CC BY
13
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЦЕПТУР ФРУКТОВО-ЯГОДНЫХ БЫСТРОЗАМОРОЖЕННЫХ
СМЕСЕЙ
© Гусейнова Б.М.1
ГАОУ ВО «Дагестанский государственный университет народного хозяйства», г. Махачкала
Разработана технология производства протертых смесей из быстрозамороженных фруктов и ягод, сбалансированных по основным питательно ценным нутриентам. Оптимизация компонентов смесей производилась путем моделирования рецептуры с использованием интегрального критерия сбалансированности по содержанию сахаров, витаминов С и Р, пектиновых веществ, а также некоторых макро- и микроэлементов. Обеспечение высокой сохранности биохимического комплекса смесей осуществлялось с применением быстрого замораживания (-30 °С) и длительного холодового хранения (-18 °С). Стабильность полезных свойств смесей при длительном холодовом хранении составила более 75 %.
Ключевые слова фруктово-ягодные смеси, замораживание, биохимический комплекс, компьютерное моделирование.
Разработка технологий производства качественно новых безопасных пищевых продуктов с химическим составом, соответствующим потребностям организма человека, задача достаточно сложная.
Разработка технологии получения многокомпонентных протертых смесей из быстрозамороженных фруктов и ягод, взаимно дополняющих друг друга компонентами химического состава и обогащающих готовые продукты веществами, усиливающими их вкусовые, диетические и питательные свойства решает эту задачу. Обеспечение высокой сохранности ценных пищевых компонентов смесей при длительном хранении (-18 °С) осуществлялось с применением быстрого замораживания (-30 °С).
Информация, полученная в результате исследования биохимической ценности и органолептических достоинств фруктов и ягод из Дагестана, показывает перспективность их использования для производства многокомпонентных смесей, обладающих высокой пищевой ценностью [1-5].
Оптимизация компонентного комплекса фруктово-ягодных смесей производилась путем компьютерного моделирования рецептуры с использованием интегрального критерия сбалансированности по содержанию сахаров, витаминов С и Р, пектиновых и некоторых минеральных веществ.
Моделирование рецептур смесей сводилось к нахождению некоторой области р многофакторного п-мерного пространства Яп, отвечающего ограничениям, поставленным целью проектирования.
1 Профессор кафедры Естественнонаучных дисциплин, доктор сельскохозяйственных наук.
Предположим, что имеются три функции дискретно меняющегося целочисленного аргумента /¡(ш), _/2(ш) и _/з(т). Аргумент т меняется в пределах от 1 до 7, что соответствует нумерации нутриентов (регулируемых показателей). Значения, принимаемые функциями /¡(ш), _/2(ш) и _/3(т) поочередно при изменении т выражают процентное содержание регулируемых показателей в ингредиентах проектируемой смеси.
Введем также функцию У(ш), которая будет показывать необходимое значение регулируемого показателя в готовой смеси для удовлетворения 25 %-ой суточной потребности в нем взрослого человека.
Составим некую смесь фруктов и ягод, в которой содержание ш-го компонента математически выразим взвешенной суммой Р(т):
где вк (к = 1, 2, 3) - весовые коэффициенты, показывающие процентное содержание ингредиентов в проектируемой смеси.
Выражение для суммарного отклонения проектируемой смеси от смеси необходимой для удовлетворения 25 % потребности человека по всему набору регулируемых компонентов ш можно записать в виде:
Записав выражение для суммарного отклонения (2), сформулируем задачу расчета оптимальной смеси из фруктов и ягод в терминах метода наименьших модулей: варьируя величины коэффициентов 6k (k = 1, 2, 3), найти такие их значения, при которых сумма модулей отклонений состава смеси от необходимых значений по всему набору регулируемых компонентов окажется минимальной.
Проведенные несложные преобразования позволяют сформулировать эту задачу следующим образом - минимизировать линейную целевую функцию:
F(xl,x2,...,x7Д,....,03) = xl + x2 +... + x7,0B + 0-02 + 0-03 ^min (3) при выполнении системы линейных ограничений:
Р (m) = Bf (m) + B2f2 (m) + Bf (m),
(1)
(2)
Öi/i(l) + 02/г(1) + 03/3(1}-*! < 7( 1) 01/1(1) + 02/2( 1) + 0з/з(1) +*i > Y(X) 0iA(2) + 02/2(2) + 03/3(2) -*2 < 7(2) 0i/i(2) + 0г/г(2) + 03/3(2) + *2 > 7(2)
0i/i(7) + 02/2(7) + 0з/з(7) -x7 < 7(7) 0i/i(7) + 0г/г(7) + 03/3(7) +x7 > 7(7)
&2 $3 = 1
и условий:
х > 0, г = 1,2,...7;
г (5)
вк> 0, к = 1,2,3.
Значения функций /1(ш), /2(ш) и /э(т), т = 1, 2, ..., 7, а также величины У(ш), т = 1, 2, ..., 7 известны.
В такой постановке задача легко решается стандартным симплекс-методом. Решением задачи явится набор из 10 неотрицательных величин хь х1, ... , х7, в, в2, вз, из которых для нас представляют интерес лишь три числа в1, в2, в3, определяющие доли различных фруктов и ягод в трехкомпонентной смеси, максимально близкой к смеси способной обеспечивать 25 % потребность организма взрослого человека в питательно ценных компонентах (т = 1, 2, ..., 7): сахарах, витаминах С и Р, пектинах, калии, железе и йоде.
В таблице 1 приведены результаты расчетов количественных соотношений ингредиентов фруктово-ягодных смесей. Изменение рецептуры ухудшала сбалансированность смесей по основным нутриентам, вкус, присущий продукту аромат, а также привлекательность внешнего вида.
Таблица 1
Рецептуры многокомпонентных протертых смесей из быстрозамороженных фруктов и ягод
Вариант Наименование смеси Процентное содержание в смесях используемых плодов Количество сахара, % Количество аскорбиновой кислоты, %
1 Виноградно-абрикосово-земляничная Виноград - 40,7 % Абрикос - 38,4 % 5 % к общей массе смеси 0,05 % к общей массе смеси
Земляника - 20,9 %
2 Виноградно-смородиново-алычовая Виноград - 42,1 % Смородина - 35,3 % 5 % к общей массе смеси 0,05 % к общей массе смеси
Алыча - 22,6 %
3 Виноградно-кизилово-ма-линовая Виноград - 36,5 % Кизил - 29,3 % 5 % к общей массе смеси 0,05 % к общей массе смеси
Малина - 34,2 %
4 Землянично-алычово-вино-градная Земляника - 50,3 % Алыча - 28,1 % Виноград - 21,6 % 5 % к общей массе смеси 0,05 % к общей массе смеси
5 Смородиново-абрикосово-кизиловая Смородина - 46,7 % Абрикос - 33,5 % 5 % к общей массе смеси 0,05 % к общей массе смеси
Кизил - 19,8 %
6 Абрикосово-смородиново-малиновая Абрикос - 48,1 % Смородина - 31,6 % 5 % к общей массе смеси 0,05 % к общей массе смеси
Малина - 20,3 %
При изготовлении смесей, предлагаемым способом, расход сахара значительно снижается - до 5 %, из-за наличия в них богатых сахарами ингре-
диентов. В качестве антиоксиданта, и в целях защиты от окислительного потемнения при размораживании, в продукт добавляется аскорбиновая кислота - 0,05 %.
Доминирующую роль винограда в рецептурах (табл. 1) обусловило повышение массовой концентрации сахаров во всех смесях и снижение кислотности кизила и смородины. Поэтому была достигнута гармоничность вкуса. Алыча, абрикос, кизил и смородина увеличили количество пектинов в готовом продукте, что усилило желирующие и протекторные свойства смесей. Наибольшее количество пектинов (2,98 %) выявлено в смородино-во-абрикосово-кизиловой композиции, минимальное - в виноградно-абри-косово-земляничной (2,19 %). Фенольных веществ, обладающих антибиотическими и антиоксидантными свойствами, было много в землянике, кизиле и смородине, а витаминов С и Р в землянике, смородине и малине. Оптимальное соотношение их зафиксировано в абрикосово-смородиново-мали-новой смеси.
Чтобы обогатить смеси полезными для здоровья макро- и микроэлементами определяли состав минеральных веществ каждого ингредиента. Значительное содержание калия и меди было в абрикосах (соответственно 3400 и 2,0 мг/кг); цинка - в алыче (3,0), кальция - в кизиле (34,0 мг/кг). Ягоды земляники оказались богатыми натрием (70 мг/кг) и марганцем (1,9), малины - магнием (46), а смородины - йодом (0,192) и железом (5,6 мг/кг). В аб-рикосово-смородиново-малиновой смеси содержалось больше, чем в других калия, магния, марганца и меди; в виноградно-смородиново-алычовой -натрия и цинка; в виноградно-абрикосово-земляничной - железа и марганца; в виноградно-кизилово-малиновой - кальция и магния.
Анализы химического состава 6 вариантов смесей, проведенные сразу после их приготовления, быстрого замораживания и хранения (-18 °С) в течение 3, 6 и 9 месяцев продемонстрировали, что особенности технологии и влияние холодового шока обеспечивало высокую сохранность (75-85 %) компонентов смесей.
Рис. 1. Удовлетворение суточной потребности в некоторых нутриентах взрослого человека при употреблении 250 г многокомпонентных фруктово-ягодных смесей в сутки
На примере смородиново-абрикосово-кизилового варианта с целью выявления уровня его пищевой ценности проведен расчет степени удовлетворения суточной потребности в пектинах и витаминах С и Р, для организма взрослого человека, при употреблении 250 г смесей (рис. 1).
Во всех вариантах смесей при завершении эксперимента минеральный комплекс изменялся мало, что позволяет рекомендовать их для восполнения дефицита минеральных веществ в рационе питания. Степень удовлетворения суточной потребности в некоторых минеральных веществах для организма человека, при употреблении 250 г смесей составляет более 15 % (рис. 2).
Органолептическая оценка смесей по 5-ти балльной шкале составляла 3,6-4,9 балла. Внешний вид оценен в 0,6-0,9, окраска 0,7-0,9, консистенция 0,6-1, вкус 0,7-1 балл. После 6 и 9 месячного хранения (-18 °С) вкусовые достоинства, аромат, цвет и консистенция смесей изменились незначительно.
Железо Медь Йод Калий
0 5 10 15 20 25
% от суточных потребностей
Рис. 2. Удовлетворение суточной потребности в минеральных веществах при употреблении 250 г в сутки смородиново-абрикосово-кизиловой смеси
Для характеристики безопасности смесей в микробиологическом отношении, определяли присутствие в них микроорганизмов после размораживания и хранения в течение 2, 24 и 72 часов при 1 = 5 °С и 1 = 20 °С. Продление срока хранения смесей увеличило в них количество дрожжей, мезо-фильно аэробных и факультативно-анаэробных микробов. Но оно не превышало допустимые ТР ТС 021/2011 (приложение 2) нормы.
Разработанная нами технология и компьютерное моделирование рецептур обеспечивает производство комбинированных пищевых продуктов, с направленно сформированными свойствами и составом, сбалансированных по часто недостающим в рационе питания нутриентам. Смеси смородино-во-абрикосово-кизиловая, абрикосово-смородиново-малиновая и виноградно-кизилово-малиновая по биохимическим и органолептическим свойствам оказались лучшими. Сохранность основных компонентов нут-риентного состава смесей после длительного холодового хранения составляет более 75 %.
■
Список литературы:
1. Гусейнова Б.М., Даудова Т.И. Реакция биокомпонентов малины и смородины на действие низких температур и длительность хранения // Вестник МАХ. - 2009. - № 3. - С. 23-26.
2. Гусейнова Б.М., Даудова Т.И. Биохимический состав плодов абрикоса и персика, выращиваемых в различных зонах плодоводства Дагестана // Садоводство и виноградарство. - 2010. - № 2. - С. 34-36.
3. Даудова Т.И., Гусейнова Б.М. Химический состав сорта Молдова в зависимости от экологических условий места выращивания // Виноделие и виноградарство. - 2010. - № 6. - С. 36-38.
4. Гусейнова Б.М., Даудова Т.И. Изменение качества плодов алычи при быстром замораживании и длительном хранении с учетом сортовых особенностей // Известия Самарского научного центра РАН. - 2011. - Т. 13 (39), № 1 (4). - С. 816-820.
5. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Пригодность абрикосов, выращиваемых в Дагестане, для длительного низкотемпературного хранения // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2011. - № 12. - С. 26-28.
EFFICIENCY OF SELENIUM-CONTAINING PREPARATION DAFS-25 AT GROWING YOUNG CARP
© Vasiliev A.A., Khairova A.R.1
Saratov State Agrarian University named after N.I. Vavilov, Saratov
There was revealed positive effect of the preparation DAFS-25 (dose 300 mg/kg feed) cultural and biological characteristics of juvenile carps when feeding with combined feed. The results revealed a positive effect of DAFS-25 on productivity and physiological state of juvenile fish. The results revealed a positive effect of DAFS-25 on productivity and physiological state of juvenile fish.
Key words: DAFS-25, selenium, industrial fish, feed additives, carp.
Introduction. The problem of supplying the population with quality food is crucial for agroindustrial complex of Russia [19]. One of the main conditions of increasing effectiveness of such a branch as fish-breeding is biologically valuable feeding, improvement of feed quality and enriching it with food additives and bioactive substances. In recent years, different food additives containing macro-and micronutrients are widely used in ration of animals and poultry [1, 2, 6, 9].
An organic preparation, DAFS-25, which contains 25 % of organically bound selenium, was obtained in Saratov state university. It is widely used in livestock
1 Аспирант кафедры «Кормление, зоогигиена и аквакультура».
