CC BY
15
УДК 637+517.977.5 DOI 10.24412/2311-6447-2022-2^5^1
Рецептурно-технологические решения сухой смеси с заданными функциональными свойствами
Recipe-technological solutions of dry mixture with specified
functional properties
Профессор Л.Э. Глаголева, доцент Н.П. Зацепилина, доцент Е.Н. Ковалева, студент А.Б. Санберг
(Воронежский государственный университет инженерных технологий) кафедра туризма и гостиничного дела, тел. +7 (473) 255-10-76 E-mail: nataha.zatsepilinaffliyandex.ru
Professor L.E. Glagoleva, Associate Professor N.P. Zatsepilina, Associate Professor E.N. Kovaleva, Student A.B. Sanberg
(Voronezh State University of Engineering Technologies) chair of Tourism and Hotel Business,
tel. +7 (473) 255-10-76
E-mail: nataha.zatsepilinaflivandex.ru
Реферат. Рассмотрены рецептурно-технологические решения сухой смеси с заданными функциональными свойствами. Цель работы - обоснование рецептурного состава сухой смеси для питания на туристических маршрутах. Для приготовления смеси использовали гречневую муку, льняную муку. Гречневая мука богата витамином В1 - 26,7 %, витамином РР - 31,5 %, магнием - 12 %, фосфором -31,3 %, железом - 22,2 %. С целью повышения пищевой ценности продукта вносили в сухое восстановленное молоко гречневую и льняную муку в количестве от 10 до 30 %. На основе проведенных исследований установили, что оптимальное количество гречневой муки, вносимой в восстановленное молоко, составляет 40 % от количества молока, а льняной - 30 %. Для нахождения оптимально соотношения рецептурных компонентов был применен алгебраический метод расчета рецептуры. Был определен аминокислотный скор сухой смеси «Каша туриста» и биологическая ценность разработанного продукта, которая составляет 60 %. Таким образом, разработка новой сухой смеси позволит расширить ассортиментную линейку продуктов для питания на туристических маршрутах.
Summary The compounding and technological solutions of a dry mixture with specified functional properties are considered. The purpose of the work is to substantiate the prescription composition of the diy mixture for nutrition on tourist routes. Buckwheat flour and linseed flour were used to prepare the mixture. Buckwheat flour is rich in vitamin B1 - 26.7 %, vitamin PP - 31.5 %, magnesium - 12 %, phosphorus - 31.3 %, iron - 22.2 %. In order to increase the nutritional value of the product, buckwheat and flaxseed flour in an amount of 10 to 30 % was added to the reduced milk powder. Based on the conducted studies, it was established that the optimal amount of buckwheat flour introduced into the reconstituted milk is 40 % of the amount of milk, and flour is 30 %. To find the optimal ratio of prescription components, an algebraic method of calculating the formulation was used. The amino acid score of the dry mixture «Tourist's Porridge» and the biological value of the developed product, which is 60 %, were determined. Thus, the development of a new dry mix will expand the assortment of food products on tourist routes.
Ключевые слова: завтрак туриста, мука гречневая, мука льняная, сухое молоко, сухая смесь, матричный метод Кронеккера-Капелли, каша туриста, туристические маршруты, пищевая ценность.
Keywords: tourist breakfast, buckwheat flour, linseed flour, milk powder, dry mix, Kronecker-Cappelli matrix method, tourist porridge, tourist routes, nutritional value.
В среднем во время пешего похода за одпн ходовой день спортсмен тратит около 2 500 ккал [1, 9]. В дневном рационе питания заложены все необходимые продуты и их оптимальное количество. Правильное распределение получаемых питательных веществ обеспечивает комфортное пищеварение. На завтрак отводится 30 % все энергии, получаемой из пищи на весь день, на обед приходится 30-35 %, на ужин - 25 %и на перекус приходится 10-15 %. На утренний прием пищи приходится порядка 750 ккал. Взяв в расчет, что помимо основного блюда также употребляет напитки и различные снеки, то на него отводится 500-550 ккал [2,3].
О А.Э. Глаголева, Н.П. Зацепилина, E.H. Ковалева, A.B. Санберг, 2022
25
Цель работы - обоснование рецептурного состава сухой смеси для питания на туристических маршрутах. Для приготовления смеси использовали гречневую и льняную муку. Гречневая мука богата витамином В1 - 26,7 %, витамином РР - 31,5 %, магнием - 12 %, фосфором - 31,3 %, железом - 22,2 %. Витамин В1 входит в состав важнейших ферментов углеводного и энергетического обмена, обеспечивающих организм энергией и пластическими веществами. Недостаток этого витамина ведет к серьезным нарушениям со стороны нервной, пищеварительной и сердечно-сосудистой систем. Витамин РР участвует в окислительно-восстановительных реакциях энергетического метаболизма. Недостаточное потребление витамина сопровождается нарушением нормального состояния кожных покровов, желудочно-кишечного тракта и нервной системы. Магний участвует в энергетическом метаболизме, синтезе белков, нуклеиновых кислот, обладает стабилизирующим действием для мембран, необходим для поддержания гомеостаза кальция, калия и натрия. Недостаток магния приводит к гипомагниемии, повышению риска развития гипертонии, болезней сердца. Фосфор принимает участие во многих физиологических процессах, включая энергетический обмен, регулирует кислотно-щелочного баланса, входит в состав фосфолиппдов, нуклеотндов и нуклеиновых кислот, необходим для минерализации костей и зубов. Дефицит приводит к анорек-сии, анемии, рахиту. Железо входит в состав различных по своей функции белков, в том числе ферментов. Участвует в транспорте электронов, кислорода, обеспечивает протекание окпслптельно-восстановптельных реакций и активацию перекисного окисления. Недостаточное потребление ведет к гипохромной анемии, мпоглобпнде-фицитной атонии скелетных мышц, повышенной утомляемости, миокардиопатии, атрофическому гастриту [4,5].
Льняная мука богата ненасыщенными жирами, которые необходимы человеческому организму для здорового, качественного и эффективного функционирования. В льняной муке есть кислоты омега-3 и омега-б. «Омеги» делают сосуды более эластичными, снижают уровень холестерина, стабилизируют кровоснабжение мозга, чем повышают общий уровень активности. Фитоэстрогены - природные нестероидные растительные соединения. Это компоненты, которые регулируют гормональный фон. За счет фитоэстрогенов можно предотвратить риск развития патологий мочеполовой системы, избежать проблем репродуктивного характера. Благодаря всему этому употребление льняной муки помогает при желудочных расстройствах как укрепляющее и обезболивающее (калоризатор). Полезной будет такая мука и при проблемах с кожей, сосудами, почками и заболеваниями мочевого пузыря [6,7].
В качестве базовой основы для приготовления смеси брали сухое молоко (рис. 1). В первую очередь, сухое молоко полезно для профилактики остеопороза, укрепляет кости и зубы. Благодаря присутствию в составе сухого продукта комплекса витаминов группы В он положительно влияет на нервную систему, обладает успокаивающим и антистрессовым действием. Входящие в него аминокислоты активно борются с бессонницей и головными болями. Полезно молоко для сердечно-сосудистой системы п органов зрения [8].
Сухое: молоко является хорошим источником белка, кальция, калия, фосфора и других витаминов. На 100 г молока приходится витамина А - 0,003 мг, В1 - 0,046 мг, В2 - 2,1 мг, Б - 0,57 мкг, холина - 23,6 мг, РР - 5 мг, Е - 3,2 мкг, С - 4 мг, В12 -0,4 мкг, В9 - 5 мкг [8].
Первоначально для создания смеси была подобрана оптимальная степень измельчения каждого компонента (рпс. 1).
Размер частиц, мм
0.10
0.20 □ Гречневая мука
□ Мука льняная
□ Сухое молоко
0.20
Рис. 1. Размер частиц компонентов
С целью повышения ппщевой ценности продукта вносили в сухое восстановленное молоко гречневую и льняную муку в количестве от 10 до 30 % (табл. 1, 2.).
Таблица 1
Влияние количества вносимой гречневой муки на органолептические
показатели смеси
Показатели Количество вводимой гречневой муки, %
10 20 30 40 50
Вкус Молочный Молочный с легкой сладостью Молочный с легкой сладостью Молочный с выраженной сладостью Молочный с выраженной сладостью
Запах Приятный, без постороннего вкуса Приятный, без постороннего вкуса Приятный, без постороннего вкуса Приятный, с легким ароматом гречневой муки Приятный, с ароматом гречневой муки
Цвет Белый Белый с небольшими темными вкраплениями Светло- бежевый с небольшими темными вкраплениями Бежевый с небольшими темными вкраплениями Бежевый с темными вкраплениями
Консистенция Однородная Однородная Однородная Однородная Однородная
Таблица 2
Влияние количества вносимой льняной муки на органолептические показатели смеси
Показатели Количество вносимой льняной муки, %
10 20 30 40 50
Вкус Молочный Молочный с легкой горечью Молочный с легкой горечью Молочный с ощутимой горечью Молочный с ощутимой горечью
Запах Приятный, без постороннего вкуса Приятный, без постороннего вкуса Приятный с легким ароматом молочно-льняным Приятный с легким ароматом молочно-льняным Приятный с выраженным ароматом мо-лочно-льняным
Цвет Белый Белый с небольшими темными вкраплениями Светло- бежевый с небольшими темными вкраплениями Бежевый с темными вкраплениями Бежевый с темными вкраплениями
Консистенция Однородная Однородная Однородная Однородная Однородная
На основе проведенных исследований установлено, что оптимальное количество гречневой муки, вносимой в восстановленное молоко, составляет 40 % от количества молока, а льняной - 30 %. Исследовали степень перехода сухих веществ гречневой и льняной муки в различных средах - молоко восстановленное с массовой долей жира 1,5 %п вода при температуре 20 °С (рис. 2, 3).
□ вода □ восстановленное молоко
Рис. 2. Переход сухих веществ гречневой муки в различных средах
□ вода 1 восстановленное молоко
Рис. 3. Переход сухих веществ льняной муки в различных средах
Для нахождения оптимально соотношения рецептурных компонентов был применен алгебраический метод расчета рецептуры. Выход готовой смеси составляет 150 г. В состав входят гречневая (массовая доля жиров 1,2 %), льняная мука (массовая доля жиров 10 %) и сухое молоко. Известные величины, в частности сахар -песок - 10 г, соль - 1,5 г вычитаем из общей массы смеси и определяем суммарную массу основных продуктов:
150-( 10+ 1,5) = 138,5.
Вводим обозначения: X - масса гречневой муки, У Ъ - масса сухого молока, тогда первое уравнение будет
масса льняной муки,
X + Y + Z = 138.
(1)
Второе уравнение (уравнение баланса жира в смеси) будет иметь вид
0,012Х + 0,01Y = 100. (2)
Третье уравнение (уравнение баланса энергетическое ценности) будет следующим
ЗД5Х + 3,55Y + 4,76Z = 550. (3)
Из уравнения (2) определяем неизвестное X
X = (100 - 0,01Y)/0,012.
Подставляем полученное значение X в уравнения (1) и (3) получаем после приведения подобных членов
0,002Y + 0,012Z = 8,44, 0,925Y + 4,76Z = 11,45.
Для исключения Y умножаем верхнее уравнение на 0,925, а нижнее на 0,002, тогда
0,019Y-0,052Z = 5,068, (4)
0,019Y + 0,156Z = 2,716. (5)
Суммируя уравнения (4) и (5), получаем 0,104Z = 7,784, откуда Z = 75г (сухое молоко). Подставляем значение Z в уравнение, находим, что Y = 26,5 г (льняная мука), а из первого уравнения (1) определяем, что
X = 138,5 - 75 - 26,5 = 37 г (гречневая мука).
Полученная система из трех уравнений с тремя неизвестными может быть решена любыми математическими методами, например, матричным методом Кронек-кера-Капелли с учетом главного определителя и с последующей проверкой. Преимущество метода заключается в том, что, во-первых, понадобилось найти всего один определитель. После этого сразу можно сделать вывод о количестве решений. В стандартных расчетах необходимо решать системы уравнений, которые содержат три неизвестных и имеют единственное решение. Для таких систем данный метод очень даже удобен, ибо заранее известно, что решение есть. То есть нам остается только показать наличие решения наиболее быстрым способом [10]. Во-вторых, вычисленное значение определителя матрицы системы (т.е. ДА) пригодится тогда, когда возможно возникнет необходимость решать заданную систему методом Крамера или с помощью обратной матрицы.
Взяв за основной показатель энергетическую ценность готовой смесп, составили рецептуру сухой смесп «Каша туриста»: гречневая мука - 37 г; льняная мука -26,5 г; сухое молоко - 75 г; сахар-песок - 10 г, соль - 1,5 г; выход - 150 г.
В ходе проведенных испытаний были определены фпзико-химпческпе показатели готовой сухой смесп: массовая доля жира - не менее 3%; массовая доля белка -40 %; массовая доля углеводов (сахара) - 57%; энергетическая ценность - 415 ккал.
Был определен аминокислотный скор сухой смеси «Каша туриста» и биологическая ценность разработанного продукта, которая составляет 60 % (рис. 4).
12 10 8 6 4 2 0
п Эталон, г/100 г
□ Инстант-смесь «Каша туриста» г /100 г
□ Инстант-смесь «Каша туриста» Скор, коэф
Рис. 4. Аминокислотный скор 100 г сухой смеси (инстант-смесь) «Каша туриста»
Таким образом, разработка новой сухой смеси позволит расширить ассортиментную линейку продуктов для питания на туристических маршрутах. Расширенные возможности моделирования и составления математической модели характеризуют содержание жиров растительного происхождения, а также энергетическую ценность. При необходимости можно оптимизировать рацион по себестоимости продукции (продажной цене).
ЛИТЕРАТУРА
1. Шимановский, В.Ф. Питание в туристском путешествии [Текст]: методические рекомендации / В.Ф. Шимановский. - М.: ЦРИБ ТУРИСТ, 2015.
2. Обзор российского рынка спортивных товаров [Электронный ресурс] - Режим доступа: http: / /wiki-work. ru / obzory- rynkov / obzor- rossij skogo- rynka- sportivnykh -to. - Загл. с экрана.
3. Покровский, A.A. Рекомендации по питанию спортсменов [Текст]:- М. ФиС, 2015.
4. Муратбаев, А.М., Исследование композитной муки/Асенова, Б.К., Нурумхан, Г.Н., Арпнова, Э.Ж.//Вестник ГУ имени Шакарима города Семей. -2015,- № 4 (72). -С.42-46.
5 Муратбаев, А.М., Обогащение муки зерновыми культурами / Асенова, Б.К., Касымов, С.К., Нурымхан, Г.Н., Нургазезова, А.Н.// Пища и экология качество: труды XII Междунар. науч.- практ. конф. -М., 2015,- Том 1,- С.638-642.
6. Супрунова, И.А. Мука льняная - перспективный источник пищевых волокон для разработки функциональных продуктов /И.А. Супрунова, О.Г. Чижикова, О.И. Самченко// Техника и технология пищевых производств. - 2010 - № 10 - С. 34 - 39
7. Типсина, H.H. Льняная мука как биологически активная пищевая добавка / H.H. Типсина, Г.К. Селезнева. // Вестник КрасГАУ. - 2015 - №3. - С. 57 - 58
8. Горбатова, К.К. Биохимия молока и молочных продуктов. Учебник / К.К. Горбатова. - М.: Гиорд, 2018. - 220 с.
9. Глаголева, Л.Э. Организация и планирование предприятий сервиса /Л.Э. Глаголева, Н.П. Зацепилина: учебное пособие Воронеж, гос.ун-т инж. технологий.-Воронеж, 2020. - 90 с.
10. Тихомиров, С.Г. Программно-аппаратный комплекс для управления биотехнологическими системами с использованием интеллектуальных информационных технологий / С.Г. Тихомиров, И.А. Авцинов, Я.А. Туровский, A.C. Суровцев, A.A. Адаменко, E.H. Ковалева // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Системный анализ и информационные технологии: 2019 - № 3. - С. 158-165.
REFERENCES
1. Shimanovsky, V.F. Nutrition in a tourist journey [Text]: methodological recommendations / V.F. Shimanovsky. - M.: TSRIB TOURIST, 2015.
2. Overview of the Russian sports goods market [Electronic resource] - Access mode: http://wiki-work.ru/obzory-rynkov/obzor-rossijskogo-rynka-sportivnykh-to . -Blank from the screen.
3. Pokrovsky, A.A. Recommendations on nutrition of athletes [Text]:- M. FiS, 2015.
4. Muratbayev, A.M., Research of composite flour/Asenova, B.K., Nurumkhan, G.N., Arinova, E.J.//Bulletin of the Shakarim State University of Semey. -2015,- Nq 4 (72). - Pp.42-46.
5 Muratbayev, A.M., Fortification of flour with grain crops / Asenova, B.K., Kasymov, S.K., Nurymkhan, G.N., Nurgazezova, A.N.// Food and ecology quality: proceedings of the XII International Scientific.- practical conf. -M., 2015.- Volume 1,-pp.638-642.
6. Suprunova, I.A. Flax flour - a promising source of dietary fiber for the development of functional products /1.А. Suprunova, O.G. Chizhikova, O.N. Samchenko// Technique and technology of food production. - 2010 - No. 10 - p . 34-39
7. Tipsina, N.N. Flax flour as a biologically active food additive / N.N. Tipsina, O.K. Selezneva. / / Herald
KrasGAU. - 2015 - No.3. - p. 57 - 58
8. Gorbatova, K.K. Biochemistry of milk and dairy products. Textbook / K.K. Gor-batova. - M.: Giord, 2018. - 220 p.
9. Glagoleva, L.E. Organization and planning of service enterprises / L.E. Glag-oleva, N.P. Zatsepilina: textbook Voronezh, state University of Engineering Technologies. - Voronezh, 2020. - 90 p.
10. Tikhomirov, S.G. Hardware and software complex for managing biotechnologi-cal systems using intelligent information technologies / S.G. Tikhomirov, I.A. Avtsinov, Ya.A. Turovsky, A.S. Surovtsev, A.A. Adamenko, E.N. Kovaleva // Bulletin of the Voronezh State University. Series: System Analysis and Information Technologies: 2019 -No. 3.-pp. 158-165.
