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

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

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.

Статья научная