Оптимизация технологических параметров производства галет с папоротниковой пастой

Автор: Мельникова Е.В.

Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau

Рубрика: Технология продовольственных продуктов

Статья в выпуске: 10, 2015 года.

Бесплатный доступ

Рассмотрен состав многокомпонентного продукта - галет с папоротниковой пастой с заданными качественными и количественными показателями и определены оптимальные технологические параметры его производства.

Папоротниковая паста, галеты, анализ, параметры

Короткий адрес: https://sciup.org/14084026

IDR: 14084026

Текст научной статьи Оптимизация технологических параметров производства галет с папоротниковой пастой

Введение. В современной литературе всё чаще стало фигурировать понятие «проектирование» пищевых продуктов. Под «проектированием» понимают процесс создания рациональных рецептур, способных обеспечить высокий уровень адекватности комплекса свойств пищевого продукта требованиям потребителя и нормируемым величинам содержания нутриентов и энергии [1].

Галеты – мучные изделия, которые вырабатывают из упругого теста. Различают три типа галет: простые, улучшенные с жиром, диетические с жиром и сахаром.

В производстве галет тесто является основным исходным полуфабрикатом. На качество готовых изделий большое влияние оказывают технология приготовления теста и количественные показатели отдельных видов сырья [2].

Цель работы. Определить оптимальные технологические параметры производства галет с папоротниковой пастой.

Задачи исследования: произвести расчет рецептур галет с частичной заменой сахара-песка на папоротниковую пасту в количестве 2, 4, 6, 8 %; определить физико-химические и органолептические показатели готовых изделий и полуфабрикатов; дать дегустационную оценку и определить сроки хранения исследуемых образцов изделий; разработать математическую модель влияния количества вносимой добавки на качество галет.

Объекты и методы исследований. Объектом исследования являлись образцы галет с частичной заменой сахара-песка на папоротниковую пасту в количестве 2, 4, 6, 8 % в стандартной рецептуре галет «Спортивные» и их полуфабрикаты.

Исследование проводилось в научно-исследовательской лаборатории кафедры ТХК и МП Института пищевых производств Красноярского государственного аграрного университета.

Для определения интенсивности технологического процесса и качества образцов галет контролировались следующие показатели: длительность созревания опары, продолжительность замеса, вылежки и прокатки теста, сроки хранения изделий, дегустационная оценка [3, 4].

Результаты исследований и их обсуждение. Для улучшения качества изделия и совершенствования его технологического процесса производства в стандартную рецептуру галет «Спортивные» вводится папоротниковая паста (табл.1).

Таблица 1

Сырье	Содержание сухих веществ, %	Образцы
		Контроль		2		4		6		8
		В нату ре	В сухих веществах	В нату ре	В сухих веществах	В нату ре	В сухих веществах	В нату ре	В сухих веществах	В нату ре	В сухих веществах
Мука в/с	85,50	131,56	112,48	131,56	112,48	131,56	112,48	131,56	112,48	131,56	112,48
Мука в/с (опара)	85,50	18,80	16,07	18,80	16,07	18,80	16,07	18,80	16,07	18,80	16,07
Сахар-песок	99,85	23,50	23,46	23,03	23,00	22,56	22,53	22,03	22,00	21,62	21,60
Масло сливочное	84,00	23,03	37,59	37,59	31,57	37,59	31,57	37,59	31,57	37,59	31,57
Молоко	11,50	29,43	3,38	29,43	3,38	29,43	3,38	29,43	3,38	29,43	3,38
Соль	96,50	0,94	0,91	0,94	0,91	0,94	0,91	0,94	0,91	0,94	0,91
Дрожжи прессованные	25,00	0,91	0,94	0,91	0,94	0,91	0,94	0,91	0,94	0,91	0,94
Меланж	27,00	5,64	1,52	5,64	1,52	5,64	1,52	5,64	1,52	5,64	1,52
Паста из папоротника	25,00	0,00	0,00	0,47	0,12	0,94	0,24	1,47	0,35	1,88	0,47
Итого	-	251,69	194,09	251,69	194,09	251,69	194,09	251,69	194,09	251,69	194,09
Выход	93,00	200,00	186,00	200,00	186,00	200,00	186,00	200,00	186,00	200,00	186,00

Рецептуры галет с добавлением пасты из папоротника

Управляющими параметрами в исследовании являются количество вносимой папоротниковой пасты и температурный режим выпечки во второй зоне печи, а результатными – технологические параметры и качество изготовленных образцов галет (табл. 2).

Таблица 2

Показатели интенсивности технологического процесса и качества образцов галет

Кол-во полуф., %	Температура, 0 C	Созр. опары, мин	Продолж. замеса теста, мин	Вылёж. теста, мин	Прокатка теста, мин	Срок хран., сут	Дегуст. оценка, балл
x 1	x 2	y 1	y 2	y 3	y 4	y 5	y 6
0*	240	590	60	60	20	25	24
0*	250	590	60	60	20	23	24
0*	260	590	60	60	20	24	24
2	240	550	55	53	18	24	25
2	250	550	55	53	18	25	26
2	260	550	55	53	18	24	26
4	240	480	47	45	15	30	24
4	250	480	47	45	15	29	24
4	260	480	47	45	15	28	25
6	240	330	36	36	12	29	27
6	250	330	36	36	12	28	27
6	260	330	36	36	12	27	28
8	240	450	34	34	10	36	23
8	250	450	34	34	10	35	23
8	260	450	34	34	10	34	23

Показатель продолжительности созревания опары ( y 1 , мин) в области изменения параметров количества полуфабриката ( x 1 , %) представляется следующей функцией (Model Definition):

y=b0 + b • x22 + b2 • exp x, где b0, b1, b2 – отыскиваемые по методу наименьших квадратов коэффициенты регрессии, покрываемые доверительным интервалом (Confidence Intervals) с надёжностью 95% (табл. 3).

Доверительные пределы для значений коэффициентов

Оценка погрешностей сглаживания опытных данных

Наибольшая абсолютная погрешность приближения не превосходит 17,83, а относительная погрешность не больше 3,72 %. Коэффициент детерминации (Coefficient of Multiple Determination) составляет R2 = 98,85 %. Статистика Дурбина-Ватсона (Durbin-Watsonstatistic) составляет 3,26. Стандартная ошибка оценки (Standard Error of the Estimate) составляет 15,24 [5, 6].

Рис. 1. Зависимость продолжительности созревания опары (y 1 , мин) от количества полуфабриката (x 1 , %)

Таблица 3

Variable	Value	Standard Error	Lower Limit	Upper Limit
b 0	591,6288497	11,03040106	559,4200786	623,8376208
b 1	-8,554301488	0,6813045343	-10,54371073	-6,564892247
b 2	0,1358633939	0,01391391886	0,09523475082	0,176492037

Таблица 4

Кол-во полуф., %	Созр. опары, мин	Выч. созр. опары, мин	Отклон.	Отн. откл., %
x 1	y 1	Выч. y 1	£	5
0*	590	591,7647131	-1,764713130	-0,2991039204
2	550	558,4155460	-8,415546025	-1,530099277
4	480	462,1779159	17,822084100	3,712934188
6	330	338,4852013	-8,485201256	-2,571273108
8	450	449,1566237	0,8433763069	0,1874169571

* – контрольный образец .

Показатель продолжительности замеса теста ( y 2 , мин) в области изменения параметров количества полуфабриката ( x 1 , %) представляется следующей функцией (ModelDefinition):

y = b + b • x12 + b ■ exp x, где b0, b1, b2 – отыскиваемые по методу наименьших квадратов коэффициенты регрессии с надёжностью 95 % (табл. 5).

Доверительные пределы для значений коэффициентов

Оценка погрешностей сглаживания полученных данных

Наибольшая абсолютная погрешность приближения не превосходит 1,16, а относительная погрешность не больше 1,92 %. Коэффициент детерминации (Coefficient of Multiple Determination) составляет R2 = 99,46 %. Статистика Дурбина-Ватсона (Durbin-Watsonstatistic) составляет 2,13. Стандартная ошибка оценки (Standard Error of the Estimate) составляет 1,19.

Рис. 2. Зависимость созревания опары (y 2 , мин) от количества полуфабриката (x 1 , %)

Таблица 5

Variable	Value	Standard Error	Lower Limit	Upper Limit
b 0	58,84126535	0,859379966	55,14361117	62,53891953
b 1	-0,7292218999	0,05308052392	-0,9576114701	-0,5008323296
b 2	0,007339006834	0,001084035209	0,002674728542	0,01200328513

Таблица 6

Кол-во полуф., %	Продолж. замеса теста, мин	Выч. продолж. замеса теста, мин	Отклон.	Отн. откл., %
x 1	y 2	Выч. y 2	£	5
0*	60	58,84860435	1,151395646	1,918992743
2	55	55,97860608	-0,978606081	-1,779283784
4	47	47,57441115	-0,5744111457	-1,222151374
6	36	35,55004362	0,4499563753	1,24987882
8	34	34,04833479	-0,04833479463	-0,1421611607

* – контрольный образец.

Показатель продолжительности вылёживания теста ( y 3 , мин) в области изменения параметров количества полуфабриката ( x 1 , %) представляется следующей функцией (Model

Definition):

y = b0 + b • xl2 + b2 • exp x, где b0, b1, b2 – отыскиваемые по методу наименьших квадратов коэффициенты регрессии.с надёжностью 95 % (табл. 7).

Таблица 7

Доверительные пределы для значений коэффициентов

Variable	Value	Standard Error	Lower Limit	Upper Limit
b 0	57,60550776	1,823260573	49,7605645	65,45045103
b 1	-0,7146666807	0,1126156418	-1,199218003	-0,2301153586
b 2	0,007464366494	0,002299889145	-0,00243136653	0,01736009952

Таблица 8

Оценка погрешностей сглаживания опытных данных

Кол-во полуф., %	Вылёж. теста, мин	Выч. созр. опары, мин	Отклон.	Отн. откл, %
x 1	y 3	Выч. y 3	£	5
0*	60	57,61297213	2,387027872	3,978379787
2	53	54,80199566	-1,801995661	-3,399991814
4	45	46,57838147	-1,578381472	-3,507514382
6	36	34,88884762	1,111152375	3,086534376
8	34	34,11780311	-0,1178031143	-0,3464797481

* – контрольный образец.

Наибольшая абсолютная погрешность приближения не превосходит 2,39, а относительная погрешность не больше 3,98 %. Коэффициент детерминации (Coefficient of Multiple Determination) составляет R2 = 97,41%. Статистика Дурбина-Ватсона (Durbin-Watsonstatistic) составляет 2,08. Стандартная ошибка оценки (Standard Error of the Estimate) составляет 2,52.

Рис. 3. Зависимость продолжительности вылёживания теста (y 3 , мин) от количества полуфабриката (x 1 , %)

Показатель продолжительности прокатки теста ( y 4 , мин) в области изменения параметров количества полуфабриката ( x 1 , %) представляется следующей функцией (Model Definition):

y = b + b • x12 + b ■ exp x, где b0, b1, b2 – отыскиваемые по методу наименьших квадратов коэффициенты регрессии с надёжностью 95 % (табл.9).

Доверительные пределы для значений коэффициентов

Оценка погрешностей сглаживания опытных данных

Наибольшая абсолютная погрешность приближения не превосходит 0,68, а относительная погрешность не больше 4,30 %. Коэффициент детерминации (Coefficient of Multiple Determination) составляет R2 = 98,25 %. Статистика Дурбина-Ватсона (Durbin-Watsonstatistic) составляет 2,10. Стандартная ошибка оценки (Standard Error of the Estimate) составляет 0,77.

Рис. 4. Зависимость продолжительности прокатки теста (y 4 , мин) от количества полуфабриката (x 1 , %)

Таблица 9

Variable	Value	Standard Error	Lower Limit	Upper Limit
b 0	19,32469343	0,5577821294	16,92472427	21,7246626
b 1	-0,2367804037	0,03445201056	-0,3850170695	-0,08854373786
b 2	0,001969667723	0,000703595023	-0,001057690582	0,004997026028

Таблица 10

Кол-во полуф., %	Прокатка теста, мин	Выч. прокатка теста, мин	Отклон.	Отн. откл., %
x 1	y 4	Выч. y 4	£	5
0*	20	19,3266631	0,6733368979	3,36668449
2	18	18,3921258	-0,3921258049	-2,178476694
4	15	15,64374719	-0,6437471892	-4,291647928
6	12	11,59521957	0,4047804253	3,373170211
8	10	10,04224433	-0,04224432913	-0,4224432913

* – контрольный образец.

Показатель срока хранения ( y 5 , сут) в области изменения параметров количества полуфабриката ( x 1 , %) и температуры выпечки ( x 2 , ⁰C) представляется следующей функцией (Model Definition):

y = b + b • x + b • x 2 + b • x 3 + b • x 4 + b • x 5 + — , 0 1 1 2 1 3 1 41 5 1

x ₂

где b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6 – отыскиваемые по методу наименьших квадратов коэффициенты ре грессии с надёжностью 95 % (табл. 11).

Доверительные пределы для значений коэффициентов

Оценка погрешностей сглаживания опытных данных

Таблица 11

Variable	Value	StandardError	Lower Limit	Upper Limit
b 0	-1,825419049	2,68057355	-7,574713199	3,923875102
b 1	-93,86985922	5,467627338	-105,5968263	-82,1428921
b 2	96,1685188	5,645001758	84,06111903	108,2759186
b 3	-33,20882714	1,95158757	-37,39459216	-29,02306212
b 4	4,733393986	0,2764285536	4,140510025	5,326277948
b 5	-0,2375027664	0,01375054376	-0,2669949326	-0,2080106001
b 6	7598,747706	715,7969353	6063,506439	9133,988973

Таблица 12

Кол-во полуф., %	Темп. выпечки, ⁰C	Срок хран., сут	Выч. срок хран., сут	Отклон.	Отн. откл, %
x 1	x 2	y 5	Выч. y 5	£	5
0*	240	25	25,31296562	-0,312965615	-1,25186246
0*	250	23	24,37715925	-1,377159247	-5,987648902
0*	260	24	23,50373997	0,4962600291	2,067750121
2	240	24	25,24834400	-1,248344004	-5,201433351
2	250	25	24,31253764	0,6874623636	2,749849454
2	260	24	23,43911836	0,5608816401	2,337006834
4	240	30	29,83602973	0,1639702743	0,5465675809
4	250	29	28,56957177	0,4304282253	1,484235259
4	260	28	27,40053367	0,5994663338	2,140951192
6	240	29	29,23398467	-0,233984670	-0,806843690
6	250	28	27,96752672	0,0324732807	0,1159760027
6	260	27	26,79848861	0,2015113894	0,7463384791
8	240	36	36,23398467	-0,233984670	-0,649957416
8	250	35	34,96752672	0,0324732809	0,0927808026
8	260	34	33,79848861	0,2015113895	0,5926805574
0	240	43	43,23398467	-0,233984670	-0,544150395
0	250	42	41,96752672	0,0324732808	0,0773173354
0	260	41	40,79848861	0,2015113895	0,4914911938

* – контрольный образец.

Наибольшая абсолютная погрешность приближения не превосходит 1,38, а относительная погрешность не больше 5,99 %. Коэффициент детерминации (Coefficient of Multiple Determination) составляет R2 = 99,29 %. Статистика Дурбина-Ватсона (Durbin-Watsonstatistic) составляет 2,41. Стандартная ошибка оценки (Standard Error of the Estimate) составляет 0,63.

Рис. 5. Зависимость срока хранения (y 5 , сут) от количества полуфабриката (x 1 , %) и температуры выпечки (x 2 , ⁰C)

Показатель дегустационной оценки изделия ( y 6 , балл) в области изменения параметров количества полуфабриката ( x 1 , %) и температуры выпечки ( x 2 , ⁰C) представляется следующей функцией (Model Definition):

b y = b0 + b • x{ + b2 • х^2 + b3 • Xj3 + b4 • x4 + b5 • %55 + 6,

x где b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6 – отыскиваемые по методу наименьших квадратов коэффициенты ре грессии с надёжностью 95 % (табл. 13).

Доверительные пределы для значений коэффициентов

Таблица 13

Variable	Value	StandardError	Lower Limit	Upper Limit
b 0	31,45870647	2,948247916	24,66004678	38,25736616
b 1	23,57208309	96771,98222	-223132,6189	223179,7631
b 2	-22,62659118	100804,1482	-232476,9924	232431,7392
b 3	7,451772192	35281,45191	-81351,57633	81366,47988
b 4	-1,007371226	5040,207423	-11623,72569	11621,71095
b 5	0,04789460296	252,0103715	-581,088022	581,1838112
b 6	-1862,686568	734,3166587	-3556,020783	-169,3523529

Наибольшая абсолютная погрешность приближения не превосходит 0,38, а относительная погрешность не больше 1,49 %. Коэффициент детерминации (Coefficient of Multiple Determination) составляет R2 = 96,89 %. Статистика Дурбина-Ватсона (Durbin-Watsonstatistic) составляет 2,08. Стандартная ошибка оценки (Standard Error of the Estimate) составляет 0,37.

Оценка погрешностей сглаживания опытных данных

Таблица 14

Кол-во полуф., %	Темп. выпечки, ⁰C	Дегуст. оценка, балл	Выч. дегуст. оценка, балл	Отклон.	Отн. откл., %
x 1	x 2	y 6	Выч. y 6	ε	δ
0*	240	24	23,69751244	0,3024875623	1,260364843
0*	250	24	24,00796020	-0,007960199	-0,033167495
0*	260	24	24,29452736	-0,294527363	-1,227197347
2	240	25	25,36417910	-0,364179104	-1,456716417
2	250	26	25,67462687	0,3253731343	1,251435132
2	260	26	25,96119403	0,0388059700	0,1492537309
4	240	24	24,03084577	-0,030845771	-0,128524045
4	250	24	24,34129353	-0,341293532	-1,422056385
4	260	25	24,6278607	0,3721393034	1,488557213
6	240	27	27,03084577	-0,030845771	-0,114243596
6	250	27	27,34129353	-0,341293532	-1,26405012
6	260	28	27,62786070	0,3721393034	1,329068941
8	240	23	22,69751244	0,3024875623	1,315163314
8	250	23	23,0079602	-0,007960199	-0,034609560
8	260	23	23,29452736	-0,294527363	-1,280553754

* – контрольный образец.

Рис. 6. Зависимость дегустационной оценки (y 6 , балл) от количества полуфабриката (x 1 , %) и температуры выпечки (x 2 , ⁰C)

Выводы. Сравнительный анализ показателей продолжительности созревания опары, замеса, вылёживания и прокатки теста с различным количеством добавляемой пасты, с аналогичными показателями контрольного образца показал, что при добавке 6 % длительность созревания опары сократилось на 260 мин, продолжительность замеса теста уменьшилась на 24 мин, срок вылёживания теста сократился на 24 мин, продолжительность прокатки теста убавилась на 8 мин.

Исследование показателей срока хранения и дегустационной оценки готового изделия с различным количеством добавляемой пасты с аналогичными показателями контрольного изделия показало, что при добавке в количестве 6 % срок хранения увеличился на 3–5 суток, дегустационная оценка выросла на 3–4 балла.

Таким образом, выбраны эффективные технологические параметры производства галет с количеством добавляемой папоротниковой пасты – 6 %, при котором дегустационная оценка составила 28 баллов.

Список литературы Оптимизация технологических параметров производства галет с папоротниковой пастой

Олейникова А.Я., Магомедов И.В., Плотникова И.В. Технологические расчеты при производстве кондитерских изделий. -СПб., 2008. -240 с.
Драгилев А.И., Сезанаев Я.М. Производство мучных кондитерских изделий. -М., 2000. -92 с.
Типсина Н.Н., Полякова Т.В., Струпан Е.А. Технология кондитерского производства: лаборатор. практикум. -Красноярск, 2006. -61с.
Пучкова Л.И. Лабораторный практикум по технологии хлебопекарного производства. -СПб.: ГИОРД, 2004. -259 с.
Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. -М.: Наука, 1981. -448 с.
Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика: для инженеров и науч. работников. -М.: Физматлит, 2012. -816 с.

Статья научная