Технологические особенности производства и применения со



страница14/19
Дата09.08.2019
Размер8.88 Mb.
#128457
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   19

СО2 -PRODUCTS FROM SEED AND GRAPE SKIN

1Kasyanov G.I., 1Kosenko O.V., 2Tagirovа P.R., 3Millionshchikova M.D., 3Jaralieva Z.A.

1Kuban state technological University

2Grozny state oil technical University named after academician

3Dagestan state technical University
Annotation. Technological modes of extraction of target components from dry grape seeds and grape skins by liquid carbon dioxide are proposed. Information on determination of chemical composition of CO2 extracts from seeds and grape skins is given and recommendations on their use as food fortifiers of national bakery products are given.

Keywords: grape pomace, processed products, CO2 extracts, bakery products
УДК 664.724:66.011

ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА

ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ВЛАГИ ИЗ СЫРЬЯ

Иночкина Е.В., Касьянов Г.И.

Кубанский государственный технологический университет
Аннотация. Важной проблемой обезвоживания растительного сырья является осуществление управления стадиями процесса, алгоритм которых можно описать методами математического планирования. Основными факторами оптимизации процесса обезвоживания сырья считается предупреждение разрушения ценных компонентов исходного сырья, продолжительность сушки, энерго и ресурсосбережение. Предложен новый СО2-сверхкритический способ сушки, физическая сущность которого заключается в повышении растворимости паров воды в сверхкритическом СО2.. Сформулирована задача оптимального управления процессом обезвоживания сырья для поиска термобарического режима, максимизирующего содержание водорастворимых витаминов в конце сушки, при заданных условиях на влажность.

Ключевые слова: процесс обезвоживания, оптимизация процесса, содержание витаминов
Проблемам оптимизации процессов удаления влаги из растительного сырья посвящены работы [1-5]. Например, в работе [1] описаны технологические особенности процесса обезвоживания сырья, путем поэтапного разделения процесса сушки. Оценке влажностно-температурных зависимостей при сушке сырья, посвящена работа [2]

Имеются публикации по способам обогащения пищевых продуктов сухими фитодобавками [4]. Интерес к использованию углекислого газа в качестве сушильного агента неоднократно проявляли сотрудники кафедры холодильных машин и компрессорных установок КубГТУ [5].



Материалы и методы исследования. Основным объектом исследований выбраны При выполнении работы были использованы современные стандартные методики исследований химических, биохимических, микробиологических, органолептических исследований. Массовую долю сахаров определяли по ГОСТ 8756.13.87, сухих веществ по ГОСТ 28561-90, содержание витаминов и микроэлементов определяли на приборе Капель 105 М.

Результаты исследований.

Для оптимизации процесса обезвоживания сырья, необходимо на основе экспериментальных данных получить регрессионные модели зависимости влажности W и содержания витамина С от температуры T и давления P в зависимости от времени t. Авторами поставлена задача оптимального управления процессом сушки для поиска термобарического режима T(t) и P(t), максимизирующего содержание витамина С в конце сушки, при заданных условиях на влажность. Получено решение задачи для случая кусочно-постоянных T(t) и P(t) на отдельных N шагах каждого из 2-х этапов.

Разработаны нелокальные по времени регрессионные модели (с релаксационным ядром) процесса СО2-обезвоживания растительного сырья.

Цель работы. Построение модели прогноза величин показателей качества продукта с течением времени, если известны их величины в некоторый начальный момент времени. Общий вид регрессионной модели с интегралом памяти (типа Вольтерра, 2 рода), учитывающий предысторию процесса, для некоторого показателя R следующий:



, (1)

где вид функций f и K (ядро типа свёртки) должен быть задан. Если ядро K линейно по W, T с множителем P, а также линейно либо показательно (т.е. с «кратковременной памятью») по времени, то (1) как частный случай интегрального уравнения с вырожденным ядром эквивалентно некоторому релаксационному дифференциальному уравнению, с решением в виде либо затухающих колебаний, либо монотонно устанавливающимся. Явные регрессионные модели с памятью получаются при ядре K, не зависящем от искомого показателя R.

Ниже рассмотрены f, квадратичное по W и T, а также K, показательное (т.е. с «кратковременной памятью») по времени:

, (2)

где параметры регрессии a1j, a2j, b1j, b2j, cj и j определяются для каждого j-го этапа методом наименьших квадратов по N шагам-измерениям с интервалом ∆tj по времени показателя Rij в зависимости от влажности Wij и температуры зерна Tij (1iN, 1j2). После сплайн-интерполяции функций Wj(t) и Tj(t) по измерениям Wij и Tij минимизируется функция ошибки:



(3)

Заметим, что стандартные пакеты математической статистики не производят обработку моделей (1) или (2), необходимо применение средств пакетов MathCAD, Maple, MatLab, Wolfram Mathematica или подобных.

Обработка полученных данных в MathCAD позволила получить следующую связь между термобарическим режимом и показателями сырья (рисунок 1):

, (4)

где при j=1 и при j=2;



, (5)

где при j=1 и при j=2.



аб

Рисунок 1 – Регрессионная модель содержания витамина С (а – j=1, б – j=2)


Рисунок 2 – Регрессионная модель содержания влажности (в – j=1, г – j=2)


Предложена нелокальная по времени регрессионная модель прогноза динамики содержания витамина С и влажности в процессе двухэтапного процесса обезвоживания плодового сырья, позволяющая учесть предысторию процесса и его влияние на текущее состояние сырья. Применение модели с «кратковременной памятью» даёт возможность корректировать ограничения традиционно применяемого регрессионного анализа. Разработанный способ позволяет выпускать продукты с промежуточной влажностью.

Литература

1.Иночкина, Е.В., Зотова Л.В. Технология получения сушеных пищевых добавок из плодов. – В сб. матер. междун. научно-практ. конф. «Устойчивое развитие, экологически безопасные технологии и оборудование для переработки пищевого сельскохозяйственного сырья; импортоопережение». – 21 июня 2016 г. – Краснодар: КубГТУ, 2016. – С. 274-277.

2.Подгорный С.А., Косачев В.С., Кошевой Е.П., Схаляхов А.А. Влажностно-температурные кинетические зависимости при сушке // Новые технологии. 2014. № 1. – С. 43-47.

3.Сакибаев К.Ш. Разработка технологии сухих завтраков с использованием бобового и орехового сырья //Успехи современной науки и образования, том 3, № 5, 2016. – С. 121-124.

4.Чаплинский В.В., Захаров И.В., Лукин А.А. Разработка технологии производства сухих готовых завтраков с фитодобавками // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов, № 1(24) 2014. – С.76-83.

5.Шляховецкий В.М., Беззаботов Ю.С. Исследование свойств газообразного диоксида углерода как сушильного агента //Известия вузов. Пищевая технология, №4, 1999. – С.62-63.
THE ADVANTAGES OF USING CARBON DIOXIDE TO REMOVE MOISTURE

FROM RAW MATERIALS

Inochkina E. V., Kasyanov G. I.



Kuban state technological University
Annotation. An important problem of dehydration of vegetable raw materials is the quality management of the process stages, the dynamics of which is quite difficult to describe with the help of mathematical models. The main factors of optimization of production processes of moisture removal from raw materials include the preservation of valuable components of raw materials, drying time, energy and resource saving. A new CO2-supercritical drying method is proposed, the physical essence of which is to increase the solubility of water vapor in supercritical CO2.. The problem of optimal control of the process of dehydration of raw materials to find the thermobaric regime, which maximizes the content of water-soluble vitamins at the end of drying, under given conditions on humidity.

Keywords: dehydration process, process optimization, vitamin content
УДК 664.95

СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТОКОВ

ПО ОПТИМИЗАЦИИ РЕЦЕПТУРНОГО СОСТАВА ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК

1Силинская С.М., 2Касьянов Г.И., 2Иночкина Е.В.

1Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации,

Краснодарский филиал

2Кубанский государственный технологический университет
Аннотация. Рассмотрены методы систематизации информационных потоков по оптимизации рецептур пищевых добавок на основе СО2-экстрактов и СО2-шротов.. Представлена методика решения задач оптимизации рецептурного состава многокомпонентных пищевых добавок. Информационной базой работы были материалы отчетов ООО «Компания Караван» за последние годы.

Ключевые слова: информационные потоки, оптимизация состава, пищевые добавки, СО2-экстракты, СО2-шроты
Применение методов систематизации информационных потоков по оптимизации рецептур пищевых добавок описано в ряде источников [1-5]. Описаны принципы разработки и проектирования оптимальных параметров обработки ягодного сырья для производства напитков и кондитерских изделий [1,4,5]. Процессу комбинирования состава пищевых добавок предшествует процесс обезвоживания сырья [2]. Производство и применение пищевых добавок связано решением проблем актуализации и стандартизации технических регламентов [3]. Выполнено исследование в области компьютерных технологий обработки информации по оптимизации рецептурного состава пищевых добавок. Возросшие требования к развитию техники и технологии для создания новых технических решений по созданию сбалансированных по составу пищевых добавок, необходимо максимально использовать информационные ресурсы для системной постановки эксперимента. С этой целью принято использовать профилированные базы данных и создавать на их основе автоматизированные системы поддержки принятия решений. Такой способ применим для сложных технических систем, в частности пищевых рецептурных композиций. В работе показано решение современных задач проектирования сложного состава пищевых добавок средствами системного анализа, управления и обработки информации.

Целью работы является повышение эффективности процесса проектирования рецептур пищевых добавок с учетом условий изготовления и оценки качества продукции. Поставленная цель достигалась совокупным использованием системного подхода и методик регрессионного анализа при решении задач создания пищевых рецептурных композиций.

Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:

1.Системный анализ информации в области пищевых добавок, полноценное использование ее в научной и практической деятельности.

2.0птимизация информационного пространства на основе использования регрессионных и других расчетных моделей, отражающих зависимость «сырье - свойство»

З.Адаптация регрессионных и других расчетных моделей для генерации новых технических задач в области конструирования пищевых добавок.

Автором впервые сформированы наборы данных и разработана проблемно-ориентированная база данных, как информационная основа для автоматизированного прогнозирования свойств и проектирования составов пищевых добавок.

Для формирования многомерного массива проведен сбор, системный анализ верификация и группирование информации о составах и физико-механический свойствах сырья и готовых пищевых добавок, изучены информационные потоки, выявлены и предложены регрессионные и другие эмпирические модели, отражающие зависимость <состав - свойства>.

Выполненное исследование позволяет расширить возможности решения класса многокритериальных задач проектирования составов сложных многокомпонентных веществ и прогнозирования их свойств на основе применения регрессионных моделей <отклик - параметр>, исходя из информационных ресурсов и собственных экспериментов с использованием статических методов, планирование эксперимента на примере создания нового класса пищевых добавок.

На рисунке 1 показаны этапы информационных потоков по оптимизации рецептурного состава пищевых добавок на основе СО2-экстрактов и СО2-шротов.



Рисунок 1 – Этапы информационных потоков по оптимизации рецептурного

состава пищевых добавок
На рисунке 2 показана иерархическая структура многокомпонентных пищевых добавок.

https://cyberleninka.ru/viewer_images/14414910/f/2.png

Рисунок 2 – Иерархическая структура многокомпонентных пищевых добавок

Рассмотрим, как можно найти вектор неизвестных долей каждого ингредиента в пищевых добавках. Выполним такой расчет, при котором как вектор неизвестных долей , так и вектор показателей качества пищевой добавки отличается от вектора эталона на сравнительно небольшую величину:

(1)

т.е. длина вектора разности должна быть как можно меньше.

Вектор минимален и соответственно показатели качества пищевых добавок максимально близки к требуемым величинам .

Раскрыв квадрат в (1) по свойствам скалярного произведения векторов, получим следующее выражение для критерия качества (верхний индекс "Т" означает транспонирование матрицы):



(2)

Поскольку АТ.А является симметричной положительно определенной матрицей (в некоторых случаях не отрицательно определенной), то из (2) есть выпуклая функция. Следовательно, критерий качества имеет только один глобальный минимум, который и нужно найти. Как известно, необходимым условием экстремума функции нескольких переменных, к которым относится функция (1) или (2), является равенство нулевому вектору ее градиента. Продифференцировав по переменным функцию (2), получим:



(3)

где в правой части стоит нулевой вектор (имеющий все координаты, равные нулю). Следовательно, для расчета точки глобального минимума критерия качества (1), необходимо решить систему линейных алгебраических уравнений



(4)
которая гарантировано имеет решение. Отметим, что в некоторых случаях решений (4) может быть бесконечное множество (например, когда n>k и все ингредиенты разнокачественные). В случае, когда решений (4) бесконечно много, они все равноправны с точки зрения приближения рецептур пищевых добавок к эталонному вектору .

Однако это обязательно существующее решение (4) может не удовлетворять условиям и ограничениям.

Необходимо решить задачу нахождения наименьшего значения гладкой функции (2) на замкнутом множестве, задаваемом ограничениями. По теореме Вейерштрасса, решение этой задачи обязательно существует, причем либо в точках, определяемых по (4), либо на границе этого замкнутого множества.

Таким образом, в работе рассмотрены методы систематизации информационных потоков по оптимизации рецептур пищевых добавок на основе СО2-экстрактов и СО2-шротов.

Представлена методика решения задач оптимизации рецептурного состава многокомпонентных пищевых добавок.

Литература

1.Бабий, Н.В., Помозова В.А., Степакова Н.Н. Определение оптимальных параметров обработки ягодного сырья для производства сокосодержащих напитков // Вестник современных исследований. - 2017. - № 8-1 (11). - С. 24-30.

2.Коршунова В.В. Использование пищевых добавок на основе ИК-сушёных овощей для создания продуктов питания лечебно-профилактического назначения /Коршунова В.В., Бокова Т.И., Инербаева А.Т., Личисенок О.В. – Вестник Новосибирского государственного аграрного университета. 2014. № 4 33).С. 86-90.

3.Посконин В.В., Марьянова М.В. Анализ проблем стандартизации и актуализация технических регламентов в области создания, производства и применения пищевых добавок. //Известия вузов. Пищевая технология. 2018. № 4 (364). – С. 73-76.

4.Резниченко И.Ю., Зоркина Н.Н., Егорова Е.Ю. Совершенствование ассортимента кондитерских изделий специализированного назначения // Ползуновский вестник. - № 2. - 2016. – С. 4-7.

5.Фролова Н.А. Разработка рецептуры кондитерских изделий для функционального питания //Международный научно-исследовательский журнал. - 2018. - № 1-1(67). - С. 157-160.
PRESCRIPTION OF NUTRITIONAL SUPPLEMENTS

1Silinskaya S.M., 2Kasyanov G.I., 2Inochkin E.V.

1Financial University under the Government of the Russian Federation,

Krasnodar branch

2Kuban state technological University
Annotation. Methods of systematization of information flows on optimization of recipes of food additives on the basis of CO2-extracts and CO2-meal are considered.. The method of solving the problems of optimization of the formulation composition of multicomponent food additives is presented. The information base of the work was the materials of reports of LLC "company Caravan" in recent years.

Key words: information flows, optimization of the composition, food supplements, CO2 extracts, CO2-meal
УДК 664.95

СО2 –ЭКСТРАКТЫ В ТЕХНОЛОГИИ РЫБНЫХ ПРОДУКТОВ

Иванова Е.Е., Липилина А.А. Сыромятников И.А.

ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет»,

Россия
Аннотация: приведены результаты исследований по использованию СО2 –экстрактов в производстве рыбных продуктов, таких как пастообразные продукты, горячие маринады, пресервы. СО2 –экстракты добавляют как в заливки, так в основной продукт (паштет, фрикадели). Показано что со2-экстракты при производстве рыбных продуктов позволяют улучшить их органолептические свойства и повысить пищевую ценность готового продукта.

Ключевые слова: СО2 –экстракты, рыба, паштеты, пресервы, рыбный продукт
Использование СО2- экстрактов в пищевой промышленности является актуальным и имеет неоспоримые преимущества. СО2 - экстракты кроме основной своей функции, как пряно-ароматической добавки, являются еще и консервантами, антиоксидантами и поставщиками физиологически активных веществ для организма (в них входят: эфирные масла, жиры и ПНЖК, витамины, провитамины, ферменты, флавоноиды, дубильные, воскоподобные вещества, фосфолипиды, фитонциды и т.д.). К достоинствам СО2- экстрактов также можно отнести их широкий ассортимент и удобство дозирования.

Пастообразные продукты являются наиболее удобной структурно-агрегатной модификацией для создания рыбных продуктов заданного состава. К ним можно отнести продукты в виде кремов, паштетов, паст, ароматизированных и витаминизированных масел.

Технология приготовления пастообразных продуктов позволяет использовать рыбу пониженной товарной ценности, пищевые и потребительские свойства которой повышаются за счет дополнительного внесения ингредиентов и вкусовых добавок.

Нами предложено введение в рецептуры рыбных паштетов и кремов пряно-коптильного препарата в виде СО2- экстракта. Технология получения коптильного препарата разработана на кафедре технологии мясных и рыбных продуктов КубГТУ[1]. Препараты получают методом селективной СО2 –экстракции. Выбранные режимы СО2 –обработки, а также селективность диоксида углерода, позволяют получить пряно-коптильный препарат СО2 –экстракт, не содержащий 3,4 бенз(а)пирен, но обладающий естественным вкусом и ароматом, свойственным и коптильному дыму. Добавление такого препарата в рецептуры кремов и паштетов позволило значительно улучшает их органолептические свойства.

Разработанная нами технология производства горячих маринадов из рыбы отличается процессом предварительной термической обработки полуфабриката. Горячие маринады из рыбы представляют собой продукт готовый к употреблению, расфасованный в герметически укупориваемую тару. В состав горячих маринадов, в зависимости от рецептуры, входит рыба, фаршевые изделия из рыбы (фрикадели, тефтели, котлеты), овощной гарнир, заливка или соус.

Приготовление желейной заливки на бульоне из отходов, получаемых при разделке рыбы, позволяет решать вопросы утилизации отходов от разделки рыбы, экономии вносимого желирующего материала, повышения пищевой ценности готового продукта. При условии использования СО2 – экстрактов пряностей, их добавляют непосредственно в заливку.

Технология приготовления горячих маринадов в виде фаршевых изделий включает следующие основные процессы: измельчение рыбного филе на волчке с добавлением ингредиентов, предусмотренных рецептурой, куттерование с одновременным введением жидких рецептурных компонентов, включающих растительное масло, формование, обжаривание в растительном масле, расфасовка в потребительскую тару и заливка соусом или маринадом.

В составе жидких рецептурных компонентов использовали газожидкостные экстракты в виде СО2-экстрактов, перца черного, перца душистого, мускатного ореха, гвоздики, чеснока и др., что позволило получить новые фаршевые изделия с улучшенными органолептическими свойствами. При изготовлении фрикаделей, газожидкостные экстракты специй и ВАД вводили в пассированный лук.

В разработанной технологии производства пресервов применяли композитный СО2-экстракт, представляющий собой смесь двух экстрактов, один из которых является экстрактом из сырья растительного происхождения, а второй – животного [2].

Композитный СО2-экстракт применяли в технологии производства пресервов с целью повышения пищевой ценности и безопасности готового продукта.

Экстрактом из сырья растительного происхождения является СО2-экстракт листа грецкого ореха. Сырьем для производства данного экстракта служат листья грецкого ореха Juglans regia L., произрастающего на Кавказе.

СО2 - экстракт листа грецкого ореха представляет собой маслянистую массу от желтовато-коричневатого до желтовато-болотного цвета со слабовыраженным характерным запахом.

Основными компонентами СО2-экстракта листа грецкого ореха являются юглон, терпеноиды (кариофиллен и его аналоги, эвгенол, пинен, оцимен), флавоноиды, фитостерины и витамин Е.

Основным функциональным качеством данного экстракта является способность оказывать бактерицидное и фунгицидное действие. Входящий в состав экстракта юглон является сильным природным консервантом. Юглон обладает антиоксидантным, противоопухолевым, антисептическим, общеукрепляющим действием.

Терпеноиды обладают болеутоляющими, противовоспалительными, антимикробными, антивирусными и противоопухолевыми свойствами. Флавоноиды обладают спазмолитическим, бактерицидным, желчегонным действием, уменьшают ломкость капилляров и блокируют противовоспалительные процессы. Фитостерины обладают противовоспалительными, антиаллергическими, противоотёчными, обезболивающими свойствами.

В чистом виде СО2-экстракт листа грецкого ореха используется в пищевой промышленности в качестве натурального консерванта, а так же защищает пищевые продукты от появления плесневых и дрожжеподобных грибков. Рекомендуемые дозы внесения СО2-экстракта листа грецкого ореха в качестве консерванта при производстве пищевых продуктов от 0,03 до 0,05%.

Вторым компонентом композитного СО2-экстракта является СО2-экстракт мышечной ткани мидии черноморской.

Сырьем для производства данного вида экстракта служила мышечная ткань некондиционного моллюска, а так же отходы мышечной ткани от разделки при промышленной переработке мидии черноморской.

СО2-экстракт из мышечной ткани мидии черноморской по внешнему виду представляет собой маслянистую жидкость желтоватого цвета. Кроме этого СО2-экстракт обладает стойким специфическим ароматом мидии.

В СО2-экстракте из мышечной ткани мидии черноморской содержится около 80% жирных кислот, и жирорастворимых витаминов A, D, E, F.

Показатели качества СО2-экстракта из мышечной ткани мидии черноморской представлены в таблице

Таблица – Показатели качества СО2-экстракта из мышечной ткани черноморской мидии



Показатели качества

Характеристика

Органолептические показатели

Внешний вид

маслянистая жидкость желтого цвета

Запах

ярко выраженный запах моллюска

Вкус

вкус свойственный данному виду продукта

Плотность при 200С, г/см3

0,917–0,927

Массовая доля влаги, % не более

15

показатель преломления nD20

1,485-1,503

кислотное число, мг КОН не более

25

растворимость в растительном масле 1:10

при нагревании



полная

растворимость в спирте при нагревании 1:1

полная

В производстве пресервов из двустворчатых моллюсков композитный СО2-экстракт вносится в заливку предварительно растворенным в оливковом масле или майонезе в количестве 0,05% от массы готового продукта.

Таким образом, добавление СО2-экстрактов в рыбные продукты позволяет улучшить не только органолептические свойства, но и повысить пищевую ценность готового продукта.

Литература

1 Авдеева Т.В. Технология получения и применения коптильных и пряно-коптильных препаратов/Т.В.Авдеева, Г.И. Касьянов: КНИИХП.- Краснодар, 2003.-144с.

2 Иванова Е.Е. Композитный СО2 –экстракт из водного и растительного сырья/Е.Е. Иванова, Д.П. Фомич, А.С. Лазорская // Мат. Межд. науч.-техн. интернет конференции.- Краснодар . - 2011.- С.120-122.





Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   19




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница