CC BY
192
№ 1 - 2/ 2015
Рисунок 4 - Исходное изображение и результат его зашумления
а б в
Рисунок 5 - Результаты удаления шума
Таким образом, проведенные исследования предлагаемого нелинейного фильтра показывают его способность достаточно хорошо удалять аддитивные гауссовский шум и импульсный шум большой амплитуды и высокой интенсивности.
Список использованной литературы:
1. Гонсалес Р. Цифровая обработка изображений / Р. Гонсалес, Р. Вудс. - М.: Техносфера,
2005. - 1072 с.
2. Толстунов В.А. Восстановление сигналов с помощью обобщенной пространственной фильтрации / В.А. Толстунов // Оралдын гылым жаршысы. - 2013. - № 25 (73). - С. 45 - 49.
3. Сусликов В.С., Толстунов В.А, Усредняющий сглаживающий фильтр с гауссовскими
весами. / В.С. Сусликов, В.А.Толстунов // Информационные технологии и математическое моделирование (ИТММ-2012): Материалы XI Международной научно-практической
конференции. Кемерово: Практика, 2012. - Ч. 1. - С. 101- 106.
© Толстунов В.А., 2015
УДК 637.52
Е.В. Фатьянов
к.т.н., доцент кафедры производства и переработки продукции животноводства
Саратовский государственный аграрный университет г. Саратов, Российская Федерация
РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ ВОДЫ В МЯСНЫХ
ПРОДУКТАХ
Аннотация
Рассмотрены особенности определения активности воды в мясных продуктах расчетными методами. Предложено эмпирическое выражение, позволяющее повысить точность определения и расширить его диапазон.
94
Международный научный журнал «Инновационная наука»
Ключевые слова
Активность воды, мясные продукты, соль, вода Для характеристики содержания и состояния влаги в мясных продуктов в настоящее время используется несколько показателей. Во первых это массовая доля влаги (влажность, W), характеризующая процентное отношение воды к массе продукта. В европейских и североамериканских технологиях для определения сортности и сроков хранения мясных продуктов широко используется соотношение содержания воды и белка - MPR (moistureproteinratio). В то же время ряд исследователей считает, что для определения сроков хранения и характеристики устойчивости продуктов к порче более информативен показатель «активность воды» (aw) [7]. Активность воды характеризует энергию связи влаги с материалом и определяет интенсивность микробиологических и биохимических процессов порчи пищевых продуктов.
Массовая доля влаги в мясных продуктах разных видов существенно различается - от 74-78 % в мышечной ткани и 60-66 % в вареных колбасных изделиях до 25-32 % в сухих сырокопченых колбасах и 20-28 % в мясных снеках. В то же время активность воды в мясном сырье имеет относительно узкий диапазон значений - от 0,983 до 0,992 (рис.1) [4] и практически не зависит от влажности. Порядок aw в жиросодержащем сырье, например в свином шпике тот же, что и в мясе, и определяется прежде всего качественным и количественным составом растворимых веществ и активной кислотностью [1]. При этом в мясном сырье различного вида и с разным соотношением белка и жира соотношение воды и белка находится в пределах 3,5-3,7 : 1 (число Федера - Federzachl).
Рисунок 1 - Распределения aw в 84 образцах говядины и свинины
Характер формирования активности воды в мясных продуктах более сложный: наряду с вышеуказанными факторами понижение aw обусловлено уменьшением влажности в процессе технологической обработки, приводящее к увеличению концентрации растворенных веществ, прежде всего низкомолекулярных и в меньшей мере от капиллярного эффекта, связанного с изменением структуры продукта.
Хорошо известно, что наибольший эффект снижения активности воды обеспечивается внесением в пищевую систему хлорида натрия, основного консерванта в широком смысле этого термина, используемого человеком с древних времен [3]. При одной и той же концентрации хлорид натрия обеспечивает значительно большее снижение активности воды по сравнению с другими пищевыми солями и кислотами.
95
№ 1 - 2/ 2015
Для определения активности воды в пищевых продуктах наряду с инструментальными методами [2] широко используются расчетные. Их применение обоснованно при разработке технологий новых продуктов и совершенствовании существующих. Следует отметить, что использование для расчета aw как структурных, так и эмпирических моделей [5, 6, 9], не обеспечивает достаточной точности получаемых результатов. Это обусловлено большим разбросом общего химического состава мясного сырья и сложными процессами формирования активности воды при производстве мясных продуктов. Инструментальные методы определения активности воды обеспечивают точность на уровне обычно не хуже ± (0,01-0,001) ед. aw [2], что на порядок выше, чем при использовании структурных и эмпирических моделей. В то же время следует отметить, что наибольшее распространение в практике мясной промышленности получила формула расчета активности воды в зависимости от соотношения содержания соли (С, %) и воды (W, %), предложенная бельгийскими исследователями на основе анализа состава и свойств 79 образцов мясной продукции [10]:
aw = 0,9845 - 0,76*(C/W) (1)
Расчет на основе соотношения содержания в системе соли и воды обусловлен максимальным вкладом хлорида натрия на снижение aw, как это было отмечено выше и наибольшим количеством его использования в технологии мяса среди всех прочих веществ различного назначения за исключением только основного сырья. Уровень использования хлорида натрия в виде пищевой поваренной соли составляет в фарше колбасных изделий от 1,5 кг на 100 кг несоленого сырья в вареных колбасных изделиях до 3,5 кг в фарше сырокопченых колбас, при этом допустимый уровень хлорида натрия составляет в готовых продуктах до 2 % и 5-6 % соответственно [1].
В то же время практика применения вышеприведенное выражение, показывает недостаточную его точность особенно при значениях активности воды ниже 0,88, что обусловлено двумя причинами. Во-первых, из исследованных образцов только 3 имели активность воды ниже 0,88, в то время как отечественные сухие сырокопченые колбасы имеют aw, как правило в диапазоне 0,80-0,85. Во-вторых, полученный бельгийцами массив данных был аппроксимирован линейным уравнением, хотя зависимость aw от концентрации соли в водных растворах имеет более сложный характер (рис. 2).
Рисунок 2 - Зависимость aw от концентрации соли в водном растворе (соль) и в мясных
продуктах (1)
96
Международный научный журнал «Инновационная наука»
Для коррекции вышеприведенной формулы расчета активности воды используемый бельгийцами массив точек был дополнен нами данными по 34 образцам мясных продуктов в основном имеющих значения aw ниже 0,85, найденными в зарубежных источниках информации (рис. 3). Полученные результаты были аппроксимированы полиномом 3-его порядка:
aw = 0,9866 - 0,8025 (С/W) +2,2583 (С/W)2 - 21,32 (С/W)3 (2)
В таблице приведены значения активности воды некоторых мясных продуктов, полученные инструментальными методами и рассчитанные по формулам (1) и (2).
Рисунок 3 - Зависимость aw от концентрации соли и мясных продуктах
Активность воды в мясных продуктах
Наименование продукта и источник информации Массовая доля, %: Активность воды:
воды соли измеренная (1) (2)
Окорок вареный [10] 71,4 1,88 0,962 0,965 0,967
Зельц [10] 71,3 1,60 0,969 0,967 0,969
Грудинка [10] 57,4 3,74 0,943 0,935 0,938
Салями сухая [10] 29,1 3,37 0,882 0,896 0,890
Колбаса арденская[10] 30,2 4,01 0,872 0,884 0,869
Колбаса хорватская 1 [8] 38,49 6,36 0,82 0,859 0,817
Колбаса хорватская 2 [8] 32,43 4,42 0,85 0,881 0,864
Колбаса хорватская 3 [8] 36,15 4,68 0,87 0,886 0,873
Колбаса хорватская 4 [8] 31,03 4,93 0,83 0,864 0,829
Результаты расчета показывают, что практически во всех случаях значения активности воды, рассчитанные по формуле (2) ближе к измеренным.
В заключение следует отметить, что предлагаемое выражение позволяет не только повысить точность определения aw воды в мясных продуктах расчетным путем, но и расширяет диапазон aw исследуемых продуктов вплоть до уровня 0,78-0,79, свойственный отдельным видам сухих колбас.
Список использованной литературы:
1. Активность воды модельных мясных фаршевых систем / Е.В. Фатьянов, С.А. Сидоров, А.В. Рыпалов, А.В. Евтеев // Научное обозрение. - 2013. - № 3. - С. 91-96.
97
№ 1 - 2/ 2015
2. Фатьянов Е.В., Алейников А.К. Анализ современного состояния средств определения показателя активности воды в пищевых продуктах // Вавиловские чтения - 2005: матер. Всерос. НПК. - Саратов, 2005. - С. 177-180.
3. Фатьянов Е.В., Тё Р.Е., Евтеев А.В. Зависимость активности воды от концентрации соли и углеводов // Научное обозрение. - 2011. - № 5. - С. 69-74.
4. Физико-химические показатели сырья и продуктов / Е.В. Фатьянов, А.К. Алейников, А.В. Евтеев // Технология и продукты здорового питания: матер. МНПК. - Саратов, 2012. - С. 185188.
5. Demeyer D. Vergleich zwischen berechneten und gemessenen Werten der Wasseraktivitat (aw) in Rohwurst // Fleischwirtschaft. - 1979. - № 7. - S. 940-942.
6. Fernandes-Salguero J., Gomes R., Carmona M.A. Water activity in selected hing-moisture foods //
J. of Food composition and analysis. - 1993. - № 6. - P. 364-369.
7. Incze K. European Products // Handbook of Fermented Meat and Poultry. - Ames, Iowa : Blackwell Publishing Professional, 2007. - P. 307-318.
8. Physico-chemical, colour and textural properties of Croatian traditional dry sausage (Slavonian Kulen) / D. Kovacevic, K. Mastanjevic, I. Jerkovic [et al.] // MESO. - 2010. - Vol. XII. - P. 270-275.
9. Roman M., Ionescu A., Roman C. The evalution of physical-chemical characteristics in choriso sausages made with starter cultur // J. of Agroalimentary Processes and Technologies. - 2006. - № 1. - P. 239-246.
10. Water activity of Belgian meat products: relationship with some physical-chemical or microbiological parameters / A. Clinouart, C. Thomassin, A. Bosseloir, G. Daube // 44th International Congress of Meat Science and Technology: August 30th-September 4th, 1998. Barselona, Spain. - V.
I. - P. 442-443.
© Е.В. Фатьянов, 2015
УДК 621.43.045.1
И.О. Черняев
к.т.н., доцент, зав. кафедрой технической эксплуатации транспортных средств Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, г. Санкт-
Петербург, Российская Федерация Р.Н. Сафиуллин к.т.н., доцент кафедры транспортных систем Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, г. Санкт-
Петербург, Российская Федерация
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКЦИИ СЕРИЙНЫХ СВЕЧЕЙ ЗАЖИГАНИЯ NGK НА МОЩНОСТЬ И РАСХОД ТОПЛИВА БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Аннотация
В статье рассмотрены вопросы сравнительных испытания «классических» и «иридиевых» свечей зажигания, применяющихся в бензиновых двигателях легковых автомобилей, по показателям мощности и топливной экономичности.
98
