Модель изменения физико-химических показателей плодов мелкоплодных яблонь в зависимости от срока хранения

При использовании местного сырья следует учитывать, что условия Сибири и Севера характеризуются специфичностью состава почвы, воды, воздуха, своеобразием биохимических процессов. Красноярский край, как и многие районы Сибири, отличается особыми климатическими условиями. Бурное развитие в этих районах промышленности значительно изменило экологическую обстановку. В этих условиях приобретает огромное значение комплекс мероприятий, направленных на сохранение здоровья населения. В условиях Сибири значительные трудности представляет круглогодичное обеспечение населения фруктами и изделиями из них. Большую роль в решении этой проблемы представляет местная сырьевая база [1, 2].

Изучению этих вопросов до сих пор не уделялось должного внимания. Поэтому разработка научно обоснованной технологии получения полуфабриката из замороженных плодов мелкоплодных яблонь Красноярского края приобретает в настоящее время особую актуальность.

Цель работы: разработать модель изменения физико-химических показателей мелкоплодных яблок и методику ее применения для проведения исследований замороженного сырья и прогнозирования оптимальной температуры, предельного срока хранения, обеспечивающих качество продукта.

Модель изменения физико-химических показателей замороженных мелкоплодных яблок в зависимости от срока хранения (мес.) и температуры хранения (⁰С) включает в себя оценки плодов сорта Доб-рыня по содержанию сухих веществ (%) и общего сахара (%), титруемой кислотности (%), содержанию пектиновых веществ (%) и витамина С (мг/100г).

Оценка содержания сухих веществ в плодах сорта Добрыня (y 1 , %) представлена следующей зависимостью (рис. 1):

b 2 b x 3 b x x ²

y 1 = b 0 + b 1 • x 1 + — + b ₃ • x 1 + —2 + b ₅ • — + b ₆ • x 1 + — + + b ₈ • —2 + b 9 • — x ₂ x ₂ x ₂ x ₂ x ₂ x ₂

где x 1 – срок хранения, мес.; x 2 – температура хранения, ⁰С; b 0 =21,306, b 1 =0,422, b 2 =-45,070, b 3 =-0,109, b 4 =827,965, b 5 =1,427, b 6 =0,006, b 7 =-4893,942, b 8 =-50,154, b 9 =0,638 – коэффициенты регрессии. Коэффициент детерминации 98,74 %, относительная погрешность 4,40 %.

Рис. 1. Зависимость содержания сухих веществ в плодах сорта Добрыня

Оценка содержания общего сахара в плодах сорта Добрыня (y 2 , %) представлена следующей зависимостью (рис. 2):

У 2 = b 0 + b 1 ' x 1 + ~ + b 3 ' x 2

x ₂

bx ₃

+ — + Ь5--+ b6 • x1

x2

b xx

Г 3 + b8   2 + b9

x2       x2

где x 1 – срок хранения, мес.; x 2 – температура хранения, ⁰С; b 0 =10,371, b 1 =-0,450, b 2 =-133,719, b 3 =-0,001, b 4 =2579,214, b 5 =15,889, b 6 =0,001, b 7 =-15292,800, b 8 =-166,446, b 9 =-0,159 – коэффициенты регрессии. Коэффициент детерминации 98,08 %, относительная погрешность 4,35 %.

Рис. 2. Зависимость содержания общего сахара в плодах сорта Добрыня

Оценка титруемой кислотности в плодах сорта Добрыня (y 3 , град) представлена следующей зависимостью (рис. 3):

b 2 b x ₃ b x x ²

У 3 = b0 + bl • X1 + — + b3 • X1 + — + b5--+ b 6 • X1 + -Г + b8 • — + b9--

,

x ₂             x ₂        x ₂             x ₂        x ₂        x ₂

где x 1 – срок хранения, мес.; x 2 – температура хранения, ⁰С; b 0 =-0,500, b 1 =0,365, b 2 =139,849, b 3 =-0,020, b 4 =-2521,420, b 5 =-11,111, b 6 =0,001, b 7 =14274,514, b 8 =111,781, b 9 =0,215 – коэффициенты регрессии. Коэффициент детерминации 98,53 %, относительная погрешность 4,89 %.

Рис. 3. Зависимость оценки титруемой кислотности в плодах сорта Добрыня

Оценка содержания пектиновых веществ в плодах сорта Добрыня (y 4 , %) представлена следующей зависимостью (рис. 4):

b ₂ b x ₃

У 4 = b 0 + b 1 • * 1 + 2- + b ₃ • x 1 + 2 + b ₅ • ' + b ₆ • x 1

x ₂             x ₂        x ₂

bx

+ —T + b8 • — + b9

x ₂³        x ₂ ²

•

x 1 ²

x ₂

где x 1 – срок хранения, мес.; x 2 – температура хранения, ⁰С; b 0 =4,179, b 1 =-0,448, b 2 =-104,952, b 3 =0,019, b 4 =1844,026, b 5 =14,440, b 6 =0,001, b 7 =-10232,228, b 8 =-121,041, b 9 =-0,613 – коэффициенты регрессии. Коэффициент детерминации 99,32 %, относительная погрешность 4,91 %.

Рис. 4. Зависимость оценки содержания пектиновых веществ в плодах сорта Добрыня

Оценка содержания витамина С в плодах сорта Добрыня (y 5 , мг/100г) представлена следующей зависимостью (рис. 5):

У 5 = Ь 0 + Ь ' X i + — + Ь 3 • x 2

x ₂

+

b x ₃

— + b5--+ Ьб • X.

x ₂        x ₂

+

b ₇ x ₂ ³

x

^{+ Ь} 8 ' 7

x ₂

+ b9 • ^

x ₂

,

где x 1 – срок хранения, мес.; x 2 – температура хранения, ⁰С; b 0 =22,175, b 1 =-1,627, b 2 =78,930, b 3 =0,249, b 4 =-856,089, b 5 =27,218, b 6 =-0,017, b 7 =2092,114, b 8 =-286,539, b 9 =-0,630 – коэффициенты регрессии. Коэффициент детерминации 98,53 %, относительная погрешность 4,89 %.

Рис. 5. Зависимость оценки содержания витамина С в плодах сорта Добрыня

В целом по модели коэффициент детерминации превышает 95%, а относительная погрешность не превосходит 5 %, поэтому модель была использована в прогнозных целях. В результате расчетов найдена оптимальная температура хранения замороженных плодов минус 18,023 0С, что отклоняется от значения минус 18 0С, найденного экспериментально, менее чем на 2%.

Вывод . Разработанная математическая модель и методика ее применения позволили определить оптимальную температуру хранения замороженных плодов минус 18,023 ⁰С и предельные сроки хранения до 6 месяцев, при которых не происходит существенных изменений физико-химических показателей продуктов.