Оценка качества соусов на основе растительных масел с использованием карт Шухарта

Введение. В настоящее время для производства соусов на основе растительных масел по типу «масляные экстракты» существуют технологии, включающие сушку, измельчение, смачивание растворителем, растирание смоченного сырья, экстракцию растительным маслом или животным жиром, при этом сушку растительного сырья осуществляют в инфракрасной сушилке; измельчение проводят до размера частиц 100– 200 мк; для смачивания используют растворитель, представляющий собой этиловый спирт 40°, или 10 % [1]. Недостатком данного способа является его трудоемкость и длительность технологического цикла, также указанные способы отличаются сложностью и габаритностью техно- логического оборудования, энергоемкостью, зачастую потерей важных для питания нутриентов.

Другой способ предусматривает экстракцию путем настаивания на растительном масле при регулярном перемешивании в течение 10 дней в темном месте при температуре 40 °С [2, 3], или при температуре 50–60 oС в течение 36–72 ч [4], либо экстракцию проводят растительным маслом в соотношении сырье : экстрагент 1 : 6–20 на кипящей водяной бане в течение 6 ч и перед фильтрацией сырье отжимают [5, 6].

При анализе патентно-информационных источников также авторами использовался термин «салатное масло», технологии получения которого основаны на смешивании различных масел [7–10]. Недостатком перечисленных способов является снижением количества биологически активных веществ в готовом продукте, а также повышение контаминации продукции вследствие смешивания масел без дополнительной высокотемпературной обработки.

Согласно терминологии технического регламента Таможенного союза 024/2011 «Технический регламент на масложировую продукцию», понятие «масляный экстракт» и «салатное масло» утратили свое значение, вводится понятие «соусов на основе растительных масел».

Цель исследования: изучение влияния технологических параметров на обработку растительного сырья с использованием контрольных карт Шухарта.

Задачей исследования является применение количественных контрольных карт при анализе соусов на основе растительных масел.

Материалы и методы исследования. Предлагаемая технология получения соусов на основе растительных масел позволяет сократить продолжительность экстракции для обеспечения сохранности экстрагируемых биологически активных веществ из растительного сырья.

Основным сырьем для получения соусов являются масло растительное нерафинированное недезодорированное по ГОСТ 1129-93 [11] и вкусо-ароматические компоненты – укроп и петрушка по ГОСТ 16732-71 [12], перец красный сладкий молотый по ГОСТ Р ИСО 7540-2008 [13], перец черный душистый молотый по ГОСТ 29045-91 [14], чеснок по ГОСТ 16729-71 [15].

Для выделения экстрактивных веществ из сухого сырья и перехода его в масляную фракцию использовался принцип кавитационного поля. Обработка сырья заключается в последовательности этапов: приемка сырья → оценка качества сырья → составление смеси → гидромеханическая обработка (совмещает этапы гомогенизации и пастеризации) → фасование → маркировка → охлаждение → хранение.

Обработка сырья длится в течении 15–30±2 мин при постоянной температуре 30–50±2 °С.

Рецептурное соотношение ингредиентов масло растительное : сухой компонент (укроп, или перец красный сладкий молотый, или перец черный душистый молотый, или чеснок) как 30 : 10. Далее продукт проходит процесс очистки центрифугированием.

Оценка качества экспериментальных образцов производилась с использованием контрольных карт по количественному признаку, образцы представлены в таблице 1.

Таблица 1

Описание экспериментальных образцов соусов на основе растительных масел

Номер образца	Номер выборки	Температура, ° С	Продолжительность обработки, мин	Номер образца	Номер выборки	Температура, ° С	Продолжительность обработки, мин
1	1	30±2	15±2	11	1	50±2	15±2
2	2	30±2	15±2	12	2	50±2	15±2
3	3	30±2	15±2	13	3	50±2	15±2
4	4	30±2	15±2	14	4	50±2	15±2
5	5	30±2	15±2	15	5	50±2	15±2
6	6	30±2	30±2	16	6	50±2	30±2
7	7	30±2	30±2	17	7	50±2	30±2
8	8	30±2	30±2	18	8	50±2	30±2
9	9	30±2	30±2	19	9	50±2	30±2
10	10	30±2	30±2	20	10	50±2	30±2

Данные карты представляют собой сочетание двух графиков или карт, осуществляющих контроль за изменением значений. Контрольные карты можно использовать:

• •    как сигнал о том, что в процессе произошло некоторое изменение, так и в качестве оценки величины изменения, для которого требуется коррекция;

• •    исключительно как сигнал о том, что в процессе произошло некоторое изменение, чтобы работник осознал, что процесс требует его внимания;

• •    для получения оценок числа случаев в прошлом, когда в процессе возникали изменения, и установления на их основе причин, вызывающих эти изменения;

• •    как меру качества продукции для классификации по периодам.

Контрольная карта выборочных средних X - R , или X-карта, применяется для описания характеристики расположения центра, относительно которого происходит разброс (группирование) значений показателя внутри выборок, и его изменчивости по мере протекания процесса во времени. Эта карта применялась при измерении регулируемого показателя – количество осадка, %, при сочетании параметров «температура» (30–50±2 °С) и «продолжительность обработки» (15–30±2 мин) экспериментальных образцов масляных экстрактов. При построении контрольных карт данные собирали небольшими подгруппами постоянного объема (5 выборок) с периодическим отбором подгрупп (каждые 15 мин). Для расчета границ регулирования используют следующие формулы [16–18]:

UCL X , LCL X = Х ± A ⋅ R , (1)

где UCL X – верхняя граница; LCL X – нижняя граница; ^Х – среднее значение средней выборки; А 2 – постоянный коэффициент;

UCL R = Д 3 ⋅ R , (2)

где UCL R – верхняя граница; Д 3 – постоянный коэффициент;

LCL R = Д 4 ⋅ R , (3)

где LCL R – нижняя граница; Д 4 – постоянный коэффициент.

Результаты исследования. Проанализированы требования ГОСТ Р 31755-2012 [16] и конкретизированы органолептические характеристики экспериментальных образцов соусов на основе растительных масел (табл. 2).

Полученные данные органолептических характеристик по экспериментальным образцам различаются только по количеству определяемого осадка в масляной взвеси. Поэтому следует подробно рассмотреть зависимость технологических параметров (температуры и продолжительности обработки сырья) с помощью количественной контрольной карты ( X - R ), карты Шухарта на примере исследования показателя «осадок» при экстрагировании укропа.

Для анализа стабильности технологического процесса получения масляных экстрактов применялись статистические методы управления качеством. В качестве инструмента анализа выбрана контрольная карта по количественному признаку ( X - R карта ). На рисунке 1 представлены графики изменения показателя «осадок» при сочетании параметров «температура» (30±2 °С) и «продолжительность обработки» (15–30 мин).

При использовании данного температурного режима процентное соотношение осадка находится в пределах 17,4–14,6 %, что указывает на вариабельность процесса. Несмотря на то, что по графику X - карта локализуется у средней линии, это тем самым говорит о приближении к средним параметрам осадка (%), по графику R – карта разброс увеличен, следовательно можно заявить о нестабильности процесса, и показатель «осадок» неуправляем при температуре обработки 30±2°С. Также отмечено, что в выборках № 6–10 приближение стандартного отклонения (по R – карте) к центральной (CL R ) и нижней (LCL R ) границам, тем самым можно говорить о стабильности «осадка» при выдержке 30 мин.

Таблица 2

Показатель		Сырье*
		Укроп	Петрушка	Перец душистый	Перец красный сладкий (паприка)	Чеснок
о Т- OI Z Q. КО О	Внешний вид и консистенция	Наблюдается расслоение по фракциям с выделением осадка от 14,6 до 17,4 %		Наблюдается расслоение по фракциям с выделением осадка от 14,2 до 16,0 %
	Цвет	От насыщенно желтого до светлозеленого с вкраплениями по всей массе зеленой фракции используемого ингредиента		От насыщенно желтого до серожелтого с вкраплениями по всей массе фракции используемого ингредиента	От насыщенно желтого до красно-желтого с вкраплениями по всей массе фракции используемого ингредиента	Насыщенно желтый с вкраплениями по всей массе фракции используемого ингредиента
	Вкусоароматический букет	Вкус и аромат соответствует используемому ингредиенту
о 1 Т- OI Z =Г со 05 КО О	Внешний вид и консистенция	Наблюдается расслоение по фракция с выделением осадка от 14,2 до 16,0%		Наблюдается расслоение по фракция с выделением осадка от 14,2 до 16,0 %
	Цвет	От насыщенно желтого до светлозеленого с вкраплениями по всей массе зеленой фракции используемого ингредиента		От насыщенно желтого до серожелтого с вкраплениями по всей массе фракции используемого ингредиента	От насыщенно желтого до красно-желтого с вкраплениями по всей массе фракции используемого ингредиента	Насыщенно желтый с вкраплениями по всей массе фракции используемого ингредиента
	Вкусоароматический букет	Вкус и аромат соответствует используемому ингредиенту

*Примечание: исходное сырье – в сухом виде.

Оценка органолептических показателей растительных соусов

На рисунке 2 представлены графики измене-  метров «температура» (50±2 °С) и «продолжи- ния показателя «осадок» при сочетании пара-  тельность» обработки (15–30 мин).

x0 O4 oT « О 18 о 1 14 ft 10

• ••••••••• 17,4                                                   17,4 15,6 15,6 16 16,6 16,2         16,2 •——•——•——•—•—•—•--•--•--• 0           2           4            6            8           10           12 номер выборки —•— Х ̅ —•— CL Х ̅     UCLх     LCLх

а

CL X = 16,04; UCL X =19,85; LCL X =12,23

X - карта (UCL X – верхняя граница; LCL X – нижняя граница;

CL X = X – центральная линия)

номер выборки

—•— R —•— CLR —•— UCLR —•— LCLR

б

CL R = 4,00 ; UCL R =13,95; LCL R =0

R – карта (UCL R – верхняя граница; LCL R – нижняя граница;

CL R =  – центральная линия)

Рис. 1. Контрольная карта для количественных данных (X - R карта ) при анализе параметров «температура» (30±2 °С) и «продолжительность обработки» (15–30 мин)

По графику X - карта локализуется у средней линии в границах 1σ, и можно судить о постоянных значениях параметра «осадок» (%). По графику R– карта разброс в пределах 1σ, в выборках № 11–15 приближение стандартного отклонения (по R– карте) к центральной (CLR) границе, в выборках № 16–20 приближение стандартного отклонения (по R– карте) к нижней (LCLR) границе на расстоянии от средней линии в границах 2σ, следовательно можно говорить о стабильности «осадка» при выдержке 15–30 мин при температуре 50±2 °С. При увеличении продолжительности обработки более 30 мин процесс будет также не стабилен.

16,0   16,0

_15,6    15,8   15,8

о

14 НН св к

& О tt О о

0             2             4             6             8            10            12

номер выборки

—•— Х̅ —•— CL Х̅    UCLх —•— LCLх

а

CL X = 15,50; UCL X =17,35; LCL X =13,65;

X - карта (UCL X – верхняя граница; LCL X – нижняя граница;

CL X = X – центральная линия)

номер выборки

—•— R —•— CLR —•— UCLR —•— LCLR

б

CL R = 3,20 ; UCL R =6,76; LCL R =0;

Я– карта (UCL R верхняя граница; LCL R – нижняя граница;

CL R =  – центральная линия)

Рис. 2. Контрольная карта для количественных данных (X - R карта ) при анализе параметров «температура» (50±2 °С) и «продолжительность обработки» (15–30 мин)

Выводы. Таким образом, согласно данным, полученным при построении контрольных карт Шухарта, можно установить, что технологические параметры получения соусов на основе растительных масел должны быть в пределах температурного режима 50±2 °С и продолжительностью обработки от 15 до 30 мин.

Получение экспериментальных образцов осуществлялось с использованием оборудования, приобретенного по программе развития СФНЦА РАН.