Комплексная оценка качества пищевого продукта

Качество крупяных продуктов в соответствии с нормативно-технической документацией определяется рядом показателей. В научных исследованиях и в практической деятельности для характеристики качества продукции часто требуется использовать один показатель и лучше, если он наиболее полно и точно его оценивает. Таким обобщающим показателем может быть комплексный показатель качества (КПК), который может включать все показатели качества и их значимость в общей количественной оценке [1]. Для решения оптимизационных задач, связанных с усовершенствованием существующих технологий, разработкой новых технологий и расширением ассортимента продукции, КПК должен учитывать группы показателей, определяющих ее качество и эффективность технологического процесса.

Как известно, математика принципиально абстрагируется от свойств конкретных предметов или процессов и рассматривает только их идеальные математические модели и взаимосвязи между этими моделями. Поэтому и математическая модель качества может рассматриваться как некоторая абстрактная система отдельных свойств, имеющих разную степень сложности. Эта модель качества, в силу своего абстрактного характера, в принципиальном отношении абсолютно одинакова для самых различных видов продукции. В то же время использование в этой модели значений конкретных показателей свойств качества, характерных для того или иного конкретного вида продукции, позволяет перейти от общей абстрактной модели качества вообще к определенной модели качества реально существующего вида продукции.

Цель данной роботы: разработать комплексный показатель качества "воздушных" гречневых зерен, полученных с использованием нового физического эффекта в технологии производства крупы, а именно электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ) с учетом специфики формирования их качества.

Объекты и методы исследований

Объектом исследований были "воздушные" гречневые зерна, полученные с использованием электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ).

Определение органолептических, физических и химических показателей проводили согласно методикам, представленным в ГОСТах на «Зерно и продукты его переработки». Группу показателей пищевой ценности определяли расчетным путем.

Разработка КПК заключалась в обосновании отдельных показателей качества, включенных в комплексный показатель, в определении их значимости и составлении математической модели показателя, а также внедрении шкал оценивания отдельных показателей качества.

При выборе коэффициентов весомости пользовались методом экспертных оценок. Выборка составила 40 анкет, заполненных экспертами с соответствующей профессиональной подготовкой. Для обработки анкет использовали метод математической статистики.

Результаты и их обсуждение

Качество продукции измеряется определенным количеством отдельных показателей, то есть качество является суммой отдельных составляющих. Каждая составляющая имеет разный вес в общей сумме, поэтому общая математическая модель КПК имеет вид:

КПК = ΣМіКі , где Мі - коэффициент весомости і-го показателя качества; Кі - составляющая качества, приведенная к единой шкале измерения.

Составленное иерархическое дерево свойств «воздушных» гречневых зерен показало необходимость оценки качества на четырех уровнях (нулевом, первом, втором и третьем).

На первом уровне находятся три группы показателей, а именно: физикохимические (Р 1 ), органолептические (Р 2 ), пищевая ценность (Р3). На втором уровне указанные показатели качества состоят из ряда единичных - дифференциальных -показателей, которыми являются:

• -    Р 1¹ , Р 1² , Р 1³ , Р 1⁴ , Р 1⁵ , Р 1⁶ , Р 1⁷ -соответственно влажность, объемная масса, кислотность, содержание декстринов, количество нешелушеных зерен, переход сухих веществ в воду, степень набухаемости;

• -    Р 2¹ , Р 2² , Р 2³ , ^Р24 - соответственно внешний вид, цвет, запах, вкус;

• -    Р 3¹ , Р 3² , Р 3³ - соответственно пищевая ценность, энергетическая ценность, биологическая ценность.

На третьем уровне указанные показатели качества состоят из ряда единичных -дифференциальных - показателей, которыми являются:

• -    содержание белков Р 3¹¹ , жиров Р 3¹² , углеводов Р 3¹³ ;

• -    аминокислотный скор незаменимых аминокислот: валин Р 3³¹ , лизин Р 3³² , лейцин Р 3³³ , изолейцин Р 3³⁴ , треонин Р 3³⁵ , триптофан Р 3³⁶ , тирозин Р 3³⁷ , метионин Р 3³⁸ .

Определив иерархическую структуру показателей качества воздушных гречневых зерен, стало возможным разработать математическую модель, которая позволит рассчитывать КПК для этой продукции.

В соответствии с принципами квали-метрии каждое свойство, что формирует качество, имеет свою весомость.

На этом этапе придерживались следующих требований:

∑Мі = 1 та 0 ≤ Мі ≤ 1, где Мі – коэфициент весомости і-го показателя качества.

После статистически-математической обработки были найдены коэффициенты весомости М 1 = 0,22; М 2 = 0,32 ; М 3 = 0,46. Для І-го уровня математическая модель будет выглядеть:

КПК = М 1 К 1 +М 2 К 2 + М 3 К 3 = 0,22К 1 + 0,32К 2 + 0,46К 3 .

Аналогично было проведено определение коэффициентов весомости на втором и третьем уровнях.

Для расчета КПК необходимо было определить показатели качества "воздушных" гречневых зерен для различных режимов их производства и перевести их в единую шкалу измерения. Использовали метод, при котором для каждого показателя качества разработана шкала оценки качества от 0 до 5 баллов [2]. Физические величины показателей качества "воздушных" гречневых зерен, полученных при различных режимах обработки зерна гречихи в ЭМП СВЧ, были переведены в баллы в соответствии с разработанными шкалами.

Особенно важна разработка таких шкал для органолептических показателей качества, которые не имеют физических методов их измерения.

Если показатели качества выражены в баллах по выбранным шкалам с пометкой Кi, то математическая модель КПК выглядит так:

КПК = 0,22(0,1×К11 + 0,2×К12 + 0,1×К13 + 0,2×К14 + 0,1×К15 + 0,2×К16 + 0,1×К17) + 0,32(0,25×К21 + 0,25×К22 + 0,25×К23 + 0,25×К24) + 0,46[0,2×(0,4×К311 + 0,3×К312 + 0,3×К313) + 0,3× К32 + 0,5× (0,1×К331 + 0,1×К332 + 0,2×К333 + 0,1×К334 + 0,2×К335 + 0,2×К336 + 0,1×К337)], где Кі j – значения определяемых показателей качества «воздушных» гречневых зерен.

В исследованиях при разработке технологии «воздушных» гречневых зерен КПК был использован для выбора оптимальной влажности зерна гречихи при обработке в ЭМП СВЧ. КПК в этом процессе выступал параметром оптимизации. В таблице приведены результаты расчета КПК готового продукта - «воздушных» гречневых зерен - при обработке зерна гречихи в электромагнитном поле сверхвысоких частот при различной начальной влажности зерна.

Таблица - Результаты расчетов КПК для «воздушных» гречневых зерен

	№ п/п	Показатели качества	Коэффицие нты весомости	Количество баллов
				Влажность зерна, %
				12,0	13,5	15,0	16,0	17,0	18, 0
Р 1		Физико-химические	0,22
	1	Влажность воздушных гречневых зерен	0,1	5	5	5	5	5	5
	2	Объемная масса	0,2	4	5	5	5	5	5
	3	Кислотность	0,1	5	5	5	5	5	5
	4	Содержание декстринов	0,2	4	4	5	5	4	4
	5	Содержание неошелушенных зерен	0,1	5	1	3	1	2	1
	6	Переход сухих веществ в воду	0,2	4	4	5	4	4	4
	7	Набухание	0,1	3	4	4	4	4	5
Р 2		Органолептические	0,32
	1	Внешний вид	0,25	3,5	4,0	4,0	4,5	4,5	4,0
	2	Цвет	0,25	3,5	4,5	5,0	5,0	5,0	4,0
	3	Запах	0,25	3,5	4,5	4,5	5,0	5,0	5,0
	4	Вкус	0,25	3,5	4,5	4,5	5,0	5,0	5,0
Р 3		Пищевая ценность	0,46
	1	Химический состав: содержание белков, жиров, углеводов	0,2	4,4	4,3	3,9	4,2	4,3	4,4
	2	Энергетическая ценность	0,3	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
	3	Биологическая ценность	0,5	4,0	3,9	3,9	3,9	3,8	3,7
КПК, баллы				4,06	4,28	4,42	4,48	4,44	4,3 1

Анализ результатов исследований, приведенных в таблице, показал, что комплексный показатель качества высокий у «воздушных» гречневых зерен, изготовленных из зерна с начальной влажностью 16%. Решающую роль в получении высокой оценки сыграли органолептические показатели. Также он достаточно высок для влажности 15% и 17%. То есть, эти режимы обеспечивают высокое качество готового продукта.

В ходе дегустации установлено, что «воздушные» гречневые зерна являются продуктом, готовым к употреблению, то есть продуктом, который не требует кулинарной обработки.

Заключение и выводы

• 1.    Таким образом, проведенные исследования позволили разработать математическую модель комплексного показателя качества «воздушных» гречневых зерен. КПК учитывает пищевую ценность, органолеп-

• тические и физико-химические показатели качества «воздушных» гречневых зерен.

• 2.    В технологических оптимизационных задачах КПК можно использовать в качестве критерия оптимальности, который характеризует качество готового продукта по всей сумме показателей.

• 3.    В процессе разработки технологии «воздушных» гречневых зерен КПК был использован в качестве критерия оптимальности при выборе оптимальных параметров увлажнения зерна гречихи перед обработкой.