--------试验设计与数据处理 +仲恺农业工程学院+ 1 基于的正交法的对影响香蕉的保鲜因素的研究

一、试验目的: 作为一种大众喜欢的水果，香蕉不仅味美，而且具有很高营养、易消化等特点。然而，香蕉的不易保鲜，成为制约其价格的提高，制约着香蕉种植业的发展。本次试验中，我们通过对生活中常遇到的几个与香蕉保鲜有关的外部因素的研究，分析出各个所列的因素对香蕉保鲜的影响，试图寻找出最佳的香蕉保鲜方法。

二、试验对象: 9个密封袋，9个香蕉，一个温度计，一个液体量具，一些清水，浓度分别5PPM 、10PPM、15PPM的赤霉素各3份。

三、实验步骤: 1、准备实验材料：9个密封袋，9个香蕉，一个温度计，一个液体量具，一些清水，浓度分别5PPM 、10PPM、15PPM的赤霉素各3份。

2、留意天气预报，选择有连续3天以上晴朗天气的时间来进行实验。 3、将9个香蕉分别放入密封袋中，按照表3在各个密封袋中对应放入一定量的水和赤霉素，将密封袋密封。然后对就表3，各将3只密封袋分别放在冰箱、树阴下、阳台，以实现其温度因素的不同。

4、连续三天内，每天选择最低温时（6时），最高温时（15时），一般温度时（21），用温度计分别测量三个实验地点的温度，以便计算出平均温度。

5、三天后，取回9个密封袋，观察9个香蕉的腐烂程度，记录数据。 四、试验方案设计: 1、试验指标。 通过在3天后观察香蕉的外表同果肉的质量对试验结果进行判断，以腐烂程度作为试验结果，腐烂程度越低，保鲜效果越好。再对数据分析，找出最优组合。

2、选因素、定水平。 因素：影响香蕉保鲜质量的因素有很多，我们选取同一种类的香蕉，并选择其大小相近、质量好、无表面破损的香蕉。将温度、相对湿度环境、不同浓度的赤霉素（九二0）三个作为研究的因素。

水平：对应以上三个因素，每个因素定三个水平。（赤霉素（九二0）能延迟香蕉成熟变色， 对保鲜效果好。）

3、确定因素、水平，并选择正交表。 根据对日常生活中环境的总结，对就选定的因素，我们对各因素各分为以下三种水平： 温度：15度、28度、38度 相对湿度环境：做用聚乙烯薄膜袋密封每一个香蕉前加入水份量： 4ml 8ml 12ml --------试验设计与数据处理 +仲恺农业工程学院+ 2 不同赤霉素（九二0）的浓度：5PPM 10PPM 15PPM --------根据以上分析，现列出如下表的试验因素水平表(表1)： 表1：试验因素水平表

水平 试验因素 温度 湿度 赤霉素（九二0）的浓度 1 15 4ml 5PPM 2 28 8ml 10PPM 3 38 12ml 15PPM

因本试验仅考察三个因素对香蕉保鲜的影响效果，不考察因素间的交互作用，故宜选用)3(49L正交表。

4、表头设计 在不考察交互作用时，各因素可随机安排在各列上。因此，本试验可将温度（A）、相对

温度环境（B）、不同赤霉素（九二0）的浓度（C）安排在)3(49L的第1、2、3列，从而得到如下表所示的表头： 表2表头设计 列号 1 2 3 因素 A B C

5、设计实验方案。 把正交表中安排各因素的列中的每个水平数字换成该因素的实际水平值，编制正交试验方案。

表3试验方案

试验号 试验因素 试验结果 温度 湿度 赤霉素（九二0）的浓度 空列 相对腐烂程度（%） 1 15 4ml 5PPM 1 2 15 8ml 10PPM 2 3 15 12ml 15PPM 3 4 28 4ml 10PPM 3 5 28 8ml 15PPM 1 6 28 12ml 5PPM 2 7 38 4ml 15PPM 2 8 38 8ml 5PPM 3 9 38 12ml 10PPM 1 注：以上提到的三个温度水平皆为对三个实验地点温度值的预测，以后实验将以实地测得的温度为准进行。

五、试验结果分析： --------试验设计与数据处理 +仲恺农业工程学院+ 3 1、实验记录： 表4温度记录 测量号 实验地点 冰箱 阳台 树阴下 1 15 32 27 2 15 38 31 3 15 35 29 4 15 31 27 5 15 37 32 6 15 33 29 7 15 32 27 8 15 37 31 9 15 35 30 平均值 15 34.5 29

表5实验结果记录 试验号 相对腐烂程度% 1 10 2 5 3 15 4 45 5 55 6 60 7 95 8 90 9 85 2、确定试验因素的优水平和最优水平组合。

分析A因素各水平对试验指标的影响。由表3可以看出，1A的影响反映在第1、2、3号

试验中，2A的影响反映在第4、5、6号试验中，3A的影响反映在第7、8、9号试验中。 计算A因素的各水平所对应的试验指标之和： 0351501KA1 10/3KkA1A1 601605554KA2 3.53/3KkA2A2 602088559KA3 6.86/3KkA3A3 根据正交设计的特性，对1A、2A、3A来说，三组试验的试验条件是完全一样的（综合可比性），可进行直接比较。如果因素A对试验指标无影响时，那么1Ak、2Ak、3Ak应该相--------试验设计与数据处理 +仲恺农业工程学院+ 4 等，但由上面的计算可见，1Ak、2Ak、3Ak实际上不相等。说明，A因素的水平变动对试验结果有影响。因此，根据1Ak、2Ak、3Ak的大小可以判断1A、2A、3A对试验指标的影响大小。由于试验指标为腐烂率，而1Ak<2Ak<3Ak可断定1A为A因素的优水平。

同理，可以计算并确定2B、2C分别为B、C因素的优水平。三个因素的优水平组合1A2B2C

为本试验的最优水平组合。即使香蕉保鲜时间最长的外部因素组合为：温度15度，

湿度为加入8ml水，赤霉素浓度为10PPM。详细情况见表6。 表6试验结果分析 试验号 试验因素 试验结果 温度 湿度 赤霉素（九二0）的浓度 空列 相对腐烂程度（%） 1 15 4ml 5PPM 1 10 2 15 8ml 10PPM 2 5 3 15 12ml 15PPM 3 15 4 29 4ml 10PPM 3 45 5 29 8ml 15PPM 1 55 6 29 12ml 5PPM 2 60 7 34.5 4ml 15PPM 2 95 8 34.5 8ml 5PPM 3 85 9 34.5 12ml 10PPM 1 80 K1 30 150 155 K2 160 145 130 K3 270 155 165 k1 10 50 51.66 k2 53.3 48.33 43.33 k3 90 51.66 55 级差值R 80 3.33 11.67

主次顺序 A>C>B

优水平 A1 B2 C2 优组合 1A2B2C

3、 确定因素的主次顺序(根据极差法)。 根据极差R的大小，可以判断各因素对试验指标的影响主次。本试验极差R计算结果见表6，比较各R值大小，可见BCARRR,所以因素对试验指标影响的主→次顺序是A、--------试验设计与数据处理 +仲恺农业工程学院+ 5 C、B。即温度的影响最大，其次是赤霉素浓度的大小，而湿度的影响最小。 4、 绘制因素与指标趋势图。

以各因素水平为横坐标，试验指标的平均值（jmk）为纵坐标，绘制因素与指标趋势图。由因素与指标趋势图可以更直观地看出试验指标随着因素水平的变化而变化的趋势，可为进一步试验指明方向。 --------试验设计与数据处理

+仲恺农业工程学院+ 6 由上面三个图，可以看出对于因素A，复印纸的影响最大；对于因素B，派克牌墨水的效果比较突出；对于因素C，墨水量为10%的效果最好。

六、正交试验结果的方差分析: 1. 计算 (1) 计算各列各水平对应数据K1、K2、K3的平方和及其和的平方: 211K=900 221K=25600 231K=72900

故其平方和为：231221211KKK=900+25600+72900=99400

而其和的平方为：211600)27016030()(22312111KKK

计算列偏差平方和及自由度：

第一列的列偏差平方： miijjCTKrSS121 其中

故： 9622.2921160099400319)()(312312111231221211KKKKKKSSA

同理可得： 16.7BSS， 216.7CSS,0eSS（空列）

9)()(231211112KKKnxCTii

