计与实施综合创新实验是食品质量与安全专业学生的重要实践环节。
本章将介绍综合创新实验的设计和实施方法，帮助学生从实验设计、样品采集、数据分析到结果报告都能够独立完成，并对实验结果进行深入分析。
第七章实验结果与结论本章将总结实验结果，对实验过程中遇到的问题和挑战进行分析，并得出相应的结论。
第2章 试验设计基本原理及食品试验常用的设计
重复(replicate) 7． 重复(replicate)
在1个试验中，将1-个处理实施在2个或2个以上 个试验中， 个处理实施在2个或2 的试验单位上称为重复。 的试验单位上称为重复。 1个处理实施的试验单位数称为处理的重复数（n）。 个处理实施的试验单位数称为处理的重复数（
＆2.2 试验设计的基本原则
4．单、复因子试验作用区别: 单 复因子试验作用区别: 考察1个试验因素的试验叫单因素试验 考察1 考察2个或2 考察2个或2个以上试验因素的试验叫多因素试验 单因子试验，解决该因子水平间的比较问题。 单因子试验，解决该因子水平间的比较问题。 复因子试验不仅要了解各个因子自身水平间的比 较问题，还要了解因子之间的相互作用问题， 较问题，还要了解因子之间的相互作用问题，从而找 出最有效的措施，精度较高的优点。 出最有效的措施，精度较高的优点。
实施局部控制时，区组如何划分，应根据具体情况确定。 实施局部控制时，区组如何划分，应根据具体情况确定。 区组可以是培养箱中的一层、试验地的某一段。 区组可以是培养箱中的一层、试验地的某一段。 如果日期(时间 变动会影响试验结果 如果日期 时间)变动会影响试验结果，就可以把试验日期 时间 变动会影响试验结果， (时间 划分为区组； 时间)划分为区组 时间 划分为区组； 如果试验空间会影响试验结果，可把空间划为区组； 如果试验空间会影响试验结果，可把空间划为区组； 如果全部试验用几台同型号的仪器或设备， 如果全部试验用几台同型号的仪器或设备，考虑仪器或设 备间差异的影响，可把仪器或设备划为区组； 备间差异的影响，可把仪器或设备划为区组；可把操作人员划 分为区组。 分为区组。
第2章 常用的试验设计
B
A
A
C
D
B
B
D
A
C
&2.5 试验误差及其控制途径
一、 试验误差及类型 1. 误差的概念
在试验中实际观察值与其相应真值的偏差称为试验误差
2. 误差类型 试验中发生的误差有两种：系统误差和偶然误差(机误)
误差按来源分类：
准确性
(1)系统误差(systematic error)
由于在观测中因仪器不准，工作者的习惯和偏 向等原因所引起的观察值偏大或偏小的差异。
➢互作(interaction) ：两个因素简单效应间的 平均差异称为交互作用效应，简称互作。
或某些因子综合起来的平均效果（以小区为 单位）与有关因子单独作用的平均效果之和的 差数。
➢互作反映因子间相互影响的大小。
课本 P5
【例如】对某水稻品种进行施肥试验， 每亩施氮10kg，亩产量为350kg， 每亩施氮15kg，亩产量为450kg。
境，称为区组（block）。
每一区组再按试验处理数目划分小区（plot），
一个小区随机安排一个处理。
例
作用：进一步减少试验误差
3. 随机排列(random assortment)
(1) 随机排列：在每个重复区中，各个参试的处 理（包括对照在内），均随机安排一个小区.
(2)随机排列的方法:抽签法和查随机数字表法。
➢ 三个因素间的互作称二级互作(second order interaction)，余类推。
➢ 二级以上的高级互作较难理解，实际意义不大，一般 不予考察。
思考题：
1.为比较5种不同类隔音材料噪声的去除效果，分别在 相同条件下进行若干次重复试验，结果如表（略）。 问不同材料对噪声衰减率是否有明显影响？
食品试验设计知识点
食品试验设计知识点一、引言食品试验设计是指为了研究食品品质、营养成分、安全性等方面而进行的科学实验。
合理的食品试验设计可以提高试验的可靠性和准确性，确保数据的有效性，并为食品生产和食品安全提供科学依据。
本文将介绍食品试验设计的一些基本知识点。
二、样本的选择与处理在食品试验设计中，样本的选择和处理非常重要。
样本应具有代表性，并能够在试验中反映真实情况。
同时，样本的处理应遵循科学的方法和标准。
1. 样本选择在选择样本时，需要考虑以下因素：- 样本的数量：样本数量应足够，可以得出具有统计学意义的结果。
- 样本的来源：样本应来自不同批次、不同地区或不同生产商，以避免局限性。
- 样本的处理：样本选择后，应根据实验需求进行适当处理，如去除无关因素、分组等。
2. 样本的处理在样本处理过程中，应注意以下几点：- 保持统一：保持样品处理的方法和环境的统一性，避免产生误差。
- 有效去除干扰：对于可能对试验结果产生干扰的因素，如杂质、污染物等，应进行适当的去除或减少。
- 样品保存：根据需求，采取适当的样品保存方式，确保样品在试验过程中保持原有特性。
三、实验设计实验设计是食品试验的核心部分，决定了试验的可靠性和有效性。
合理的实验设计应充分考虑实验目的、试验步骤、对照组、试验因素等。
1. 实验目的明确实验的目的，有助于选取合适的实验设计方法。
实验目的可以包括研究食品的特性、比较不同食品样品之间的差异、评估食品质量等。
2. 试验步骤按照科学方法，合理划分试验步骤。
试验步骤应具有逻辑性和可操作性，确保实验过程的顺利进行。
3. 对照组设计对照组设计是食品试验设计的重要组成部分。
通过对照组的设置，可以评估试验结果是否可靠，是否与所期望的结果一致。
4. 试验因素设计根据实验目的和需求，选择适当的试验因素并进行设计。
试验因素可以包括食品成分、加工方法、保存条件等。
在设计试验因素时，应充分考虑变量的选择、水平的确定以及交互作用等因素。
《食品试验设计》研究生精品资源共享课程建设
《食品试验设计》研究生精品资源共享课程建设1. 引言1.1 研究背景随着食品安全问题日益凸显，食品试验设计成为研究生必修课程。
食品试验设计是指在合理的控制条件下，通过科学的方法和设计，对食品的成分、品质、安全性等进行实验和研究。
在食品工业中，试验设计对于提高食品生产的质量和效率，保障食品安全和消费者健康至关重要。
目前很多研究生在食品试验设计课程中存在理论薄弱、实际操作能力不足等问题，需要加强相关教学内容和资源共享。
食品试验设计是复杂的学科领域，需要综合运用统计学、实验设计、食品科学等多方知识。
通过系统学习食品试验设计，研究生能够掌握正确的实验方法，提高数据分析技能，为未来的科研和食品生产工作打下坚实基础。
建设一门精品资源共享课程《食品试验设计》势在必行，以提升研究生的专业素养和实践能力，推动食品产业的健康发展。
1.2 研究目的食品试验设计是研究生精品资源共享课程的重要组成部分。
其研究目的主要包括以下几个方面：1. 提高学生实践能力：通过食品试验设计课程的学习，可以帮助学生深入了解食品试验设计的基本原理和方法，培养学生严谨的科学态度和实验操作技能，提升学生的实践能力。
2. 拓展学生知识视野：食品试验设计课程涵盖了食品科学、营养学、生物化学等多个学科的知识内容，可以帮助学生拓展学科知识视野，增强跨学科综合应用能力。
3. 培养学生创新思维：食品试验设计需要学生在实践中不断思考和探索，培养学生的创新思维和问题解决能力，培养学生终身学习的意识。
4. 增强学生团队合作能力：食品试验设计涉及多个环节和多个专业知识领域，需要学生团队协作完成，培养学生团队合作精神和沟通能力。
食品试验设计研究生精品资源共享课程的研究目的旨在通过系统的课程设计和实践教学，培养学生综合素质，提升学生的就业竞争力和创新能力。
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2. 正文2.1 课程内容设计课程内容设计是一门课程建设的核心部分，其设计质量直接影响着学生学习效果和教学效果。
《食品试验设计与统计分析》课程教学大纲(本科)
《食品试验设计与统计分析》课程大纲课程代码：00806182课程学分：3课程总学时：42适用专业：食品科学与工程一、课程概述（一）课程的性质《食品试验设计与统计分析》是食品科学与工程专业本科生的专业选修课，是以数理统计为理论基础，对科学研究中拟通过试验解决的具体问题提出科学而合理的试验方案，指导和保证试验环节的正确实施，力求以最经济的试验投入获得尽可能多的数据信息，然后用科学的统计方法进行数据处理，得出可靠的结论，从而进一步指导生产以及科研工作。
通过本课程的学习，让学生掌握试验设计的基本原理和方法，培养学生分析问题和解决问题的能力，使学生能够独立设计试验和实施试验，正确制定试验方案，并能对试验结果进行正确的统计处理，培养学生成为具有一定试验设计水平的高级专业人才。
（二）设计理念与开发思路本课程共42课时，均为理论教学，分9章来介绍数理统计分析基础理论、试验设计方法、统计软件使用等内容。
最终考核方式为开卷考试，成绩占60%，平时成绩占40%。
课程内容与学时分配表章节理论课内容学时第一章绪论 2第二章试验数据的整理与特征数 4第三章理论分布与抽样分布 6第四章统计假设检验 6第五章方差分析 6第六章直线回归与相关 6第七章试验设计基础 2第八章两种常用试验设计方法 4第九章正交试验设计 6总学时42二、课程目标通过本课程的学习，要求学生熟练掌握所介绍的几种试验设计方法，能独立进行试验设计；熟练掌握食品科学领域中常用的统计学方法，能独立地对试验结果进行合理的统计分析；掌握常用数据处理软件的使用。
（一）知识目标了解与试验设计和统计分析相关的统计学基本理论，掌握试验设计的基本原理、原则和方法，了解几种常见的统计分析方法。
（二）能力目标通过教学，使学生了解常用的食品试验分析方法，初步具备统计学思维，熟练掌握这些统计学分析方法的软件操作。
（三）素质目标通过教学，使学生能够独立设计试验和实施试验，并能对试验结果进行正确的统计处理，能够处理日常实际工作和一般科学研究中常见的统计学问题。
食品科学实验技术
模块一验证性实验 模块二综合性实验 模块三设计研究性实验
第七章食品机械与 设备实验
第六章食品工艺学 实验
第八章食品分析实 验
模块一验证性实验 模块二综合性实验 模块三设计研究性实验
模块一验证性实验 模块二综合性实验 模块三设计研究性实验
模块一验证性实验 模块二综合性实验 模块三设计研究性实验
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食品科学实验技术
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01 思维导图
03 目录分析 05 精彩摘录
Hale Waihona Puke 目录02 内容摘要 04 读书笔记 06 作者介绍
思维导图
本书关键字分析思维导图
内容
类
实验
食品
设计
实验
模块三
实验
专业
技术 食品
分析
技术
模块
原理
验证
技术
研究性
生物技术
内容摘要
教材以食品科学与工程专业实验技术和方法为主线，根据专业理论体系，按模块方式组织教学内容，将原来 按理论课程设置实验内容转为按专业毕业要求的核心能力来确定实验内容。将实验内容整合为食品生物技术基础 类、食品技术原理类、食品加工类和食品分析类等三篇。
目录分析
第一章生物化 学实验
第二章微生物 学实验
模块一验证性实验 模块二综合性实验 模块三设计研究性实验
模块一验证性实验 模块二综合性实验 模块三设计研究性实验
试验设计基础
食品研发试验设计 试验设计基础一、试验的重要元素1、试验的目标:试验者应有明确的目标，不同研究项目有不同追求。
一个成功的试验需要充分利用所有的先验信息，清楚哪些是已知的，问题是什么。
2、因素及其试验范围：试验中需考察的变量称为因素或因子，这些变量必须是可以控制的。
若一个因素的取值可以在某一区间内连续变化时，称其为定量因素，如反应温度、压力等；若一个因素只能取有限个类别时，称其为定性因素，如催化剂品种等。
因素被考察的范围称为该因素的试验范围，所有因素的取值集合称为试验范围。
一个因素被考察的值称为它的水平。
不同因素的不同水平之间的组合称为水平组合或参数组合。
一个水平组合可以视为输入变量空间的一个点，并称为试验点。
3、响应：试验的结果称为响应或输出，常用y 表示。
响应必须包含系统的重要信息而且是可测的。
一个试验中响应值可能有一个或多个，分别称为单响应试验和多响应试验。
4、试验误差：在工业或实验室试验中存在两类误差：系统误差和随机误差。
试验中一些不可控的因素，如实验室温度、湿度的微小变化等的综合作用称为随机误差。
一般地，我们假设随机误差服从正态分布),0(2σN ,其中方差2σ用于衡量随机误差的大小。
在试验中没有被选为因素的变量的因素有系统的偏差称为系统误差。
如工厂三班试验人员的操作差异。
随机误差是不可避免的，一旦试验环境确定，它的误差方差2σ是客观存在的，我们需要估计它的大小。
然而系统误差是干扰试验成功的大敌，有些系统误差可以通过人为努力避免。
5、区组：同一区组的试验具有十分近似的试验环境。
区组设计可以避免或减少系统误差的干扰，从而大大提高试验结论的可靠性。
6、随机化：随机化是用来减少试验误差的重要手段。
常用的是对实验次序随机化，即随机决定试验的先后次序。
若试验有区组，要根据试验的具体情形采取所有试验的完全随机化或仅区组内的试验随机化。
7、重复：重复是指在试验中每种处理至少进行2次以上的实施，是减少试验误差干扰的一种方法。
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六、试验计划与方案（略）
&2.4 食品研究常用试验设计
试验设计包括处理、供试体和指标设计三部分。
一、完全随机设计 二、随机区组试验设计 三、拉丁方设计 四、正交设计
五、其他
一、完全随机设计
适用于：试验空间中的非试验因素相当均匀一致。 1. 试验单元的排列要求
方法：将全部试验小区统一编号，按随机的 方法安排每个处理。 单、复因素试验匀可采用完全随机设计
**三者关系：重复是是基本、随机排列最重要， 要做好田间试验必须贯彻三原则。
重
随 机
复
局部控制
无偏的试验 误差估计 图2.2
降低试验误差
田间试验设计验设计的概述
一、试验设计的意义及作用
在食品生产和科学研究中，为了革新生产
工艺，开发新产品，寻求优质、高产、低消耗
7． 重复(replicate)
在1个试验中，将1-个处理实施在2个或2个以上 的试验单位上称为重复。 1个处理实施的试验单位数称为处理的重复数（n）。
＆2.2 试验设计的基本原则
试验设计的目的是避免系统误差，缩小随机 误差，以保证试验的准确度和精确度，试验设计 必须贯彻三原则——重复、随机化、局部控制。 是试验设计创始人R.A.Fisher提出来的。
4．单、复因子试验作用区别: 考察1个试验因素的试验叫单因素试验
考察2个或2个以上试验因素的试验叫多因素试验 单因子试验，解决该因子水平间的比较问题。
复因子试验不仅要了解各个因子自身水平间的比
较问题，还要了解因子之间的相互作用问题，从而找
出最有效的措施，精度较高的优点。
5. 试验处理(experimental treatment) 试验处理：指事先设计好的实施在试验单位上 的一种具体措施，简称处理。 在单因素试验中，试验的1个水平就是1个处理。 在多因素试验中，每个处理组合即处理。 例如，研究3种不同温度（A）和2种不同制曲 （B）方式，对酱油质量的影响。处理数？
三、局部控制（区组化）：
局部控制：将整个试验空间分成若干个各自相 对均匀的局部，每一个局部叫做一个区组，所有局
部构成区组因素。 局部控制原则：重复区内具有同质性，重复区
间允许有最大异质性。
局部控制实质：消除试验单元间的系统误差。
实施局部控制时，区组如何划分，应根据具体情况确定。 区组可以是培养箱中的一层、试验地的某一段。 如果日期(时间)变动会影响试验结果，就可以把试验日期
第二章 试验设计基本原理及 食品试验常用的设计
＆2.1 试验设计常用术语 ＆2.2 试验设计的基本原则 ＆2.3 ＆2.4 试验设计的概述 食品研究常用试验设计
＆2.1 试验设计常用术语
1. 试验指标(experimental index): 在试验设计中，据试验的目的而选定的用来 衡量或考核试验效果的量称为试验指标。
一般也可以分成系统设计、参数设计和允许 误差设计3个步骤。此阶段的系统设计主要是由工 艺人员决定采用何种原料、何种加工设备、怎样
的加工工序等；参数设计主要是在生产工序、生
产设备已决定的情况下进一步选择合理的加工机
器的工作状态和工业标准；允许误差设计则主要
是决定整个工艺各个阶段的可调公差范围。
4、生产制造阶段 5、食品的销售阶段
如一个4因素5水平试验，全面试验至少需进行54＝625次 试验，而用L5(54)均匀设计表安排试验，仅需5次试验。
四、 食品的线性、非线性质量研究（了解）
线性质量研究是指食品制造过程中的质量研究方法， 是通过对生产工序的合理诊断、调节、改善与检查，使 生产工序的质量达到效果好、费用低的目的。 非线性质量研究法：重点在保证达到食品质量特性
失率作为试验指标，综合考虑确定哪种吸附
剂合适。
2. 试验因素(experimental factor)
试验中，凡对试验指标可能产生影响的原因或要素，
都称为因素，也称因子。
如酱油质量受原料、曲种、发酵时间、发酵
温度、制曲方式、发酵工艺等诸方面的影响，这 些都是影响酱油质量的因素。它们有的是连续变 化的定量因素，有的是离散状态的定性因素。
主要体现在以下几方面：
①分清试验因素对试验指标影响的大小顺序，找 出主要因素，抓住主要矛盾。 ②可以了解试验因素对试验指标影响的规律性， 即每个因素的水平改变时，指标是怎样变化的。 ③可以了解试验因素之间相互影响的情况，即因 素间的交互作用情况。
④可较快地找出最优生产条件和工艺条件， 确定最优方案并能预估或控制一定条件下的试验 指标值及其波动范围。 ⑤可以正确估计和有效控制、降低试验误差， 从而提高试验的精度。
一. 重复原则
重复：是指在试验中每种处理至少进行2次以上。
例如：
重复作用：估计和减小随机误差。
重复次数过多效果并不好。
？
二、 随机化原则
随机化原则，就是在试验中，每一个处理、 重复随机地安排在某一特定的空间和时间环境中，
保证试验条件在空间和时间上的均匀性。
采用方法：抽签、摸牌、查随机数表等方法来实现。 作用：正确、无偏估计试验误差。
参数设计：是运用参数组合与食品特性的非线性
关系通过设计适当的试验以及与其相配套闭统计分析
方法，找出食品最佳性状的工艺条件和参数组合，即
决定最佳参数组凋中心值。 允许误差设计：是在参数设计完成后，通过 计算质量的管理费用，把质量与成本加以综合平
衡的一种公差设计方法，即决定食品质量的适当
的公差范围月
3、工艺设计阶段
的方法等，经常要进行各种试验研究。
试验研究可分为试验设计、试验的实施、
收集资料、整理资料和分析资料等步骤。
1.试验设计：
广义是指整个研究课题的设计，主要包括课题 的确定、试验方案的拟定、试验材料的选择和分组、 资料收集和统计分析方法等。
狭义的理解是指重复数的确定、对试验材料的
选择与分组。
2.试验设计的任务：
例如：考察加热时间和加热温度对果胶酶活性影响 时，?是试验指标；
例如：在考察贮存方式对红星苹果果肉硬度的影 响时，?是试验指标。
试验指标可分为定量指标和定性指标两类。
定量指标：能用数量表示的指标，或称数量指标。
如食品的糖度、酸度、pH值、吸光度、合格率等指标。
定性指标：不能用数量表示的指标称为定性指标。
芋精粉浓度(％)取0．1，0．15，0．2三个水平，每个水平
如色泽、风味、口感、手感等食品的感官指标多为定性指标。
定性指标定量化：定性指标不能用数值直接表
示，通过评分、分级等办法进行量化的过程。 使其转化为定量指标。
例1：在研究增稠剂种类、pH值和杀菌条件 对豆奶稳定性的影响时，可只选用豆奶的稳
定性作为试验指标。
例2：在研究不同吸附剂去除甜橙汁中苦味 物质的效果时，可同时选用苦味物质的去除 率、维生素C的损失率、可溶性固性物质损
⑥通过对试验结果的分析，可以明确为寻找最 优生产或工艺条件、深入揭示事物内在规律而进 一步研究的方向。
二、试验设计方法的主要内容 重点讲完全随机设计，随机区组设计、
正交试验设计；
介绍均匀设计、回归正交设计、回归正
交旋转设计、回归通用设计、混料没计等方
法。
三、全面试验与部分试验 1．全面试验
指试验因素的所有水平组合全部实施1次
A1B1，A1B2，A2B1，A2B2，A3B1，A3B2 6个水平组合。
处理数＝参试各因素水平的乘积。
6． 试验单位(experimental unit) 试验单元（小区）：接受某种处理的最小的试
验材料的一个独立单位。
或试验中用以观察、记录的最小的独立范围。 一个试验单元，只能接受一个处理，也只能 有一个输出结果。
行完全随机化试验，寻找适宜的麦芽汁浓度。
本试验中，m＝3，r＝5，共进行3×5＝15次试验。
采用抽签的方法： （14 ，12，2，6，11） （ 8， 1， 5，13，10） （ 3， 9， 4，7，15）
例9-2在食品安全性评价的预备试验中，希望了解试验动 物(断乳大鼠)每天经口摄入不同量的某种有害物质后的体症反 应情况。现将某有害物质A按大鼠每天经口摄人量不同分成A1A4 4个水平，每个水平需用20只大鼠(雌雄各半)进行试验。 本试验若用完全随机设计，需将符合试验条件的40只雌 鼠和40只雄鼠分别随机分成4组，每组10只。随机分组的方 法是，先将40只雌鼠按体重编号为1-40； 单因素完成随机设计方法中，实行了重复、随机化原则。
据研究项目的需要，数理统计原理为理论基础， 结合专业知识和实践经验，经济、科学、合理地安 排试验；有效地控制试验误差干扰；力求用较少的
人力、物力、财力和时间，最大限度地获得丰富而
可靠的资料；充分地利用和科学地分析所获取的试
验信息；从而达到能明确回答研究项目所提出的问
题和尽快获得最优方案的目的。
3.试验设计的作用
的前提下，充分利用各种设计参数与食品特性的非线性
关系，通过系统设计、参数设计和允许误差设计的三段 优化设计方法，从设计上控制食品的输出特性和质量波 动或出于经济考虑，在不压缩原材料质量波动的情况下， 仍然保证食品特性的一种稳定性优化设计方法。
五、食品质量研究的几个阶段（自学）
根据食品形成的全过程，食品质量研究大体可分 为以下几个阶段： 1、食品规划阶段： 根据市场的需要决定食 品的功能和价格。 2、食品设计阶段：一般可分为系统设计、 参数设计和允许误差设计3个步骤。 系统设计是由专业设计人员根据市场所需的性 能、质量、价格情况进行功能设计，即决定食晶 涸结构和材料。
完全随机设计有两方面的含义： 一是试验处理试验顺序的随机安排； 二是试验材料的随机分组。
(1)单因素完全随机设计例9-1
例9-1在无酒精啤酒的研究中，为了解麦芽汁的浓度对发酵液中
双乙酸生成量的影响，在发酵温度7℃，非糖比0.3，二氧化碳