发酵工程领域内应用数理统计的分析与研究

任冬娥

摘 要：数理统计是在概率论基础上，对自然界以及社会内大量随机现象数量变化规律实施研究的手段，将其应用到发酵工程领域之中，可妥善解决以往发酵工程领域所存在的各项统计问题，掌握相应数量变化规律，进而对领域发展形成有效推动，助力极大。通过对数理统计基本操作步骤的介绍，对其在发酵工程领域中的具体应用方式展开分析，期望能够为数理统计实际应用提供一定启示。

关键词：数理统计;应用步骤;发酵工程领域;吸光度

为达到最佳工程生产效果，发酵工业生产会通过不断试验，对各项工艺参数最佳值进行确定，以达到对整体生产工艺进行优化的目标。由于实际问题较为复杂，试验过程中存在着诸多不确定因素以及影响因素，单一针对一种因素实施全部搭配试验逐一展开验证，工作量相对较大，并不现实，而通过对数理统计手段的运用，可实现对生产条件优化方式的准确选择，能够帮助企业更好地完成相应生产任务，作用较为突出。

1.数理统计应用步骤

利用数理统计手段对实际问题进行解决时，需要按照如下步骤逐一展开相应处理：①选择、构建模型。应按照总体分布规定，对模型进行选择，并按照以往经验以及概率知识等，完成模型构建;②数据收集。目前较为常用的收集方式，主要有安排特定实验、全面观测以及抽样观测三种;③安排特定实验，获得相应数据并分析;④数据整理与统计推断，得出相应论断;⑤统计预测，假设在某种条件下，对变量实施观测所获得的数值;⑥统计决策。即按照统计预测展开分析，确定行动可能会产生的后果，完成相应行动方案制定[1]。此活动开展，是以降低损失，实现利益最大化为目标的。

2.数理统计在发酵工程领域中的应用实例

2.1温度对泡菜制作影响的数理统计应用

作为我国传统食品，泡菜是生活中常见食品，并且一直受到人们的喜爱。泡菜在制作过程中，如果不能有效处理，则会直接危害到人体健康。尤其是其中的亚硝酸盐，处理期间必须控制好温度。某高中以兴趣小组为单位，组织泡菜发酵大赛。组织人员积极为其提供相关资料。提倡以数理统计的方式记录研究数据。通过资料调查与实践研究，获得泡菜发酵时间图（1），结合泡菜起作用的乳酸菌发酵，乳酸菌对温度要求严格，最佳生长温度为37℃，最高生长温度不能超过40℃，并且泡菜制作期间，控制好水的温度[2]。乳酸菌主要通过空气与蔬菜带入，有一定温度的水不会杀死乳酸菌，有利于泡菜发酵。

泡菜制作期间，泡菜坛必须用水密封，为泡菜发酵制造无氧环境，有利于乳酸菌发酵。好的密封容器，还能够预防泡菜腐烂。注意周围温度变化，保持容器处于27℃-38℃恒温状态下。以两种温度实验检测其中的差异性。一种是密封性不好，温度变化差异明显，一种是密封性好，温度不存在明显变化，实验时间为3天。3天后检测泡菜中亚硝酸盐含量，持续8天后，分别对两种泡菜继续检查亚硝酸盐。其中发现密封性不好的容器中，泡菜已经出现明显腐烂现象，但是密封性好的容器中，泡菜的亚硝酸盐含量已经降到最低。以数理统计方式对温度变化加以记录，发现温度波动大，泡菜发酵不稳定，加上有氧环境的影響，泡菜腐烂现象严重。但是温度接近于恒温状态下，泡菜发酵稳定，无氧环境下蔬菜依然保持新鲜度，并且亚硝酸盐含量降到最低，满足人们使用要求。

2.2糖蜜发酵柠檬酸工艺优化

糖蜜发酵柠檬酸工艺，依靠数理统计原理，寻找最佳发酵时间，以数据为核心，帮助糖蜜实现完美发酵。充分利用实验室资源，控制好发酵温度与起始pH，分别测试溶解氧、发酵时间。将发酵过程中温度的变化详细记录，待到发酵结束，提取发酵滤液，在教师的帮助下测试与记录相关数据[3]。以小组为单位，对测试到的数据加以分析对比，从中掌握蜜糖发酵柠檬酸的原理，同时充分发挥出数理统计的价值。此研究相对较为复杂，需要在教师或者专业人士的指导下完成。发酵工程在未来一段时间发展前景广阔，有效结合数理统计与发酵工程，为发酵工程以后的技术创新、工艺优化提供更有利的支持。

结束语

通过本文对数理统计相关内容的论述，使我们对数理统计及其在发酵工程中的具体应用有了更加清晰的认知。有关企业应明确认识到数理统计所具有的重要作用，要在对该手段应用具体步骤进行明确的基础上，结合发酵工程实际需要，做好淀粉酶活力测定以及发酵柠檬酸等工艺优化，选择出最佳的工艺参数与生产条件，以为最终发酵工程开展质量提供可靠保障。本文所举实例并不适合所有发酵工程，只希望起到抛砖引玉的作用。

本文系：河南省基础教育教学研究项目规划课题《基于学科核心素养背景下的高中生物选修的教学探究---以“传统生物发酵技术”为例》（立项编号：JCJYC18081229）

参考文献

[1]王艳芬.概率论与数理统计中哲学思想的体现与应用[J].黑河学院学报，2018，v.9;No.58（04）：222-224.

[2]张娟，堵国成，陈坚.发酵工程优势学科国际化人才培养模式探讨[J].中国轻工教育，2017（6）：35-37.

[3]蹇华丽，钟武杰.基于能力培养的“发酵工程工艺原理”实验教学改革研究[J].广东化工，2018，v.45;No.369（07）：257+265.