[科普中国]-相似性检验

定义

相似性检验确定比较的两个产品间是否相似的一种感官检验方法，属于差别检验的一种。

应用领域和范围相似性检验(similarity test)在食品感官分析领域中有广泛的应用。在很多感官检验中，研究者的目的是希望确定比较的两个产品间是否相似，而不是确定两个产品间是否存在差异。1例如，某生产商可能用一种新的组分代替原来产品中的某成分，同时他希望组分改变后的产品保留原有的感官特性。

方法相似性检验仅仅从统计学上表明比较的两个产品在感官特征或性质强度上比允许的差异更小。

按照统计假设检验的逻辑，差别检验中没有差异的无效假设H0不可能被证实，而只能被证伪。但没有差异并不等于相似。比较的两个产品问没有显著性差异可能仅仅由于样本容量不适合，在样本容量足够大时，产品问很小的差异在统计学上都可能表现出显著性差异。

在感官评价领域中，以前主要是采用差异检验效率方法(power approach)。使用这种方法时，选择一个较小的第Ⅱ类错误(β)值，及特定的允许差异(Pd)，从而确定样本容量以保证检验出差异较大的效率，如果“无差异”的无效假设(H0)没有被否定，则得到相似性的结论。该方法的逻辑是：如果差异比特定容许差异大，则这种差异很可能被检测出来，没有差异的无效假设很可能被拒绝；相反，如果差异比特定容许差异小，则无效假设很可能不被否定。但根据这一逻辑，在任何条件下都不能证明和接受无效假设。此外，这种方法的一个缺点是对于大样本和较小的试验误差，即使比较的产品间差异细微时，得到相似性的结论也是不可能的。以前这种方法是等效检验的一个标准方法，由于它的不适应性，这种方法最终在美国食品药品监督局评估中被摈弃。

很多研究者认为区间假设检验是一种进行相似性检验适宜的统计方法。Jian提出了感官评价中区间假设检验的相似性检验方法。采用这种方法，无效假设是两个处理间的差异等于或大于特定容许差异(△0)，而备择假设是小于特定容许差异：

H0： ∣u1一u2∣≥△0；

H1： -△0﹤∣u1一u2∣2 ﹤△0

如果否定无效假设，接受备择假设，则表明比较的两个样品间相似。在采用区问假设检验的相似性检验中，1类错误(α)是两个样品实际上不同却得到相似的结论的概率，一般选择α=0.05或0.1；2类错误(β)是两个处理实际上是相似的，但却没有得到相似性的推论的概率。相似性检验效率(1一口)是当两个处理相似时，正确否定无效假设而接受备择假设(比较的两个样品问相似)的概率。相似性检验效率(1-β)是当两个处理相似时，正确否定无效假设而接受备择假设(比较的两个样品问相似)的概率，一般β=0.1或0.2，1-β为0.9或0.8。

采用传统差别检验方法的相似性检验传统用于差别检验的必选方法可以用于相似性检验，根据上述相似性检验的区间检验方法进行相应的统计处理。下面将介绍成对比较检验、三点检验等用于相似性检验的统计处理方法。

①确定显著性水平a，一般选择0.05或0.1。

②设定容许的或可以忽略的分辨出差异的比例，Pd，一般选择0.1或0.2等。

③可采用成对比较检验、二一三点检验和三点检验等用于相似性检验进行感官评价。

④统计正确选择的人数C。

⑤进行统计推断，得出结论。根据差别检验中评价员数量(n)，正确响应的评价员数量c、显著性水平α和Pd值，直接查表得到相应差别检验方法的相似检验临界值C0如果：C≤C0，则否定无效假设H0，接受备择假设HA，得到比较的样品相似的推论。

应用实例有100个评价员采用三点检验法评价两个品牌产品的甜味强度是否相似，将正确分辨出两者间差异的容许人数比例设定为Pd=0.2，显著性水平为a=0.05。采用三点检验，100个评价员有35人选择正确，所以正确响应的观察值为C=35。

在本例中，从附表12可知，当n=100，d=0.05，Pdo=0.2时，查到临界值C0=37。由于正确响应的观察值(35)比临界值(37)小，所以得到这两个牌子的产品的甜度差异小，即在显著性水平为0.05，Pdo=0.2时，两个产品的甜度是相似的。