發(fā)酵工程領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的分析與研究

任冬娥

摘 要：數(shù)理統(tǒng)計(jì)是在概率論基礎(chǔ)上，對(duì)自然界以及社會(huì)內(nèi)大量隨機(jī)現(xiàn)象數(shù)量變化規(guī)律實(shí)施研究的手段，將其應(yīng)用到發(fā)酵工程領(lǐng)域之中，可妥善解決以往發(fā)酵工程領(lǐng)域所存在的各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)問(wèn)題，掌握相應(yīng)數(shù)量變化規(guī)律，進(jìn)而對(duì)領(lǐng)域發(fā)展形成有效推動(dòng)，助力極大。通過(guò)對(duì)數(shù)理統(tǒng)計(jì)基本操作步驟的介紹，對(duì)其在發(fā)酵工程領(lǐng)域中的具體應(yīng)用方式展開(kāi)分析，期望能夠?yàn)閿?shù)理統(tǒng)計(jì)實(shí)際應(yīng)用提供一定啟示。

關(guān)鍵詞：數(shù)理統(tǒng)計(jì);應(yīng)用步驟;發(fā)酵工程領(lǐng)域;吸光度

為達(dá)到最佳工程生產(chǎn)效果，發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)會(huì)通過(guò)不斷試驗(yàn)，對(duì)各項(xiàng)工藝參數(shù)最佳值進(jìn)行確定，以達(dá)到對(duì)整體生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化的目標(biāo)。由于實(shí)際問(wèn)題較為復(fù)雜，試驗(yàn)過(guò)程中存在著諸多不確定因素以及影響因素，單一針對(duì)一種因素實(shí)施全部搭配試驗(yàn)逐一展開(kāi)驗(yàn)證，工作量相對(duì)較大，并不現(xiàn)實(shí)，而通過(guò)對(duì)數(shù)理統(tǒng)計(jì)手段的運(yùn)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)條件優(yōu)化方式的準(zhǔn)確選擇，能夠幫助企業(yè)更好地完成相應(yīng)生產(chǎn)任務(wù)，作用較為突出。

1.數(shù)理統(tǒng)計(jì)應(yīng)用步驟

利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)手段對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行解決時(shí)，需要按照如下步驟逐一展開(kāi)相應(yīng)處理：①選擇、構(gòu)建模型。應(yīng)按照總體分布規(guī)定，對(duì)模型進(jìn)行選擇，并按照以往經(jīng)驗(yàn)以及概率知識(shí)等，完成模型構(gòu)建;②數(shù)據(jù)收集。目前較為常用的收集方式，主要有安排特定實(shí)驗(yàn)、全面觀測(cè)以及抽樣觀測(cè)三種;③安排特定實(shí)驗(yàn)，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)并分析;④數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計(jì)推斷，得出相應(yīng)論斷;⑤統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，假設(shè)在某種條件下，對(duì)變量實(shí)施觀測(cè)所獲得的數(shù)值;⑥統(tǒng)計(jì)決策。即按照統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)展開(kāi)分析，確定行動(dòng)可能會(huì)產(chǎn)生的后果，完成相應(yīng)行動(dòng)方案制定[1]。此活動(dòng)開(kāi)展，是以降低損失，實(shí)現(xiàn)利益最大化為目標(biāo)的。

2.數(shù)理統(tǒng)計(jì)在發(fā)酵工程領(lǐng)域中的應(yīng)用實(shí)例

2.1溫度對(duì)泡菜制作影響的數(shù)理統(tǒng)計(jì)應(yīng)用

作為我國(guó)傳統(tǒng)食品，泡菜是生活中常見(jiàn)食品，并且一直受到人們的喜愛(ài)。泡菜在制作過(guò)程中，如果不能有效處理，則會(huì)直接危害到人體健康。尤其是其中的亞硝酸鹽，處理期間必須控制好溫度。某高中以興趣小組為單位，組織泡菜發(fā)酵大賽。組織人員積極為其提供相關(guān)資料。提倡以數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方式記錄研究數(shù)據(jù)。通過(guò)資料調(diào)查與實(shí)踐研究，獲得泡菜發(fā)酵時(shí)間圖（1），結(jié)合泡菜起作用的乳酸菌發(fā)酵，乳酸菌對(duì)溫度要求嚴(yán)格，最佳生長(zhǎng)溫度為37℃，最高生長(zhǎng)溫度不能超過(guò)40℃，并且泡菜制作期間，控制好水的溫度[2]。乳酸菌主要通過(guò)空氣與蔬菜帶入，有一定溫度的水不會(huì)殺死乳酸菌，有利于泡菜發(fā)酵。

泡菜制作期間，泡菜壇必須用水密封，為泡菜發(fā)酵制造無(wú)氧環(huán)境，有利于乳酸菌發(fā)酵。好的密封容器，還能夠預(yù)防泡菜腐爛。注意周圍溫度變化，保持容器處于27℃-38℃恒溫狀態(tài)下。以兩種溫度實(shí)驗(yàn)檢測(cè)其中的差異性。一種是密封性不好，溫度變化差異明顯，一種是密封性好，溫度不存在明顯變化，實(shí)驗(yàn)時(shí)間為3天。3天后檢測(cè)泡菜中亞硝酸鹽含量，持續(xù)8天后，分別對(duì)兩種泡菜繼續(xù)檢查亞硝酸鹽。其中發(fā)現(xiàn)密封性不好的容器中，泡菜已經(jīng)出現(xiàn)明顯腐爛現(xiàn)象，但是密封性好的容器中，泡菜的亞硝酸鹽含量已經(jīng)降到最低。以數(shù)理統(tǒng)計(jì)方式對(duì)溫度變化加以記錄，發(fā)現(xiàn)溫度波動(dòng)大，泡菜發(fā)酵不穩(wěn)定，加上有氧環(huán)境的影響，泡菜腐爛現(xiàn)象嚴(yán)重。但是溫度接近于恒溫狀態(tài)下，泡菜發(fā)酵穩(wěn)定，無(wú)氧環(huán)境下蔬菜依然保持新鮮度，并且亞硝酸鹽含量降到最低，滿足人們使用要求。

2.2糖蜜發(fā)酵檸檬酸工藝優(yōu)化

糖蜜發(fā)酵檸檬酸工藝，依靠數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理，尋找最佳發(fā)酵時(shí)間，以數(shù)據(jù)為核心，幫助糖蜜實(shí)現(xiàn)完美發(fā)酵。充分利用實(shí)驗(yàn)室資源，控制好發(fā)酵溫度與起始pH，分別測(cè)試溶解氧、發(fā)酵時(shí)間。將發(fā)酵過(guò)程中溫度的變化詳細(xì)記錄，待到發(fā)酵結(jié)束，提取發(fā)酵濾液，在教師的幫助下測(cè)試與記錄相關(guān)數(shù)據(jù)[3]。以小組為單位，對(duì)測(cè)試到的數(shù)據(jù)加以分析對(duì)比，從中掌握蜜糖發(fā)酵檸檬酸的原理，同時(shí)充分發(fā)揮出數(shù)理統(tǒng)計(jì)的價(jià)值。此研究相對(duì)較為復(fù)雜，需要在教師或者專業(yè)人士的指導(dǎo)下完成。發(fā)酵工程在未來(lái)一段時(shí)間發(fā)展前景廣闊，有效結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計(jì)與發(fā)酵工程，為發(fā)酵工程以后的技術(shù)創(chuàng)新、工藝優(yōu)化提供更有利的支持。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本文對(duì)數(shù)理統(tǒng)計(jì)相關(guān)內(nèi)容的論述，使我們對(duì)數(shù)理統(tǒng)計(jì)及其在發(fā)酵工程中的具體應(yīng)用有了更加清晰的認(rèn)知。有關(guān)企業(yè)應(yīng)明確認(rèn)識(shí)到數(shù)理統(tǒng)計(jì)所具有的重要作用，要在對(duì)該手段應(yīng)用具體步驟進(jìn)行明確的基礎(chǔ)上，結(jié)合發(fā)酵工程實(shí)際需要，做好淀粉酶活力測(cè)定以及發(fā)酵檸檬酸等工藝優(yōu)化，選擇出最佳的工藝參數(shù)與生產(chǎn)條件，以為最終發(fā)酵工程開(kāi)展質(zhì)量提供可靠保障。本文所舉實(shí)例并不適合所有發(fā)酵工程，只希望起到拋磚引玉的作用。

本文系：河南省基礎(chǔ)教育教學(xué)研究項(xiàng)目規(guī)劃課題《基于學(xué)科核心素養(yǎng)背景下的高中生物選修的教學(xué)探究---以“傳統(tǒng)生物發(fā)酵技術(shù)”為例》（立項(xiàng)編號(hào)：JCJYC18081229）

參考文獻(xiàn)

[1]王艷芬.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)中哲學(xué)思想的體現(xiàn)與應(yīng)用[J].黑河學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，v.9;No.58（04）：222-224.

[2]張娟，堵國(guó)成，陳堅(jiān).發(fā)酵工程優(yōu)勢(shì)學(xué)科國(guó)際化人才培養(yǎng)模式探討[J].中國(guó)輕工教育，2017（6）：35-37.

[3]蹇華麗，鐘武杰.基于能力培養(yǎng)的“發(fā)酵工程工藝原理”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究[J].廣東化工，2018，v.45;No.369（07）：257+265.