Оптимизация параметров замеса макаронного теста из композитной муки
Автор: Шелубкова Н.С., Садыгова М.К., Кириллова Т.В., Буянова И.В., Мучкина Е.Я.
Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Рубрика: Технические науки
Статья в выпуске: 5, 2018 года.
Бесплатный доступ
Повышение пищевой и биологической ценности макаронных изделий остается актуальной зада-чей. Одним из способов ее решения является ис-пользование нутовой муки. От внесения опреде-ленного количества добавок в муку зависят структурно-механические и варочные свойства макаронных изделий. Для производства опытных образцов макаронных изделий использовался лабо-раторный пресс АМЛ-1, бронзовая матрица с фто-ропластовой вставкой, отверстия внешнего диа-метра которой 5,5 мм и внутреннего - 3,5 мм. В ис-следованиях использовали в зависимости от влажно-сти теста три типа замеса: твердый (28-29 %), средний (29-31 %), мягкий (31-32 %). В зависимости от температуры теста: холодный замес - при температуре ниже 35 0С, теплый замес - при температуре 35-65 0С, горячий замес - при тем-пературе 65-75 0С. По заданной влажности теста и влажности муки (по данным лабораторных ана-лизов) рассчитываем необходимое количество воды (л) для замеса теста. Изучено влияние типа замеса теста из композитной муки при различной влажности теста и температуры воды, посту-пающей на замес макаронного теста, на качество готовых изделий...
Макаронные изделия, нутовая мука, обобщенная функция желательности, прочность макаронных изделий, коэффициент уве-личения объема, коэффициент увеличения массы
Короткий адрес: https://sciup.org/140238097
IDR: 140238097
Текст научной статьи Оптимизация параметров замеса макаронного теста из композитной муки
Введение . Снижение объемов производства зерна твердой пшеницы обуславливает недостаток основного сырья для макаронного производства.
А мука из зерна мягкой пшеницы характеризуется недостаточно высокими макаронными свойствами. Поэтому возникает потребность в улучшении ее качества [1]. Повышение пищевой и биологической ценности макаронных изделий остается важной задачей для специалистов и ученых. Одним из способов ее решения является использование нутовой муки, обладающей определенными технологическими свойствами [2].
Цель исследования : оптимизация параметров замеса макаронного теста из композитной муки на основе обобщенной функции желательности D.
В задачи исследования входило: изучение влияния типа замеса при различной влажности теста и температуры воды, поступающей на замес макаронного теста, на качество готовых изделий.
Материалы и методы исследования. В исследовании были использованы два контрольных вари- анта из муки зерна сортов твердой (образец № 1) и мягкой (образец № 2) пшеницы и опытный образец с добавлением композитной смеси (образец № 3), в состав которого введена нутовая мука. Авторами определено оптимальное соотношение компонентов смеси (мука пшеничная твердых сортов - 5 %; мука хлебопекарная мягкой пшеницы - 85; мука нутовая -10 %) [3, 4].
В работе использовался лабораторный макаронный пресс АМЛ-1. После окончания замешивания тесто подвергается выпрессовыванию в течение 56 мин через бронзовую матрицу с фторопластовой вставкой, отверстия внешнего диаметра которой 5,5 мм и внутреннего - 3,5 мм. Первые выпрессо-ванные изогнутые макароны длиной 5–7 см отрезают. Выпрессованные пряди макарон кладут на стол, прикрывают полотенцем, разрезают пряди длиной 22 см и помещают в кассеты (рис. 1).
Рис. 1. Формование, нарезка полуфабриката и укладка в кассеты
В исследовании использовали в зависимости от влажности теста три типа замеса: твердый (2829 %), средний (29–31 %), мягкий (31–32 %). В зависимости от температуры теста: холодный замес -при температуре ниже 35 °С, теплый замес - при температуре 35-65 °С, горячий замес - при температуре 65–75 °С. По заданной влажности теста и влажности муки (по данным лабораторных анализов) рассчитываем необходимое количество воды (л) для замеса теста.
Для определения оптимального типа замеса теста готовые изделия анализировали по следующим пока- зателям: прочность макаронных изделий, измеряемая на приборе В.И. Строгонова, коэффициент увеличения массы и коэффициент увеличения объема, - характеризующие варочные свойства изделий.
Для интегрированной оценки возможностей сравниваемых режимов замеса теста применим обобщенную функцию желательности D, которая представляет собой среднее геометрическое частных желательностей отдельных откликов [5]:
d = n d 1 d 2 ... dn , (i)
где d – частные желательности i отклика; n – число показателей (откликов).
Под «желательностью» d понимают тот или иной желательный уровень отклика. Величина d может меняться от 0 до 1 [5].
Так как на показатели накладываются односторонние ограничения, то функция желательности имеет следующий вид:
d i = exp( - e - y i ) , (2)
где y – некоторая безразмерная величина, линейно связанная с натуральным показателем ( х ).
Перевести значения размерных (натуральных) показателей (х) качества макаронных изделий в безразмерные (у) при линейной зависимости между ними можно по формуле y = a0 + ax. (3)
Прологарифмировав дважды уравнение (2), получим выражение для y :
У = ln— . (4)
ln 1
d i
Подставляя значения y в уравнение (3), получим a0 + ax = In —. (5)
ln 1
di
Составляем систему уравнений для известных значений x и d .
Решая совместно систему, найдем значения коэффициентов a 0 и a 1 . В результате получим уравнение линейной зависимости между исследуемым показателем и безразмерными значениями. По этому уравнению можно найти значение у для любого значения х , а далее по формуле (2) – показатель желательности .
Шкала оценок для размерных показателей приведена в таблице 1.
Таблица 1
Критерии оценок размерных показателей и стандартные оценки по шкале желательности
|
Градация качества |
Оценка по шкале желательности |
Критерий оценок размерных показателей |
||
|
Прочность макаронных изделий, гс |
Коэффициент увеличения объема |
Коэффициент увеличения массы |
||
|
Отлично |
0,80 d < 1,00 |
Более 700 |
Более 1,5 |
Более 1,8 |
|
Хорошо |
0,63 d < 0,80 |
Более 625 |
Более 1,25 |
Более 1,6 |
|
Удовлетворительно |
0,37 d < 0,63 |
Более 550 |
Более 1,2 |
Более 1,4 |
|
Плохо |
0,20 d < 0,37 |
Менее 550 |
Менее 1,2 |
Менее 1,4 |
|
Очень плохо |
0,00 d < 0,20 |
менее 450 |
Менее 1,15 |
Менее 1,2 |
Результаты исследования и их обсуждение . Оценкам «отлично» и «удовлетворительно» для показателя «прочность макаронных изделий» соответствуют значения 700 и 550 гс, подставляя эти значения в формулу (5), получим
a > + 700 a = in
ln 1
0,8
a > + 550 a = in
ln 1
0,37
Уравнение линейной зависимости между значением прочности макаронных изделий и безразмерным значением стандартной оценки по шкале желательности будет иметь вид y = -5,47 + 0,01 x .
Аналогично получим два других уравнения:
y 2 = - 17,92 + 14,941 x2.
y^ = —5,22 + 3,73 x2 .
Результаты проведенного исследования и расчетов представлены на рисунках 2–5 и в таблице 2.
Рис. 2. Влияние на прочность макаронных изделий влажности теста и температуры воды для образца № 1
Влажность теста, %
Температура воды ,°С
Рис. 3. Влияние на прочность макаронных изделий влажности теста и температуры воды для образца № 2
Рис. 4. Влияние на прочность макаронных изделий влажности теста и температуры воды для образца № 3
Натуральные и обобщенные по функции желательности отклики
Таблица 2
|
=г о со ГО О. ко О |
ГО 1— О о 1— 1— о о го СП |
го О- го со го го CL X Р >3 |
Натуральное значение откликов |
Безразмерный показатель |
Частная желательность откликов |
К X =г X -В- £ го q о го о ко О |
X о X Го £ Z го ® о О о 3 о 1= |
||||||
|
X X X О Го i’i 1- о О со X х EZ |
ГО
О КО ^ °
СП |
=г К X X § ¥ СП |
X X X О Го i’i 1- о О со X х X EZ |
ГО 1- О "В- X -в- ¥ СП |
=г К X X § ¥ СП |
X X X О Го i’i 1- о О со X х X EZ |
ГО 1- О о ко "В- X -в- ¥ о СП |
X X СП |
|||||
|
х 1 |
х 2 |
х 3 |
y 1 |
y 2 |
y 3 |
d 1 |
d 2 |
d 3 |
D |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
х— OI г |
>х о СП 1— |
Холодный |
800 |
1,3 |
1,7 |
2,50 |
1,50 |
1,13 |
0,92 |
0,80 |
0,72 |
0,81 |
Отл. |
|
Теплый |
880 |
1,3 |
1,8 |
3,29 |
1,50 |
1,50 |
0,96 |
0,80 |
0,80 |
0,85 |
Отл. |
||
|
Горячий |
790 |
1,2 |
1,6 |
2,40 |
0,01 |
0,75 |
0,91 |
0,37 |
0,62 |
0,60 |
Удовл. |
||
|
>х X о CL О |
Холодный |
620 |
1,3 |
1,7 |
0,70 |
1,50 |
1,13 |
0,61 |
0,80 |
0,72 |
0,71 |
Хор. |
|
|
Теплый |
850 |
1,3 |
1,7 |
2,99 |
1,50 |
1,13 |
0,95 |
0,80 |
0,72 |
0,82 |
Отл. |
||
|
Горячий |
530 |
1,2 |
1,5 |
-0,19 |
0,01 |
0,38 |
0,30 |
0,37 |
0,50 |
0,38 |
Удовл. |
||
|
>х ^ |
Холодный |
590 |
1,2 |
1,46 |
0,40 |
0,01 |
0,23 |
0,51 |
0,37 |
0,45 |
0,44 |
Удовл. |
|
|
Теплый |
600 |
1,2 |
1,4 |
0,50 |
0,01 |
0,01 |
0,55 |
0,37 |
0,37 |
0,42 |
Удовл. |
||
|
Горячий |
620 |
1,3 |
1,6 |
0,70 |
1,50 |
0,75 |
0,61 |
0,80 |
0,62 |
0,67 |
Хор. |
||
Окончание табл. 2
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
CXI Ol |
>S CI CL О m 1— |
Холодный |
600 |
1,2 |
1,6 |
0,50 |
0,01 |
0,75 |
0,55 |
0,37 |
0,62 |
0,50 |
Удовл. |
|
Теплый |
890 |
1,2 |
1,6 |
3,39 |
0,01 |
0,75 |
0,97 |
0,37 |
0,62 |
0,61 |
Удовл. |
||
|
Горячий |
600 |
1,2 |
1,7 |
0,50 |
0,01 |
1,13 |
0,55 |
0,37 |
0,72 |
0,53 |
Удовл. |
||
|
s о CL О |
Холодный |
620 |
1,2 |
1,5 |
0,70 |
0,01 |
0,38 |
0,61 |
0,37 |
0,50 |
0,48 |
Удовл. |
|
|
Теплый |
790 |
1,2 |
1,5 |
2,40 |
0,01 |
0,38 |
0,91 |
0,37 |
0,50 |
0,55 |
Удовл. |
||
|
Горячий |
630 |
1,2 |
1,5 |
0,80 |
0,01 |
0,38 |
0,64 |
0,37 |
0,50 |
0,49 |
Удовл. |
||
|
>s |
Холодный |
590 |
1,24 |
1,61 |
0,40 |
0,60 |
0,79 |
0,51 |
0,58 |
0,64 |
0,57 |
Удовл. |
|
|
Теплый |
870 |
1,2 |
1,3 |
3,19 |
0,01 |
-0,37 |
0,96 |
0,37 |
0,24 |
0,44 |
Удовл. |
||
|
Горячий |
658 |
1, 25 |
1,54 |
1,08 |
0,75 |
0,53 |
0,71 |
0,62 |
0,55 |
0,63 |
Удовл. |
||
|
co Ol |
>s CI CL О m 1— |
Холодный |
600 |
1,3 |
1,78 |
0,50 |
1,50 |
1,43 |
0,55 |
0,80 |
0,79 |
0,70 |
Хор. |
|
Теплый |
750 |
1,3 |
1,8 |
2,00 |
1,50 |
1,50 |
0,87 |
0,80 |
0,80 |
0,82 |
Отл. |
||
|
Горячий |
820 |
1,31 |
1,8 |
2,70 |
1,65 |
1,50 |
0,93 |
0,83 |
0,80 |
0,85 |
Отл. |
||
|
s CI о CL О |
Холодный |
570 |
1,2 |
1,6 |
0,20 |
0,01 |
0,75 |
0,44 |
0,37 |
0,62 |
0,47 |
Удовл. |
|
|
Теплый |
460 |
1,2 |
1,5 |
-0,89 |
0,01 |
0,38 |
0,09 |
0,37 |
0,50 |
0,25 |
Плохо |
||
|
Горячий |
700 |
1,3 |
1,7 |
1,50 |
1,50 |
1,13 |
0,80 |
0,80 |
0,72 |
0,77 |
Хор. |
||
|
>s |
Холодный |
450 |
1,2 |
1,62 |
-0,99 |
0,01 |
0,83 |
0,07 |
0,37 |
0,65 |
0,25 |
Плохо |
|
|
Теплый |
460 |
1,2 |
1,5 |
-0,89 |
0,01 |
0,38 |
0,09 |
0,37 |
0,50 |
0,25 |
Плохо |
||
|
Горячий |
470 |
1,2 |
1,62 |
-0,79 |
0,01 |
0,83 |
0,11 |
0,37 |
0,65 |
0,30 |
Плохо |
IlBhhl
0,8
0,6
0,4
0,2
■ образец №1 ■ образец №2
■ образец №3
Рис. 5. Значения функции желательности при различных параметрах замеса макаронного теста
Выводы . Для макаронных изделий с композитной смесью по шкале желательности показателя «прочность макаронных изделий» оценка «отлично» соответствует следующим параметрам замеса теста: в зависимости от влажности теста – твердый, в зависимости от температуры теста – горячий тип замеса, – которые рекомендуются для введения в технологические инструкции макаронного производства.
Список литературы Оптимизация параметров замеса макаронного теста из композитной муки
- Осипова Г., Корячкина С. Влияние улучшителей хлебопекарной муки на качество макаронных изделий//Хлебопродукты. -2010. -№ 1. -С. 41-43.
- Садыгова М.К. Научно-практические основы технологии хлебобулочных, мучных кондитерских изделий с применением муки из семян нута Саратовской селекции: дис.. д-ра с.-х. наук/
- Краснояр. гос. аграр. ун-т. -Красноярск, 2015. -289 с.
- Патент № 2430516. Состав для производства макаронных изделий/Шелубкова Н.С., Садыгова М.К. -МПК А21 D2/00; опубл. 10.10.2011.
- Шелубкова Н.С. и др. Применение регрессионных моделей для оптимизации содержания нутовой муки в рецептуре макаронных изделий//Вестн. Мичуринского гос. аграр. ун-та. -2018. -№ 1. -С. 107-120.
- Дерканосова Н.М., Журавлев А.А., Сорокина И.А. Моделирование и оптимизация технологических процессов пищевых производств: практикум: учеб. пособие/Воронеж. гос. технол. акад. -Воронеж, 2011. -196 с.
