CC BY
75
664.64.016
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ МНОГОМЕРНОГО СТАТИСТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Н.М. ДЕРКАНОСОВА1, Г.В. ШУРШИКОВА2
1 Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I,
394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1; тел./факс: (473) 253-86-51, электронная почта: [email protected] 2 Российский государственный торгово-экономический университет (Воронежский филиал),
394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1; электронная почта: [email protected]
Усовершенствована шкала органолептической оценки хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки. Методом кластерного анализа проведена градация хлебобулочных изделий, представленных на региональном потребительском рынке, на группы по уровням качества. Методом дискриминатного анализа проверена гипотеза о градации хлебобулочных изделий на группы по органолептическим показателям. По классификационным функциям определена принадлежность зернового хлеба из тритикале к лучшей по уровню качества группе.
Ключевые слова: хлебобулочные изделия из смеси ржаной и пшеничной муки, потребительские свойства, уровень качества, методы многомерного статистического анализа.
Проблема качества особенно актуальна для продуктов массового потребления, к которым относится хлеб. В последнее время ввиду активного внедрения ускоренных и дискретных технологий качественные характеристики хлеба стали претерпевать существенные изменения. В первую очередь это относится к хлебу из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки. Традиционные технологии, основанные на использовании кислотообразующих полуфабрикатов, формируют характерный кисловатый привкус, мелкую и тонкостенную пористость, вкус и аромат, определяемый продуктами молочнокислого и спиртового брожения. Использование улучшителей приводит к уменьшению кислотности, возрастанию пористости, изменению вкусовых особенностей хлеба. Кроме того, в последнее время активно внедряются новые технологии продуктов «здо-
рового» питания, предполагающие применение нетрадиционных видов сырьевых ингредиентов.
Для объективной оценки качества хлеба нами предложена усовершенствованная 100-балльная шкала органолептических показателей хлеба из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки. В соответствии с методикой единичные показатели оцениваются по 5 уровням качества; выборочно дескрипторы пористости, запаха и вкуса приведены в табл. 1.
Экспертно единичным показателям качества хлебобулочных изделий присвоены весовые коэффициенты (табл. 2).
Методика апробирована с целью градации хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки, реализуемого на региональном потребительском рынке, а также использована для определения уровня качества новых видов
Таблица 1
Показатель качества Коэффициент весомости Уровень качества Характеристика уровня качества*
Характер 2,0 5 Равномерная, мелкопористая, тонкостенная, без следов непромеса
пористости 4 В основном равномерная, мелкопористая, без следов непромеса
3 Неравномерная, поры разной величины, без следов непромеса
2 Очень мелкая, плохо развитая. Поры крупные, толстостенная, с пустотами. Непромес
1 Значительное количество уплотненных участков, пустоты, непромес
Запах 3,5 5 Гармоничный аромат, свойственный хлебу из смеси ржаной и пшеничной муки (продук-
тов молочнокислого и спиртового брожения), ярко выраженный
4 Приятный запах, свойственный хлебу из смеси ржаной и пшеничной муки, выраженный
3 Кисловатый, слабо выраженный
2 Кислый, дрожжевой, пустой, не выраженный
1 Затхлый, плесневый, солоделый и другой посторонний запах
Вкус 4,0 5 Приятный, свойственный хлебу из смеси ржаной и пшеничной муки (мягкий кислова-
тый, для заварных сортов - кисловатый со сладким привкусом), ярко выраженный
4 Свойственный хлебу из смеси ржаной и пшеничной муки, кисловатый
3 Слабо выраженный, пустой
2 Кислый, дрожжевой, пресный, соленый, пустой
1 Кислый, горький, солоделый и другой посторонний привкус
*Характеристика уровня качества корректируется в зависимости от соотношения ржаной и пшеничной муки и наличия в рецептуре пряностей и других вкусовых добавок.
Таблица 2
№ п/п
Единичный показатель качества
Весовой
коэффици-
ент
Максимальная оценка показателя качества
Внешний вид (форма, состояние поверхности) Окраска корки Характер пористости (крупность и равномерность пор, толщина стенок пор, промес) Физико-механические свойства мякиша (эластичность, пропеченность) Цвет мякиша Запах Вкус
Разжевываемость
Итого
2.5
1.5
2,0
3.0
1.5
3.5
4.0
2.0 20,0
12.5
7.5
10,0
15.0
7.5
17.5
20.0 10,0 100,0
хлеба и прогнозирования их востребованности у потребителей.
При проведении дегустации в экспертную комиссию входили эксперты органов по сертификации, аккредитованные в области хлебобулочных изделий. К дегустации были представлены 17 зашифрованных образцов хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки, отобранные в торговле.
Полученные значения единичных показателей качества были статистически обработаны, представлены в виде комплексных характеристик и экспертно сгруппированы по условным уровням качества (табл. 3). Показатели интерпретируются следующим образом: х1 -внешний вид; х2 - окраска корки; х3 - характер пористости; х4 - физико-механические свойства мякиша; х5 - цвет мякиша; х6 - запах; х7 - вкус; х8 - разжевывае-мость.
Для объективной классификации образцов по уровням качества был проведен дискриминантный анализ, цель которого получить линейные дискриминационные функции для последующей классификации новых образцов. Предварительно значения показателей про-
хи
нормированы по формуле: х“орм = —, где I - номер по-
х1
казателя; у - номер образца; в числителе - первичное значение; в знаменателе - среднее значение показателя.
Результаты нормирования представлены в табл. 4, где по предварительной классификации 1-й класс - соответствует группе продукции «хорошая», 2-й класс -группе продукции «плохая».
Проведенное в системе 81а11вИса 6.0 разбиение на 2 класса методом к-средних показывает, что результаты совпадают с предварительной классификацией по группам «хорошая - кластер 1» и «плохая - кластер 2».
По данным табл. 3 был проведен дискриминантный анализ.
Для анализа статистики переменных, включенных в модель, использованы рассчитанные в системе 81а11вИса 6.0 Уилкса лямбда, Частная лямбда, квадраты расстояния Махаланобиса. Уилкса лямбда принимает значения в диапазоне от 0 до 1 и служит для проверки качества дискриминации. Причем, чем ближе значение к нулю, тем меньше вероятность ошибочного разделения. Значение статистики, равное 1, свидетельствует о «плохом» качестве модели. Значения Уилкса лямбда для каждой переменной являются результатом исключения соответствующего показателя из модели, чем больше значение, тем более желательно присутствие этого показателя в процедуре дискриминации. Частная лямбда характеризует единичный вклад соответствующего показателя в разделительную силу модели: чем
Таблица 3
№ п/п Образец Х1 Х2 Х3 х4 Х5 Х6 Х7 Х8
1-я группа продукции - «хорошая»
1 1 9 7,3 8,3 14,0 6,8 17,5 18,7 8,0
2 4 9 6,3 10,0 13,5 6,5 15,2 15,3 9,0
3 5 8,3 6,5 9,6 12,5 6,8 14,6 16,0 8,7
4 6 7,7 6,3 10,8 12,5 6,3 15,8 16,0 8,7
5 7 8,7 7,0 8,8 12,5 7,0 14,6 16,0 8,3
6 8 9,7 7,3 10,4 13,5 7,0 15,3 18,7 9,0
7 10 8,3 6,5 9,2 12,0 6,3 14,6 15,3 8,3
8 11 8,7 6,3 10,8 12,5 6,5 15,2 15,3 7,7
9 13 8,7 6,3 11,7 14,5 7,3 16,3 18,7 9,0
10 14 8,0 6,8 10,4 12,0 6,5 15,8 17,3 9,0
11 15 9,3 6,8 11,7 13,5 7,0 15,8 18,0 9,3
2-я группа продукции - «плохая»
12 2 7,3 6,5 6,7 13,5 6,5 14,6 16,7 8,0
13 3 7,7 5,8 5,8 11,0 4,8 9,9 10,7 8,3
14 9 8,0 5,8 7,1 12,0 5,0 14,0 15,3 7,7
15 16 8,0 6,3 8,8 12,0 6,0 13,4 12,7 7,7
16 17 6,7 4,8 7,1 10,5 4,8 10,5 11,3 7,0
17 18 7,3 5,3 8,8 11,5 5,5 11,1 12,7 6,3
3
4
Таблица 4
Класс Образец Х1 Х2 Хз Х4 Х5 Хб Х7 Х8 Средняя оценка образца
1 1 1,090 1,150 0,904 1,115 1,084 1,218 1,201 0,971 1,092
1 4 1,090 0,993 1,090 1,075 1,037 1,058 0,983 1,093 1,052
1 5 1,005 1,024 1,046 0,995 1,084 1,016 1,028 1,056 1,032
1 6 0,932 0,993 1,177 0,995 1,005 1,100 1,028 1,056 1,036
1 7 1,053 1,103 0,959 0,995 1,116 1,016 1,028 1,008 1,035
1 8 1,175 1,150 1,133 1,075 1,116 1,065 1,201 1,093 1,126
1 10 1,005 1,024 1,003 0,956 1,005 1,016 0,983 1,008 1,000
1 11 1,053 0,993 1,177 0,995 1,037 1,058 0,983 0,935 1,029
1 13 1,053 0,993 1,275 1,155 1,164 1,135 1,201 1,093 1,134
1 14 0,969 1,071 1,133 0,956 1,037 1,100 1,111 1,093 1,059
1 15 1,126 1,071 1,275 1,075 1,116 1,100 1,156 1,129 1,131
2 2 0,884 1,024 0,730 1,075 1,037 1,016 1,073 0,971 0,976
2 3 0,932 0,914 0,632 0,876 0,765 0,689 0,687 1,008 0,813
2 9 0,969 0,914 0,774 0,956 0,797 0,975 0,983 0,935 0,913
2 16 0,969 0,993 0,959 0,956 0,957 0,933 0,816 0,935 0,940
2 17 0,811 0,756 0,774 0,836 0,765 0,731 0,726 0,850 0,781
2 18 0,884 0,835 0,959 0,916 0,877 0,773 0,816 0,765 0,853
меньше значение Частная лямбда, тем больше вклад показателя в общую дискриминацию.
Апостериорная вероятность показывает рассчитанную на основе расстояния Махаланобиса вероятную принадлежность конкретного наблюдения к какому-либо классу и позволяет оценить качество дискриминации.
Анализ результатов позволил определить, что единичные показатели качества х3 и х7 вносят минимальный вклад в дискриминацию. По сути, 3-й (состояние пористости) и 7-й (вкус) критерии являются идентификационными для отнесения хлеба к группе изделий из смеси ржаной и пшеничной муки. Отбор образцов из торговой сети проводился из этой группы при условии их полного соответствия требованиям действующей нормативной документации, в том числе по органолептическим показателям. В связи с чем, при достаточно высокой значимости этих критериев с позиций оценки потребительских свойств хлеба, можно согласиться с минимизацией их влияния при градации изделий по уровням качества.
В результате получены классификационные функции для каждой группы наблюдений:
1-я группа:
т = -230,322 + 223,334х1 - 94,089х2 -+ 182,962х5 + 112,832х6 + 171,630х8;
2-я группа:
168,109х4
т2 = -157,621 + 142,381х1 - 22,769х2 - 16,826х4 + 82,474х5 + 34,698х6 + 130,882х8.
(1)
(2)
Необходимо отметить, что проведенные преобразования не внесли изменения в экспертную градацию (табл. 3) и разбиение по классам по результатам нормирования значений показателей (табл. 4), что подтвердило выдвинутую ранее гипотезу о градации хлебобулочных изделий по органолептическим показателям.
Полученные классификационные функции позволяют оценить принадлежность нового продукта к одной из групп и, соответственно, предположить его место на сложившемся рынке. Анализируемый образец будет отнесен к той группе, для которой значение дискриминационной функции будет больше.
Воспользуемся полученными закономерностями для отнесения зернового хлеба к группе по уровню качества [1, 2].
При очевидной полезности зернового хлеба с позиций обогащения питания физиологически ценными нутриентами трудно ожидать от готовых изделий аналогичного с традиционным восприятия потребителем их органолептических свойств.
Для оценки уровня потребительских свойств зерновых изделий были проведены лабораторные выпечки и экспертно оценены образцы хлеба зернового из тритикале, полученного по традиционной технологии на густой закваске (образец 1) и по ускоренной технологии (образец 2).
Сравнительная оценка показателей качества хлеба (по данным независимой экспертной оценки) приведена в табл. 5.
Таблица 5
Образец Х1 Х2 Хз Х4 Х5 Х6 Х7 Х8 Средняя оценка образца
1 10,0 6,9 9,4 14,1 6,8 16,1 19,0 9,0 11,413
2 9,5 6,9 8,0 12,6 6,0 13,6 16,0 8,0 10,075
Нормированные значения
1 1,188 1,077 1,030 1,115 1,082 1,117 1,205 1,089 1,113
2 1,129 1,077 0,877 0,997 0,955 0,943 1,014 0,968 0,995
Результаты классификации, представленные в табл. 5, и значения дискриминантных функций, рассчитанных по уравнениям (1) и (2) (табл. 6), позволяют сделать обоснованный вывод о принадлежности образцов к классу «хороших».
Таблица 6
Образец Значения дискриминантных функций Класс
D1 D2
1 257,129 238,816 «хорошие»
2 200,177 199,998 «хорошие»
Таким образом, применение методов многомерного статистического анализа данных - кластерного и дискриминантного - позволило провести градацию хлебо-
булочных изделий, представленных на потребительском рынке, по уровням качества, проверить эту гипотезу и определить принадлежность нового вида изделий - зернового хлеба - к лучшей по уровню качества группе.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кузнецова Е.А. Разработка научных основ и способов повышения безопасности зернового сырья в технологии хлебобулочных изделий: Дис. ... д-ра техн. наук. - Орел, 2010. - 371 с.
2. Дерканосова Н.М., Калина М.А. Потребительские свойства зернового хлеба из тритикале // Товаровед продовольственных товаров. - 2010. - № 7. - С. 26-30.
Поступила 28.05.12 г.
APPLICATION OF MULTIVARIATE STATISTICAL ANALYSIS FOR EVALUATING CONSUMER PROPERTIES OF BAKERY PRODUCTS
N.M. DERKANOSOVA1, G.V. SHURSHIKOVA2
1 Voronezh State Agricultural University of Emperor Peter I,
1, Michurina st., Voronezh, 394087;ph.: (473) 253-86-51, e-mail: [email protected]
2 Russian State Trade and Economic University (Voronezh branch),
1, Michurina st., Voronezh, 394087; e-mail: [email protected]
Improved scale of organoleptic evaluation of bread from a mixture of rye and wheat flour. The method of cluster analysis, the gradation of bakery products, presented at the regional consumer market into groups according to levels of quality. The method of analysis discriminating tested the hypothesis graduation bakery products into groups according to their organoleptic characteristics. On the classification function defined membership of corn bread from triticale to a better level of quality group. Key words: bakery products from a mixture of rye and wheat flour, consumer properties, level of quality, methods of multivariate statistical analysis.
663.479.1:66.022.32
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ЭКСТРАКТОВ С ВЫСОКОЙ АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТЬЮ В КВАСАХ БРОЖЕНИЯ
О.А. КОТИК
Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I,
394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1; электронная почта: [email protected]
Исследована возможность использования экстрактов лимонника китайского в производстве квасов брожения на основе концентратов квасного сусла. Опытный образец кваса обладает традиционными для напитка органолептическими характеристиками и повышенной биологической ценностью.
Ключевые слова: квасы брожения, растительные экстракты, функциональные напитки, биологическая ценность.
Квас - напиток, содержащий не более 1,5% спирта, приготовленный путем незавершенного спиртового и молочнокислого брожения экстрактов (соков) из зер-
В настоящее время технологии производства напитков брожения - пива и кваса - широко распространены на предприятиях малой производительности. Популярность кваса обусловлена не только оригинальными органолептическими показателями, но и пользой для здоровья человека, которую этот напиток оказывает за счет биологически активных веществ, входящих в его состав. Значительное число научных исследований в области производства кваса направлены в основном на повышение пищевой ценности напитка и увеличение сроков его годности.
нового, овощного, плодово-ягодного и другого растительного сырья и натуральных сахаросодержащих продуктов с последующим возможным добавлением натуральных или идентичных натуральным пищевкусовых добавок. Квас содержит значительное количество естественной углекислоты и молочной кислоты, обусловливающих остроту вкуса, полезную для организма человека микрофлору (дрожжи и молочнокислые бакте-
