Моделирование рецептурного состава комбинированных видов пюре на основе пасты из топинамбура и плодово-ягодного сырья
Автор: Ермош Л.Г.
Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Рубрика: Технология продовольственных продуктов
Статья в выпуске: 4, 2015 года.
Бесплатный доступ
Разработаны рецептурные составы комбинированных пюре на основе пасты из топинамбура и плодово-ягодного сырья с помощью математического моделирования композиций. Определены оптимальные соотношения, при которых наблюдается высокая корреляция между органолептическими показателями и содержанием биологически активных веществ. Показано, что новые виды комбинированных пюре являются продуктами высокой пищевой ценности.
Паста из топинамбура, пюре, пищевая ценность, моделирование рецептурного состава
Короткий адрес: https://sciup.org/14084261
IDR: 14084261 | УДК: 641.13:613.26
Текст научной статьи Моделирование рецептурного состава комбинированных видов пюре на основе пасты из топинамбура и плодово-ягодного сырья
Технологическая схема производства опытных партий пюре заключалась в следующем: свежую ягоду инспектировали, промывали, прогревали (пароконвекционный аппарат, t=140ºС, режим конвекции), протирали (протирочная машина). Далее соединяли с пастой из топинамбура, уваривали до содержания сухих веществ 20 % (пароконвекционный аппарат, t=140ºС, режим конвекции). Тыкву промывали, очищали от кожуры и семян, нарезали ломтиками и прогревали до размягчения (пароконвекционный аппарат, режим конвекции: t=140ºС, пар (φ)=10%), протирали, соединяли с пастой из топинамбура, прогревали (пароконвекционный аппарат, t=140ºС, режим конвекции) до содержания сухих веществ 20 %. В пюре из тыквы и черноплодной рябины вводили лимонную кислоту для активизации процесса инверсии сахарозы и формирования вкусовых качеств [2].
В работе использовали органолептические, физико-химические, биохимические методы исследований в соответствии с требованиями Технического регламента, СанПиНа и ГОСТа на данный вид продукции. Математическое моделирование, регрессионный и статистический анализ экспериментальных данных для видов пюре проводили в прикладной системе «Statistica 6». Для подтверждения достоверности различия между полученными показателями использовали критерий Манн-Уитни. При сравнении средних значений для двух выборок и множественном сравнении средних разница считалась достоверной при 95 %-м уровне значимости (р<0,05).
Результаты и их обсуждение: С целью определения оптимального соотношения пасты из топинам бура и плодово-ягодного сырья использовали различные композиции (табл. 1).
Композиции комбинированных видов пюре
Таблица 1
|
Номер композиции |
Паста из топинамбура, % |
Плодово-ягодное сырье, % |
|
1 |
80 |
20 |
|
2 |
70 |
30 |
|
3 |
60 |
40 |
|
4 |
50 |
50 |
|
5 |
40 |
60 |
|
6 |
30 |
70 |
|
7 |
20 |
80 |
Для оценки качества пюре органолептические показатели являлись определяющими . Общая органолептическая оценка качества пюре, полученных по различным рецептурам, представлена на рисунках 1–3.
a a b
012345 d c c c
80:2070:3060:4050:5040:6030:7020:80
паста:брусничное пюре
Рис. 2. Общая органолептическая оценка пюре «Рябина-топинамбур»
Рис. 1. Общая органолептическая оценка пюре «Брусника-топинамбур»
Рис. 3. Общая органолептическая оценка пюре «Тыква-топинамбур»
Примечание: (М±m, n=7)(различными буквами обозначены межгрупповые различия, множественное сравнение средних, Манн-Уитни тест, p<0,05).
Максимально высокую органолептическую оценку (4,8–5,0 баллов) получили образцы № 4, 5, 6 всех видов пюре (паста: пюре в соотношении 50 : 50; 40 : 60; 30:70). В данных композициях пюре имело насыщенный розовый цвет, выраженный аромат и кисло-сладкий вкус для брусники; темно-фиолетовый цвет, выраженный аромат и сладкий вкус для черноплодной рябины; желтый цвет, приятный аромат и сладкий вкус для тыквы, однородную пюреобразную консистенцию.
Во всех видах пюре экспериментально определяли содержание наиболее значимых биологически активных веществ: инулина, пектина, витаминов С, В 1 , кальция, железа.
Для определения оптимального соотношения рецептурных компонентов проводили регрессионный анализ экспериментальных данных. В качестве зависимых переменных были выбраны концентрации пасты и пюре (Y 1 –содержание пасты, Y 2 – содержание пюре). В качестве независимых переменных – органолептические показатели: внешний вид (Х 1 ), цвет (Х 2 ), вкус (Х 3 ), консистенция (Х 4 ) и содержание биологически активных компонентов – инулина (Х 5 ), пектина (Х 6 ), витамина С (Х 7 ), витамина В 1 (Х 8 ), кальция (Х 9 ), железа(Х 10 ).
Результаты регрессионного анализа представлены в таблице 2.
Результаты регрессионного анализа
Таблица 2
|
Варьируемые факторы |
Функция отклика |
||||||||
|
Пюре «Брусника-топинамбур» |
Пюре «Рябина-топинамбур» |
Пюре «Тыква-топинамбур |
|||||||
|
R |
R2 |
F |
R |
R2 |
F |
R |
R2 |
F |
|
|
Внешний вид, цвет |
0,94 |
0,89 |
17,55 |
0,96 |
0,92 |
12,9 |
0,94 |
0,9 |
18,0 |
|
Вкус, консистенция |
0,92 |
0,96 |
12,9 |
0,8 |
0,89 |
11,2 |
0,91 |
0,89 |
39,2 |
|
Содержание инулина, пектина |
0,99 |
0,99 |
1325,9 |
0,99 |
0,99 |
445,4 |
0,99 |
0,99 |
611,1 |
|
Содержание витаминов С, В 1 |
0,99 |
0,99 |
1497,0 |
0,99 |
0,99 |
3175,5 |
0,99 |
0,99 |
1986,7 |
|
Содержание кальция, железа |
0,99 |
0,99 |
8248,6 |
0,99 |
0,99 |
7250,1 |
0,99 |
0,99 |
8650,3 |
Примечание. Критический уровень Fтабл найден с помощью таблиц, уровень значимости в 5 %, Fтабл = 6,94.
Так как F > Fтабл, значит, представленные ниже уравнения регрессии (табл. 3) адекватно описывают опытные данные, и их можно использовать для дальнейшего анализа
Уравнения регрессии для комбинированных пюре
Таблица 3
|
Вид пюре |
Уравнения регрессии |
|
1 |
2 |
|
Брусника-топинамбур |
Y 1 = 107,327 + 4,09 Х 1 - 19,53 Х 2 Y 2 = - 7,33 - 4,09 Х 1 + 19,53 Х 2 |
|
Y 1 = - 17,62 - 23,38 Х 3 +34,35 Х 4 Y 2 = 117,63 + 23,38 Х 3 -34,35 Х 4 |
|
|
Y 1 = -33,6285 + 5,0172 Х 5 + 13,2176 Х 6 Y 2 = 133,6285 - 5,0172 Х 5 - 13,2176 Х 6 |
|
|
Y 1 = -53,4906 + 3,53 Х 7 + 2,55 Х 8 Y 2 = 153,4906 - 3,53 Х 7 - 2,55 Х 8 |
|
|
Y 1 = 251,43 - 10,181 Х 9 + 8,29 Х 10 Y 2 = -151,43 + 10,181 Х 9 - 8,29 Х 10 |
|
|
Рябина-топинамбур |
Y 1 ʹ = 101,89 + 4,5 Х 1 ʹ - 18,84 Х 2 ʹ Y 2 ʹ = 1,89 - 4,5 Х 1 ʹ + 18,84 Х 2 ʹ |
|
Y 1 ʹ = - 37,27 - 29,09 Х 3 ʹ +44,09 Х 4 ʹ Y 2 ʹ = 137,27 + 29,09 Х 3 ʹ - 44,09 Х 4 ʹ |
|
|
Y 1 ʹ = 56,2065 + 7,7905 Х 5 ʹ - 13,7287 Х 6 ʹ Y 2 ʹ = 43,7935 - 7,7905 Х 5 ʹ + 13,7287 Х 6 ʹ |
|
|
Y 1 ʹ = -59,2912 + 3,4651 Х 7 ʹ + 19,5394 Х 8 ʹ Y 2 ʹ = 159,2912 - + 3,4651 Х 7 ʹ - 19,5394 Х 8 ʹ |
|
|
Y 1 ʹ = 187,444 - 7,3931 Х 9 ʹ + 17,7684 Х 10 ʹ Y 2 ʹ = -87,44 + 7,3931 Х 9 ʹ - 17,7684 Х 10 |
Окончание табл. 3
|
1 |
2 |
|
Тыква-топинамбур |
Y 1 ʹʹ = 136,0 - 49,0 Х 1 ʹʹ + 28,0 Х 2 ʹʹ Y 2 ʹʹ = - 36,0 + 49,0 Х 1 ʹʹ - 28,0 Х 2 ʹʹ |
|
Y 1 ʹʹ = 84,47 - 22,63 Х 3 ʹʹ +14,73 Х 4 ʹʹ Y 2 ʹʹ = 15,52 + 22,63 Х 3 ʹʹ -14,73 Х 4 ʹʹ |
|
|
Y 1 ʹʹ = -50,068 + 3,839 Х 5 ʹʹ + 20,137 Х 6 ʹʹ Y 2 ʹʹ = 150,068 + 3,839 Х 5 ʹʹ + 20,137 Х 6 ʹʹ |
|
|
Y 1 ʹʹ = - 8,5184 + 2,465 Х 7 ʹʹ + 3,1874 Х 8 ʹʹ Y 2 ʹʹ = 108,5184 - 2,465 Х 7 ʹʹ - 3,1874 Х 8 ʹʹ |
|
|
Y 1 ʹʹ = 217,4824 - 6,369 Х 9 ʹʹ - 5, 9642 Х 10 ʹʹ Y 2 ʹʹ = - 117,4824 + 6,369 Х 9 ʹʹ + 5, 9642 Х 10 ʹʹ |
Зависимость между анализируемыми показателями носит линейный характер. Графическое изображение моделей на примере пюре «Брусника-топинамбур» представлено на рисунках 4–8.
3D Surface Plot of у1 against х1 and х2 9v*10c у1 = 107,327+4,086*x-19,5325*y
3D Surface Plot of у2 against х1 and х2 9v*10c у2 = -7,327-4,086*x+19,5325*y
■ > 80
■ < 80
□ < 60
< 40
< 20
□< 0
■ > 100
■ < 100
□ < 80
< 60
< 40
□ < 20
Рис. 4. Концентрация пасты (1) и брусничного пюре (2) по внешнему виду и цвету
3D Surface Plot of у1 against х3 and х4 9v*10c у1 = -17,6289-23,3814*x+34,3505*y
3D Surface Plot of у2 against х3 and х4 9v*10c у2 = 117,6289+23,3814*x-34,3505*y
■ > 120
■ < 120
■ < 100
п < 80
< 60
о < 40
□ < 20
□< 0
■ > 100
■ < 100
о < 80
п < 60
< 40
о < 20
□< 0
□ < -20
Рис. 5. Концентрация пасты (1) и брусничного пюре (2) по вкусу и консистенции
3D Surface Plot of У1 against Х4 and Х5 11v*10c
У1 = -33,6285+5,0172*x+13,2176*y
3D Surface Plot of У2 against Х4 and Х5 11v*10c
У2 = 133,6285-5,0172*x-13,2176*y
■ > 80
■ < 80
■ < 70
< 60
< 50
< 40
< 30
■ < 20
■ > 80
■ < 80
о < 70
< 60
< 50
□ < 40
□ < 30
□ < 20
Рис. 6. Концентрация пасты (1) и брусничного пюре (2) по содержанию инулина и пектиновых веществ
3D Surface Plot of У1 against Х6 and Х7 11v*10c
3D Surface Plot of У2 against Х6 and Х7 11v*10c
У2 = 153,4906-3,522*x-2,5462*y
У1 = -53,4906+3,522*x+2,5462*y
■ > 80
■ < 80
о < 70
□ < 60
□ < 50
< 40
< 30
о < 20
Рис. 7. Концентрация пасты (1) и брусничного пюре (2) по содержанию витаминов С и В 1
3D Surface Plot of У1 against Х8 and х9 11v*10c
У1 = 251,4329-10,181*x+8,2956*y
3D Surface Plot of У2 against Х8 and х9 11v*10c
У2 = -151,4329+10,181*x-8,2956*y
■ > 90
■ < 90
■ < 80
□ < 70
< 60
□ < 50
< 40
< 30
□ < 20
■ > 80
■ < 80
о < 70
< 60
< 50
о < 40
< 30
< 20
□ < 10
Рис. 8. Концентрация пасты (1) и брусничного пюре (2) по содержанию кальция и железа
Аналогичные модели имеют пюре «Рябина-топинамбур», пюре «Тыква-топинамбур».
Полученные модели использовали для определения оптимального соотношения рецептурных компонентов пюре. На основании экспериментальных исследований установлены минимальные и максимальные пределы функций.
Определяющим критерием для фиксирования пределов считали органолептические показатели (см. рис. 1–3). Для предложенных композиций неравенства приняли следующий вид:
|
Пюре «Брусника-топинамбур» |
Пюре «Рябина-топинамбур» |
Пюре «Тыква-топинамбур» |
|
30,0≤ Y 1 ≤ 50,0 50≤ Y 2 ≤ 70,0 |
30,0≤ Y 1 ʹ ≤ 50,0 50,0≤ Y 2 ʹ ≤ 70,0 |
30,0≤ Y 1 ʹʹ ≤ 50,0 50,0≤ Y 2 ʹʹ ≤ 70,0 |
Минимальные и максимальные значения варьируемых компонентов составили:
|
Пюре «Брусника-топинамбур» |
Пюре «Рябина-топинамбур» |
Пюре «Тыква-топинамбур» |
|
4,0≤ Х 1 ≤ 5,0 |
4,0≤ Х 1 ʹ ≤ 5,0 |
4,0≤ Х 1 ʹʹ ≤ 5,0 |
|
4,5 ≤ Х 2 ≤ 5,0 |
4,5 ≤ Х 2 ʹ ≤ 5,0 |
4,5 ≤ Х 2 ʹʹ ≤ 5,0 |
|
4,5 ≤ Х 3 ≤ 5,0 |
4,5 ≤ Х 3 ʹ ≤ 5,0 |
4,5 ≤ Х 3 ʹʹ ≤ 5,0 |
|
4,5 ≤ Х 4 ≤ 5,0 |
4,5 ≤ Х 4 ʹ ≤ 5,0 |
4,5 ≤ Х 4 ʹʹ ≤ 5,0 |
|
6,0 ≤ Х 5 ≤ 8,4 |
7,0 ≤ Х 5 ʹ ≤ 9,6 |
7,1 ≤ Х 5 ʹʹ ≤ 9,4 |
|
3,4 ≤ Х 6 ≤ 4,1 |
4,4 ≤ Х 6 ʹ ≤ 4,5 |
4,4 ≤ Х 6 ʹʹ ≤ 4,5 |
|
26,1 ≤ Х 7 ≤ 32,0 |
29,1 ≤ Х 7 ʹ ≤ 35,0 |
29,4 ≤ Х 7 ʹʹ ≤ 34,5 |
|
0,4 ≤ Х 8 ≤ 0,42 |
0,41 ≤ Х 8 ʹ ≤ 0,49 |
0,42 ≤ Х 8 ʹʹ ≤ 0,5 |
|
19,0 ≤ Х 9 ≤ 22,0 |
20,0 ≤ Х 9 ʹ ≤ 23,3 |
19,7 ≤ Х 9 ʹʹ ≤ 22,4 |
|
1,04 ≤ Х 10 ≤ 1,33 |
1,55 ≤ Х 10 ʹ ≤ 1,7 |
1,54 ≤ Х 10 ʹʹ ≤ 1,72 |
На основании разработанных математических моделей определено оптимальное соотношение рецептурных компонентов комбинированных пюре: для пюре «Брусника-топинамбур» оно составило 40,17: 59,8 (паста : пюре); для пюре «Рябина - топинамбур» – 49,9 : 50,1; «Тыква-топинамбур» – 50,82 : 49,18. При данных концентрациях наблюдалась максимально высокая корреляция между органолептическими показателями и содержанием биологически активных веществ.
Таким образом, были созданы рецептуры комбинированных пюре на основе пасты из топинамбура с заданным содержанием биологически активных веществ (табл. 4).
Содержание биологически активных веществ в пюре (100 г)
Таблица 4
|
Показатель |
Пюре «Брусника-топинамбур» (40,2 : 59,8) |
Пюре «Рябина-топинамбур» (49,9 : 50,1) |
Пюре «Тыква-топинамбур» (50,8 : 49,2) |
|
Инулин (Х 5 ), г |
7,0 |
7,1 |
7,0 |
|
Пектин (Х 6 ), г |
3,7 |
4,47 |
4,5 |
|
Тиамин (Х 7 ), мг |
0,37 |
0,41 |
0,49 |
|
Витамин С,(Х 8 ), мг |
23,6 |
29,1 |
23,1 |
|
Кальций (Х 9 ), мг |
20,8 |
22,3 |
24,8 |
|
Железо (Х 10 ), мг |
1,2 |
1,55 |
1,6 |
В таблице 5 приведены данные по обеспечению суточной потребности организма человека в пищевых веществах за счет 50 г новых видов пюре – из расчета того, что в натуральном виде употребление фруктово- (плодово)-ягодного пюре рекомендовано не более 50 г в сутки.
Таблица 5
|
Содержание пищевых веществ |
Суточная потребность мг, г/сутки |
Пюре «Рябина-топинамбур» |
Пюре «Тыква-топинамбур» |
Пюре «Брусника-топинамбур» |
|
Инулин, г |
10 |
3,5 |
3,5 |
3,5 |
|
Обеспечение суточной потребности, % |
35,0 |
35,0 |
35,0 |
|
|
Пектин, г |
2 |
2,2 |
2,3 |
1,8 |
|
Обеспечение суточной потребности , % |
110,0 |
115,0 |
90,0 |
|
|
Витамин С, мг |
90,0 |
11,0 |
14,6 |
11,8 |
|
Обеспечение суточной потребности, % |
12,2 |
16,2 |
13,0 |
|
|
Витамин В 1 , мг |
1,5 |
0,2 |
0,3 |
0,2 |
|
Обеспечение суточной потребности, % |
13,3 |
13,3 |
13,3 |
|
|
Железо, мг |
18 /10 |
0,8 |
0,8 |
0,6 |
|
Обеспечение суточной потребности, % |
4,4/8,0 |
4,4/8,0 |
2,7/5,0 |
|
|
Кальций, мг |
1000 |
11,2 |
11,5 |
10,5 |
|
Обеспечение суточной потребности, % |
1,12 |
1,15 |
1,15 |
Оценка пищевой ценности новых видов комбинированных пюре (50 г)
Выводы. Проведенные исследования показали, что за счет 50 г пюре суточную потребность человека можно обеспечить: в инулине на 30,0–36,0 %; пектине – на 80,0–110,0; витамине С – на 12,0–16,2; В 1 – 13,3 %, в зависимости от вида пюре. Содержание данных веществ в пюре составляет более 10 % суточной физиологической потребности, что дает основание считать их физиологически-функциональными пищевыми ингредиентами (ГОСТ Р 52349-2005), новые виды комбинированных пюре – продуктами высокой пищевой ценности – и использовать их в для обогащения рецептурного состава различных видов продуктов.
Список литературы Моделирование рецептурного состава комбинированных видов пюре на основе пасты из топинамбура и плодово-ягодного сырья
- ГОСТ Р 52349-2005. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения. -М.: Стандар-тинформ, 2006. -9 с.
- ГОСТ Р 52467-2005. Продукты переработки фруктов, овощей и грибов. Термины и определения. -М.: Стандартинформ, 2007. -10 с.
- Сафронова Т.Н. Ермош Л.Г., Березовикова И.П. Новый вид продукта переработки топинамбура//Вестник КрасГАУ. -2010. -№ 9. -С.168-174.
