Geum.ru

Разработка методологии и новых методов контроля качества продукции растениеводства

Вид материалаАвтореферат

Содержание


Содержание работы
3.1.2 Анализ нормированных характеристик дополнительного сырья растительного происхождения.
3.2 Регулирование инверсионных характеристик сырья с помощью пектина.
Classic au 701
3.3 Статистический анализ характеристик качества мучных кондитерских изделий.
3.4 Разработка системной модели выбора технологических данных в новых методах контроля.
Подобный материал:
1   2   3   4
3. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

3.1 Статистический анализ сырья растительного происхождения.

3.1.1 Исследование зерна пшеницы и тритикале и муки из него. Исследованы партии зерна пшеницы и тритикале, выращенной в 2006, 2007 и 2008 гг., что позволило дать сравнительную характеристику: влажности, зольности, количества и качества клейковины, числа падения. Основные характеристики зерна тритикале близки к характеристикам зерна пшеницы по показателям, востребованным в кондитерском производстве.

Исследования показателей безопасности муки дали следующие результаты: тритикалевая мука меньше загрязнена солями тяжелых металлов, остатками пестицидов, что подтверждает устойчивость сортов тритикале к болезням и вредителям. Отсутствие в тритикалевой муке микотоксина В1, определяет предпочтение её использования в производстве пищевых продуктов.

Проведен статистический анализ данных по качеству муки. Установлено, что по органолептическим характеристикам тритикалевая мука аналогична пшеничной.

По установленным значениям физико-химических характеристик муки каждого образца рассчитали математическое ожидание, дисперсию и среднее квадратическое отклонение, рассматривая значение каждого технологического показателя как независимую случайную величину.

Массовая доля золы, массовая доля сырой клейковины, кислотность пшеничной муки ((Х) < 0,5), а также массовая доля золы и кислотность тритикалевой муки ((Х) < 0,5) определены показателями с высоким уровнем надежности.

Показатели, имеющие разброс среднего квадратического отклонения, ((Х) > 0,5) определены инверсионными, их широкий диапазон изменения характеристик показывает тесную взаимосвязь с показателями качества мучных кондитерских изделий, показано в таблице 1.

Таблица 1 – Матрица изменения параметров распределения характеристик качества муки

Инверсионные

показатели
Статистические значения
Среднеквадратическое

отклонение, 
Точность оценки, δ
Доверительный интервал

Х1
Хn




Пшеничная
массовая

доля влаги, %
13,7
14,9
0,51
0,43
13,9
15,1

качество клейковины, е.п.
69,3
77,1
1,90
1,24
70,4
78,3

число

падения, с
147,0
163,0
2,07
1,35
148,4
164,4

Тритикалевая
массовая

доля влаги, %
14,3
16,9
2,10
1,37
15,7
18,1

качество клейковины, е.п.
94,2
104,5
2,32
1,51
95,7
106,1

число

падения, с
116,0
131,0
1,67
1,09
117,1
132,1

Статистический анализ изменения массовой доли влаги, качества клейковины и числа падения муки позволил установить, что изменения инверсионных показателей, определенных для пшеничной и тритикалевой муки имеют разброс характеристик до 160 %.

Испытания муки при различных температурных режимах и рН среды показали, что в пшеничной муке изменяется массовая доля влаги от 13,7 до 15,3%; качество клейковины от 69,3 до 77,4 е. п.; число падения от 147 до 139 с. В тритикалевой муке соответственно от 14,3 до 16,3%; от 94,2 до 104 е. п.; от 116 до 102 с.

Рассчитан коэффициент корреляции инверсионных показателей тритикалевой муки, имеющий характеристики 0,03; 0,47; 0,64, которые использованы при распределении показателей качества мучных кондитерских изделий по действию гелеобразующих свойств пектина.

Анализ полученных данных по сортам муки показал, что в совокупности показателей качества, имеющих положительное значение для производства мучных кондитерских изделий массового спроса, выделяются сорта Валентин – 90, Сотник, Ярило, достоинством которых определены инверсионные характеристики с более высоким среднеквадратическим отклонением, чем пшеничные сорта муки.

3.1.2 Анализ нормированных характеристик дополнительного сырья растительного происхождения. Результаты исследований сахара-песка, подсолнечного масла, пюре ягодного, ягод свежей земляники, показали, что наблюдается загрязнение солями тяжелых металлов пределах допустимых концентраций. Установлены и исследованы инверсионные показатели их качества, показано в таблице 2.

Таблица 2 – Матрица изменения параметров распределения характеристик

качества растительного сырья

Сырье
Статистические значения
Среднеквадратическое отклонение, 
Точность оценки,

δ
Доверительный интервал

Наименование
Инверсионные

показатели
Х1
Хn




Сахар-песок

Общий сахар в пересчете на сахарозу, %
98,3
104,5
2,30
1,50
96,8
106,0

Патока

крахмальная
Массовая доля влаги, %
20,7
24,0
0,70
0,56
20,0
24,7

Массовая доля редуцирующих веществ, %
38,4
40,3
0,50
0,27
37,9
40,8

Кислотность, град.
14,2
16,3
0,49
0,26
13,9
16,8

Крахмал

кукурузный
Массовая доля влаги, %
18,3
21,2
0,64
0,45
17,7
21,7

Количество общего сахара, %
27,7
30,1
0,50
0,27
27,4
30,6

Подсолнечное

масло
Кислотное число мг, КОН/г
1,3
1,5
0,49
0,26
1,0
1,8

Пюре ягодное
Массовая доля влаги, %
87,2
93,3
2,00
1,43
88,3
94,7

Кислотность, град.
11,2
13,7
0,33
0,23
11,4
13,5

Ягоды свежей земляники
Массовая доля влаги, %
89,2
93,9
2,00
1,43
90,6
92,5

Кислотность, град.
9,3
12,7
0,41
0,25
9,6
12,4

Статистический анализ изменения характеристик сырья позволил установить, что изменения каждого инверсионного показателя сырья имеют разброс характеристик более 100 %.

3.2 Регулирование инверсионных характеристик сырья с помощью пектина. В целях корректировки свойств тритикале и других предполагаемых к использованию ингредиентов в изделия вводятся цитрусовые пектины ХSS-100, LM-105 AS и яблочный пектин CLASSIC AU 701.

В ходе эксперимента исследована комплексообразующая способность пектинов. Установлено, что пектин CLASSIC AU 701 более активен в соединениях с солями тяжелых металлов.

Характеристика выбранных для опытов образцов представлена в таблице 3.

Таблица 3 – Органолептические и физико-химические характеристики пектина

Показатель
Вид пектина

цитрусовые

яблочный

CLASSIC AU 701

ХSS-100

LM-105 AS

Органолептические свойства

Внешний вид

Однородный порошок без комков и примесей

Цвет
Белый с кремовым оттенком
Белый с бежевым оттенком
Светло - бежевый

Вкус и запах
Без вкуса и запаха

Физико-химические свойства

Влажность, %
12,0
11,9
13,5

Степень этерификации, %
69,8
61,2
36,0

рН 1% -ного раствора пектина в дистиллированной воде, град.
3,0
3,1
3,5

Содержание золы общей, %,

не более
1,2
1,0
1,5

Физико-химические свойства пектинов определяют их способность образовывать гели в зависимости от степени этерификации, температуры, pH среды. Кислотно-сахарные пектиновые студни образуются побочной валентностью, то есть водородной связью при участии недиссоциированных свободных карбоксильных групп. Такой тип студня характерен для высокоэтерифицированных пектинов LM-105 AS и ХSS-100.

Низкоэтерифицированный пектин CLASSIK AU 701 — образует студни в среде с высоким содержанием сухих веществ, широким диапазоном рН в присутствии ионов Ca2+.

3.3 Статистический анализ характеристик качества мучных кондитерских изделий. Проведены исследования мучных кондитерских изделий по основным показателям безопасности. Количество солей свинца, мышьяка, кадмия, ртути, пестицидов и микотоксина В1 установлено в пределах допустимых концентраций.

Для полной характеристики мучных кондитерских изделий нами определялись также, моно- и дисахариды, клетчатка и зола.

С целью оценки пищевой ценности объектов исследований определено содержание минеральных веществ (мг на 100г изделия): Na+, Ca2+, витаминов (В2, С).

Проведено сравнительное изучение характеристик вафель, пряников, кексов, выбраны инверсионные показатели их качества, показано в таблице 4.

Таблица 4 – Матрица изменения параметров распределения характеристик

качества мучных кондитерских изделий

Сырье
Статистические значения
Среднеквадратическое отклонение, 
Точность оценки, δ
Доверительный интервал

Наименование
Инверсионные

показатели
Х1
Хn




Вафли
Влажность, %
11,21
51,27
0,52
2,04
13,25
53,31

Массовая доля общего сахара, %
51,21
65,21
1,98
7,92
59,13
73,13

Пряники
Влажность, %
14,21
19,17
0,52
2,08
16,29
21,25

Массовая доля общего сахара, %
38,92
42,43
0,91
3,64
42,56
43,34

Массовая доля жира, %
24,23
28,01
1,53
6,12
30,35
34,13

Кексы
Влажность, %
20,31
24,52
0,58
1,16
21,47
25,68

Массовая доля общего сахара, %
31,42
37,42
6,12
24,48
55,90
61,90

Массовая доля жира, %
23,71
29,32
1,58
6,32
30,03
35,64

Статистический анализ качества мучных кондитерских изделий позволил установить, что изменения инверсионных показателей, имеют разброс характеристик до 140%.

3.4 Разработка системной модели выбора технологических данных в новых методах контроля. Исходя из теоретических представлений, сформированных Международной организацией по стандартизации (ИСО) о том, что производство имеет отлаженное качество продукции в случае разработанной и применяющейся системы качества, а также на основе имеющихся данных о большом количестве контролируемых характеристик технологического процесса переработки продукции растениеводства, разработали модель контроля качества, показывающую методологию создания показателя критерия качества на основе взаимосвязи характеристик исследуемых продуктов (рисунок 2).







Характеристики Классификация

качества технологических

растениеводческой свойств сырья

продукции Исследование, извлечение, анализ




Взаимосвязь

Разработка корректирующих показателей

мероприятий качества







Показатель Математическая

критерия модель

качества взаимосвязи

Рисунок 2 – Системная модель в цикле формирования показателя критерия качества

В соответствии с разработанной системной моделью исследовали полученную информацию, извлекли данные для установления технологической взаимосвязи характеристик сырья и готового изделия. Установили коэффициент технологической взаимосвязи свойств пектина и тритикалевой муки, расчет которого принят за основу разработки показателей критерия качества готового изделия и определяет решение о целесообразности применения или корректировки действий по использованию выбранного сырья или технологии.

Известно, что число падения характеризует активность альфа-амилазы тритикалевой муки. Корректировку действия альфа-амилазы проводили за счет загущающей способности пектина, что способствует увеличению вязкости полуфабриката и плотности готового изделия, формируется вкус и запах, форма и поверхность получаемого продукта.

Пектин, как набухающее вещество, образует высоковязкие растворы, что способствует повышению водопоглотительной способности теста, формоустойчивости тестовых заготовок и выходу готовой продукции, формируется структура изделия и влажность.

Не менее важным для формирования требуемой структуры вафель, пряников и кексов является стабилизирующая способность пектинов. Действие пектина в качестве стабилизатора обеспечивается наличием отрицательного электрического заряда у молекулы пектина, что замедляет процесс расслаивания полуфабриката, способствует тому, что изделие, в состав которого введены пектиновые вещества, медленно теряет влагу, предотвращая крошение и расслаивание изделия. Это, в свою очередь, определяет внешний вид, цвет и строение (вид) в изломе пектиносодержащих изделий.

На основании данных, показанных в таблицах 1-4, проведено распределение показателей качества мучных кондитерских изделий. Показатели качества с высоким уровнем надежности, а именно щелочность, массовая доля золы, жира, общего сахара распределены равномерно с учетом свойств пектина (таблица 5).

Таблица 5 – Распределение показателей качества мучных кондитерских изделий, в зависимости от свойств пектина с учетом коэффициента корреляции муки

Свойства пектина
Коэффициент корреляции

характеристик муки
Классификация

показателей качества
Вид изделия

Загущающее
0,03
Вкус; запах; форма;

Щелочность, град
Все исследуемые

изделия

Поверхность
Пряники

Вафли

Водоудерживающее
0,64
Структура; влажность, %; массовая доля золы, нерастворимой в соляной кислоте с массовой долей 10%, %
Все исследуемые

изделия

Стабилизирующее
0,47
Внешний вид; цвет; строение (вид) в изломе
Все исследуемые

изделия

Массовая доля жира в пересчете на

сухое вещество, %
Кексы

Пряники

Массовая доля общего сахара в пересчете на сухое вещество, %
Все исследуемые

изделия

Распределение показателей качества, определено основой для установления взаимосвязи характеристик сырья, учтено качество начинки мучных кондитерских изделий. Каждый показатель качества обусловлен как характерный фактор, для него установлен цифровой код 1, 2, …, n.

Таблица 6 – Показатели, изменяющиеся в кондитерских изделиях с начинкой из тритикалевой муки по действию пектина в качестве загустителя

Показатели
Коды

характерных факторов
Вид продукта

вафли

с ягодной

начинкой
пряники

с ягодной

начинкой
кексы

с ягодной

начинкой

Вкус
1
+
+
+

Запах
2
+
+
+

Форма
3
–
+
+

Поверхность
4
+
+
–

Консистенция начинки
5
+
+
+

Вязкость начинки
6
–
+
+

Плотность начинки
7
+
+
+

Щелочность
8
+
+
–

Из таблицы 6 видно, что органолептические и физико – химические составляющие зависят от загущающего действия пектина.

Таблица 7 – Показатели, изменяющиеся в кондитерских изделиях с начинкой
из тритикалевой муки по водоудерживающей способности пектина

Показатели
Коды

характерных

факторов
Вид продукта

вафли

с ягодной

начинкой
пряники

с ягодной

начинкой
кексы

с ягодной

начинкой

Структура
9
+
+
–

Влажность
10
+
+
+

Массовая доля золы, нерастворимой в растворе соляной кислоты с массовой долей 10%, % не более
11
+
+
+

Из таблицы 7 видно, что водоудерживающая способность пектина влияет на структуру пряников и вафель, а также характеристики вафель, пряников и кексов, имеющих установленную размерность.

Таблица 8 – Показатели, изменяющиеся в кондитерских изделиях из тритикалевой муки с начинкой по действию пектина в качестве стабилизатора

Показатели
Коды

характерных факторов
Вид продукта

вафли

с ягодной

начинкой
пряники

с ягодной

начинкой
кексы

с ягодной

начинкой

Внешний вид
12
+
–
–

Цвет
13
+
+
–

Вид в изломе
14
+
+
+

Массовая доля сахара в пересчете на сухое вещество, %
15
+
+
+

Массовая доля жира в пересчете на сухое вещество, %
16
+
+
+