CC BY
81
УДК641.13:613.26 Л.Г. Ермош
МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЦЕПТУРНОГО СОСТАВА КОМБИНИРОВАННЫХ ВИДОВ ПЮРЕ НА ОСНОВЕ ПАСТЫ ИЗ ТОПИНАМБУРА И ПЛОДОВО-ЯГОДНОГО СЫРЬЯ
Разработаны рецептурные составы комбинированных пюре на основе пасты из топинамбура и плодово-ягодного сырья с помощью математического моделирования композиций. Определены оптимальные соотношения, при которых наблюдается высокая корреляция между органолептическими показателями и содержанием биологически активных веществ. Показано, что новые виды комбинированных пюре являются продуктами высокой пищевой ценности.
Ключевые слова: паста из топинамбура, пюре, пищевая ценность, моделирование рецептурного состава.
L.G. Ermosh
THE FORMULATION COMPOSITION MODELING OF THE PUREE COMBINED TYPES ON THE BASIS OF THE PASTE OFEARTH APPLE AND FRUIT-BERRY STUFF
The formulation compositions of the combined puree on the basis of the earth apple and fruit-berry stuffpaste with the help of the mathematical composition modeling are developed. The optimal ratios, in which the high correlation between organoleptic characteristics and the biologically-active substance content is observed, are defined. It is shown that the combined puree new types are the products of high nutritional value.
Key words: earth apple paste, puree, nutritional value, formulation composition modeling.
Введение. Топинамбур (Jerusalem artichoke) является уникальным корнеплодом по содержанию биологически активных компонентов, что делает его незаменимым сырьем для производства различных продуктов, в том числе диетического и диабетического направления. Ранее, в рамках научной работы, была разработана технология производства пасты из топинамбура [3]. Анализ пищевой ценности нового вида пасты по содержанию пектиновых веществ, инулина, аскорбиновой кислоты, тиамина, железа позволяет считать ее функциональным пищевым продуктом [1] и рекомендовать в качестве добавки для создания широкого ассортимента продуктов повышенной пищевой ценности. Однако наличие высокого содержания белков и углеводов в составе клубней топинамбура в сочетании с термическим воздействием способствует активизации реакции меланоидинообразования, что вызывает потемнение и формирование серого цвета пасты, снижающие ее потребительские свойства. С целью улучшения органолептических показателей, расширения рамок использования разработаны рецептуры комбинированных пюре на основе пасты и плодово-ягодного сырья.
Цель работы. Моделирование рецептурного состава комбинированных видов пюре на основе пасты из топинамбура и плодово-ягодного сырья Красноярского края.
Для достижения цели решались следующие задачи: определение органолептических показателей и пищевой ценности пюре в различных композициях; математическое моделирование рецептурного состава; определение оптимальной рецептуры; оценка пищевой ценности новых видов пюре.
Объекты и методы исследования. В качестве объектов исследования были использованы пюре из пасты топинамбура и брусники; пасты топинамбура и черноплодной рябины; пасты топинамбура и тыквы. Выбор данных видов ягодного и плодового сырья обусловлен их богатым химическим составом, высокими технологическими свойствами (способность к желированию, высокая концентрация окрашенных веществ, микробиологическая стойкость ягод); широким распространением в Красноярском крае.
Технологическая схема производства опытных партий пюре заключалась в следующем: свежую ягоду инспектировали, промывали, прогревали (пароконвекционный аппарат, t=140°C, режим конвекции), протирали (протирочная машина). Далее соединяли с пастой из топинамбура, уваривали до содержания сухих веществ 20 % (пароконвекционный аппарат, t=140°C, режим конвекции). Тыкву промывали, очищали от кожуры и семян, нарезали ломтиками и прогревали до размягчения (пароконвекционный аппарат, режим конвекции: t=140°C, пар (ф)=10%), протирали, соединяли с пастой из топинамбура, прогревали (пароконвекционный аппарат, t=140°C, режим конвекции) до содержания сухих веществ 20 %. В пюре из тыквы и черноплодной рябины вводили лимонную кислоту для активизации процесса инверсии сахарозы и формирования вкусовых качеств [2].
В работе использовали органолептические, физико-химические, биохимические методы исследований в соответствии с требованиями Технического регламента, СанПиНа и ГОСТа на данный вид продукции. Математическое моделирование, регрессионный и статистический анализ экспериментальных данных для видов пюре проводили в прикладной системе «Statistica 6». Для подтверждения достоверности различия между полученными показателями использовали критерий Манн-Уитни. При сравнении средних значений
для двух выборок и множественном сравнении средних разница считалась достоверной при 95 %-м уровне значимости (р<0,05).
Результаты и их обсуждение: С целью определения оптимального соотношения пасты из топинамбура и плодово-ягодного сырья использовали различные композиции (табл. 1).
Композиции комбинированных видов пюре
Таблица 1
Номер композиции Паста из топинамбура, % Плодово-ягодное сырье, %
1 80 20
2 70 30
3 60 40
4 50 50
5 40 60
6 30 70
7 20 80
Для оценки качества пюре органолептические показатели являлись определяющими. Общая органо-лептическая оценка качества пюре, полученных по различным рецептурам, представлена на рисунках 1-3.
Рис. 1. Общая органолептическая оценка пюре «Брусника-топинамбур»
Рис. 2. Общая органолептическая оценка пюре «Рябина-топинамбур»
Рис. 3. Общая органолептическая оценка пюре «Тыква-топинамбур»
Примечание: (М±т, п=7)(различными буквами обозначены межгрупповые различия, множественное сравнение средних, Манн-Уитни тест, р<0,05).
Максимально высокую органолептическую оценку (4,8-5,0 баллов) получили образцы № 4, 5, 6 всех видов пюре (паста: пюре в соотношении 50 : 50; 40 : 60; 30:70). В данных композициях пюре имело насыщенный розовый цвет, выраженный аромат и кисло-сладкий вкус для брусники; темно-фиолетовый цвет, выраженный аромат и сладкий вкус для черноплодной рябины; желтый цвет, приятный аромат и сладкий вкус для тыквы, однородную пюреобразную консистенцию.
Во всех видах пюре экспериментально определяли содержание наиболее значимых биологически активных веществ: инулина, пектина, витаминов С, В1, кальция, железа.
Для определения оптимального соотношения рецептурных компонентов проводили регрессионный анализ экспериментальных данных. В качестве зависимых переменных были выбраны концентрации пасты и пюре (У1 -содержание пасты, У2 - содержание пюре). В качестве независимых переменных - органолепти-ческие показатели: внешний вид (Х1), цвет (Х2), вкус (Хз), консистенция (Х4) и содержание биологически активных компонентов - инулина (Х5), пектина (Хб), витамина С (Х7), витамина В1 (Ха), кальция (Х9), железа(Хю).
Результаты регрессионного анализа представлены в таблице 2.
Таблица 2
Результаты регрессионного анализа
Варьируемые факторы Функция отклика
Пюре «Брус топинамб ника-ур» Пюре «Рябина-топинамбур» Пюре «Тыква-топинамбур
Я Я2 Р Я Я2 Р Я Я2 Р
Внешний вид, цвет 0,94 0,89 17,55 0,96 0,92 12,9 0,94 0,9 18,0
Вкус, консистенция 0,92 0,96 12,9 0,8 0,89 11,2 0,91 0,89 39,2
Содержание инулина, пектина 0,99 0,99 1325,9 0,99 0,99 445,4 0,99 0,99 611,1
Содержание витаминов С, В1 0,99 0,99 1497,0 0,99 0,99 3175,5 0,99 0,99 1986,7
Содержание кальция, железа 0,99 0,99 8248,6 0,99 0,99 7250,1 0,99 0,99 8650,3
Примечание. Критический уровень Fтабл найден с помощью таблиц, уровень значимости в 5 %, Fтабл = 6,94.
Так как F > Fтабл, значит, представленные ниже уравнения регрессии (табл. 3) адекватно описывают опытные данные, и их можно использовать для дальнейшего анализа
Таблица 3
Уравнения регрессии для комбинированных пюре
Вид пюре Уравнения регрессии
1 2
Брусника-топинамбур У1 = 107,327 + 4,09 Х1 - 19,53 Х2 У2 = - 7,33 - 4,09 Х1 + 19,53 Х2
У1 = - 17,62 - 23,38 Х3 +34,35 Х4 У2 = 117,63 + 23,38 Х3 -34,35 Х4
У1 = -33,6285 + 5,0172 Х5 + 13,2176 Х6 У2 = 133,6285 - 5,0172 Х5 - 13,2176 Х6
У1 = -53,4906 + 3,53 Х7 + 2,55 Ха У2 = 153,4906 - 3,53 Х7 - 2,55 Ха
У1 = 251,43 - 10,181 Х9 + 8,29 Х10 У2 = -151,43 + 10,181 Х9 - 8,29 Х10
Рябина-топинамбур У1' = 101,89 + 4,5 Х1' - 18,84 Х2' У2' = 1,89 - 4,5 Х1' + 18,84 Х2'
У1' = - 37,27 - 29,09 Х3 ' +44,09 Х4' У2' = 137,27 + 29,09 Х3 ' - 44,09 Х4'
У1' = 56,2065 + 7,7905 Х5' - 13,7287 Х61 У2 ' = 43,7935 - 7,7905 Х5' + 13,7287 Х6'
У1' = -59,2912 + 3,4651 Х7' + 19,5394 Ха' У2' = 159,2912 - + 3,4651 Х7 ' - 19,5394 Ха'
У1' = 187,444 - 7,3931 Х9' + 17,7684 Х10' У2' = -87,44 + 7,3931 Х9 ' - 17,7684 Х10
Окончание табл. 3
1 2
Тыква-топинамбур УГ = 136,0 - 49,0 ХГ + 28,0 Х2" У2"= - 36,0 + 49,0 ХГ- 28,0 Х2"
УГ = 84,47 - 22,63 Хз" +14,73 Х4" У2" = 15,52 + 22,63 Хз"-14,73 Х4"
УГ = -50,068 + 3,839 Х5" + 20,137 Хб" У2" = 150,068 + 3,839 Х5" + 20,137 Хб"
УГ = - 8,5184 + 2,465 Х7"+ 3,1874 Х8" У2" = 108,5184 - 2,465 ХЛ 3,1874 Х8"
УГ = 217,4824 - 6,369 Хд" - 5, 9642 Хю" У2" = - 117,4824 + 6,369 Хд" + 5, 9642 Хю"
Зависимость между анализируемыми показателями носит линейный характер. Графическое изображение моделей на примере пюре «Брусника-топинамбур» представлено на рисунках 4-8.
3D Surface Plot of у1 against х1 and х2 9у*10о
у1 = 107,327+4,086*к-19,5325*у
I I >100 I I <100 I I < 80 I I < 60 О < 40
О < 20
Рис. 4. Концентрация пасты (1) и брусничного пюре (2) по внешнему виду и цвету
3D Surface Plot of у1 against х3 and х4 9у*10о
у1 = -17,6289-23,381 4*к+34,3505*у
3D Surface Plot of у2 against х3 and х4 9у*10о
у2 = 1 17,6289+23,3814*к-34,3505*у
I I >100 I I <100 I I < 80 I I < 60 О < 40
О < 20
0 < 0
1 I <-20
I I > 120 I I < 120 I I < 100
О < 80
О < 40
0 < 20
1 I < 0
Рис. 5. Концентрация пасты (1) и брусничного пюре (2) по вкусу и консистенции
1
2
1
2
3D Surface Plot of У1 against Х4 and Х5 11v*10c
У1 = -33,6285+5,0172*x+13,2176*y
> 80
< 80
< 70
ш < 60
о < 50
о < 40
о < 30
™ < 20
3D Surface Plot of У2 against Х4 and Х5 11v*10c
У2 = 133,6285-5,0172*x-13,2176*y
> 80
< 80
< 70
О < 60
о < 50
о < 40
ш < 30
ш < 20
Рис. 6. Концентрация пасты (1) и брусничного пюре (2) по содержанию инулина и пектиновых веществ
3D Surface Plot of У1 against Х6 and Х7 11v*10c
У1 = -53,4906+3,522*x+2,5462*y
1 1 > 80
1 1 < 80
1 1 < 70
о < 60
о < 50
о < 40
о < 30
1 1 < 20
3D Surface Plot of У2 against Х6 and Х7 11v*10c
У2 = 153,4906-3,522*x-2,5462*y
> 80
< 80
< 70
о < 60
о < 50
о < 40
о < 30
■ < 20
Рис. 7. Концентрация пасты (1) и брусничного пюре (2) по содержанию витаминов С и В1
3D Surface Plot of У1 against Х8 and х9 11v*10c
У1 = 251,4329-10,181*x+8,2956*y
1
2
Рис. 8. Концентрация пасты (1) и брусничного пюре (2) по содержанию кальция и железа Аналогичные модели имеют пюре «Рябина-топинамбур», пюре «Тыква-топинамбур».
1
2
1
2
Полученные модели использовали для определения оптимального соотношения рецептурных компонентов пюре. На основании экспериментальных исследований установлены минимальные и максимальные пределы функций.
Определяющим критерием для фиксирования пределов считали органолептические показатели (см. рис. 1-3). Для предложенных композиций неравенства приняли следующий вид:
Пюре «Брусника-топинамбур» Пюре «Рябина-топинамбур» Пюре «Тыква-топинамбур»
30,0< У1 < 50,0 50< У2 < 70,0 30,0< У1' < 50,0 50,0< У2' < 70,0 30,0< УГ < 50,0 50,0< У2" < 70,0
Минимальные и максимальные значения варьируемых компонентов составили:
Пюре «Брусника-топинамбур» Пюре «Рябина-топинамбур» Пюре «Тыква-топинамбур»
4,0< Х1 < 5,0 4,0< Х1 '< 5,0 4,0< Х1''< 5,0
4,5 < Х2 < 5,0 4,5 < Х2 ' < 5,0 4,5 < Х2' < 5,0
4,5 < Хз < 5,0 4,5 < Хз' < 5,0 4,5 < Хз'' < 5,0
4,5 < Х4 < 5,0 4,5 < Х4 < 5,0 4,5 < Х4' < 5,0
6,0 < Х5 < 8,4 7,0 < Хб' < 9,6 7,1 < Х5 ''< 9,4
3,4 < Хб < 4,1 4,4 < Хб '< 4,5 4,4 < Хб'' < 4,5
26,1 < Х7 < 32,0 29,1 < Х7' < 35,0 29,4 < Х7'' < 34,5
0,4 < Х8 < 0,42 0,41 < Х8 ' < 0,49 0,42 < Х8 '' < 0,5
19,0 < Хд < 22,0 20,0 < Хд ' < 23,3 19,7 < Хд '' < 22,4
1,04 < Х10 < 1,33 1,55 < Х10 ' < 1,7 1,54 < Хю" < 1,72
На основании разработанных математических моделей определено оптимальное соотношение рецептурных компонентов комбинированных пюре: для пюре «Брусника-топинамбур» оно составило 40,17: 59,8 (паста : пюре); для пюре «Рябина - топинамбур» - 49,9 : 50,1; «Тыква-топинамбур» - 50,82 : 49,18. При данных концентрациях наблюдалась максимально высокая корреляция между органолептическими показателями и содержанием биологически активных веществ.
Таким образом, были созданы рецептуры комбинированных пюре на основе пасты из топинамбура с заданным содержанием биологически активных веществ (табл. 4).
Таблица 4
Содержание биологически активных веществ в пюре (100 г)
Показатель Пюре «Брусника-топинамбур» (40,2 : 5д,8) Пюре «Рябина-топинамбур» (4д,д : 50,1) Пюре «Тыква-топинамбур» (50,8 : 49,2)
Инулин (Х5), г 7,0 7,1 7,0
Пектин (Хб), г 3,7 4,47 4,5
Тиамин (Х7), мг 0,37 0,41 0,4д
Витамин С,(Х8), мг 23,б 2^1 23,1
Кальций (Хд), мг 20,8 22,3 24,8
Железо (Х10), мг 1,2 1,55 1,б
В таблице 5 приведены данные по обеспечению суточной потребности организма человека в пищевых веществах за счет 50 г новых видов пюре - из расчета того, что в натуральном виде употребление фруктово- (плодово)-ягодного пюре рекомендовано не более 50 г в сутки.
Таблица 5
Оценка пищевой ценности новых видов комбинированных пюре (50 г)
Содержание пищевых веществ Суточная потребность мг, г/сутки Пюре «Рябина-топинамбур» Пюре «Тыква-топинамбур» Пюре «Брусника-топинамбур»
Инулин, г 10 3,5 3,5 3,5
Обеспечение суточной потребности, % 35,0 35,0 35,0
Пектин, г 2 2,2 2,3 1,8
Обеспечение суточной потребности,% 110,0 115,0 д0,0
Витамин С, мг д0,0 11,0 14,б 11,8
Обеспечение суточной потребности, % 12,2 1б,2 13,0
Витамин В1, мг 1,5 0,2 0,3 0,2
Обеспечение суточной потребности, % 13,3 13,3 13,3
Железо, мг 18 /10 0,8 0,8 0,б
Обеспечение суточной потребности, % 4,4/8,0 4,4/8,0 2,7/5,0
Кальций, мг 1000 11,2 11,5 10,5
Обеспечение суточной потребности, % 1,12 1,15 1,15
Выводы. Проведенные исследования показали, что за счет 50 г пюре суточную потребность человека можно обеспечить: в инулине на 30,0-36,0 %; пектине - на 80,0-110,0; витамине С - на 12,0-16,2; В1 -13,3 %, в зависимости от вида пюре. Содержание данных веществ в пюре составляет более 10 % суточной физиологической потребности, что дает основание считать их физиологически-функциональными пищевыми ингредиентами (ГОСТ Р 52349-2005), новые виды комбинированных пюре - продуктами высокой пищевой ценности - и использовать их в для обогащения рецептурного состава различных видов продуктов.
Литература
1. ГОСТ Р 52349-2005. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения. - М.: Стандар-тинформ, 2006. - 9 с.
2. ГОСТ Р 52467-2005. Продукты переработки фруктов, овощей и грибов. Термины и определения. - М.: Стандартинформ, 2007. - 10 с.
3. Сафронова Т.Н. Ермош Л.Г., Березовикова И.П. Новый вид продукта переработки топинамбура // Вестник КрасГАУ. - 2010. - № 9. - С.168-174.
