Разработка рецептур полуфабрикатов с использованием порошка из кедрового жмыха

Автор: Лю Янься

Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau

Статья в выпуске: 3, 2016 года.

Бесплатный доступ

Целью исследования явилось получение но-вого полуфабриката с порошком из кедрового жмыха и проведение анализа полученных ре-зультатов посредством математического моделирования. Для определения наилучшего соотношения ингредиентов были установле-ны верхние и нижние пределы для внесения каждого компонента. В условиях кафедры «Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств» Красноярского го-сударственного аграрного университета бы-ли изучены дозировки порошка в рецептуре получения начинки и определено влияние со-отношения компонентов на ее качество. В качестве сырья использовались кедровый по-рошок, сахарная пудра, молоко сухое обезжи-ренное, кондитерский жир и лецитин. Модели-рование производилось с помощью компью-терного программного обеспечения Design-Expert 8.0.6, посредством которого были про-анализированы экспериментальные данные, создана модель регрессии, построены поверх-ности отклика. Всего было обработано 30 вариантов рецептур. Путем анализа поверх-ности отклика определены наилучшие дози-ровки компонентов: порошок кедровый - 27,71 г; сахарная пудра - 28,10; молоко сухое обез-жиренное - 12,35; кондитерский жир - 27,82; лецитин - 4,02 г на каждые 100 г готовых продуктов с потерей 1 %. По полученным дан-ным был вычислен расход сырья на каждые 100 г готового продукта.

Еще

Кедровый жмых, рецеп-тура, начинка, математическое моделирова-ние

Короткий адрес: https://sciup.org/14084629

IDR: 14084629

Текст научной статьи Разработка рецептур полуфабрикатов с использованием порошка из кедрового жмыха

Введение. Россия обладает самыми большими в мире запасами леса и благоприятными возможностями для развития лесопромышленного комплекса. В сибирских лесах преобладают хвойные породы деревьев. Среди них наиболее распространенной и ценной в хозяйственном отношении является кедровая сосна. Кедр является источником орехов, которые богаты витаминами группы B, E и K, а также цинком, железом, медью, фосфором, магнием и марганцем. Основные площади кедровников сосредоточены в Тюменской, Томской, Иркутской областях, Красноярском крае и Тыве. Ядра кедрового ореха используются в пищу, а также служат сырьем для получения кедрового масла. Жмых, который остается после выжимания кедрового масла, следует использовать для безот-ходности производства. Обычно путем измельчения жмыха получают порошок, который применяют в народной медицине, косметологии и кулинарии [1]. В кулинарии порошок используют в качестве вкусовой добавки и обогатителя микроэлементами и витаминами [2].

Цель исследования: получить новый полуфабрикат с порошком из кедрового жмыха и провести анализ полученных результатов за счет математического моделирования.

Методы и результаты исследования. В исследовании применен метод анализа поверхности отклика, путем которого получена рецептура с наилучшими свойствами. Вначале в условиях кафедры «Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств» Красноярского государственного аграрного университета были изучены дозировки порошка в начинке и определено влияние соотношения компонентов на качество начинки. В качестве сырья использовались кедровый порошок, сахарная пудра, молоко сухое обезжиренное, кондитерский жир и лецитин.

Чтобы определить наилучшее соотношение ингредиентов, установлены верхние и нижние переделы для внесения каждого компонента: для кедрового порошка – от 20 до 40 % (с шагом 2 %), для сахарной пудры – от 20 до 40 (с шагом 2 %), для молока сухого обезжиренного – от 10 до 20 (с шагом 1 %), для кондитерского жира – от 20 до 34 (с шагом 2 %), для лецитина от 2 до 6 % (с шагом 1 %). Обработаны 30 вариантов рецептур. Путем анализа результатов с различной дозировкой компонентов было выбрано несколько вариантов (табл. 1).

Таблица 1

Экспериментальные варианты соотношения компонентов начинки

Дозировка компонентов, %					Оценка продукта
5 -П О m 5 II	СК аз 5 х n аз ^с О	§ ф о о 1 °	^ о ^	1—	Оценка продукта
38	20	10	28	4	При комнатной температуре консистенция мягкая
36	24	12	26	2	Консистенция густая, умеренно твердая, рассыпчатая, небольшая сладость, выраженный вкус кедрового ореха
34	22	14	26	4	Сладость слабая, консистенция пластичная, с ярко выраженным вкусом кедрового ореха
30	26	12	27	5	Проявляется послевкусие лецитина
28	28	13	27	4	Консистенция пластичная, с приятным ароматом и вкусом кедрового ореха, нет привкуса
24	30	15	28	3	Выраженная сладость, со слабым ароматом и вкусом кедрового ореха, с выраженным вкусом молока

Данные испытаний показали, что при дозировке сахарной пудры в рецептуре от 30 до 40 % полученная начинка обладает твердой консистенцией. Это влияет не только на качество начинки, но и негативно влияет на конечный продукт. Со снижением дозировки сахарной пудры до 20–25 % начинка имеет небольшую сладость, при этом вкус кедрового ореха становится более выраженным.

При увеличении дозировки сухого молока свыше 15 % продукту придается крепкий вкус молока, вкус и аромат кедрового ореха становится менее выраженным. При уменьшении количества сухого молока ниже 10 % продукт будет иметь слабый вкус молока или совсем не ощущаться.

Консистенция продукции зависит от количества кедрового порошка и кондитерского жира в рецептуре. При увеличении дозировки конди- мягкой или жидкой. Дозировка кедрового порошка в размере от 30 до 38 % придает продукции ярко выраженный вкус и аромат кедрового ореха.

Дегустационная оценка начинки производилась сотрудниками кафедры «Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств». На основе анализа экспериментальных данных выбраны дозировки кедрового порошка (X 1 ), сахарной пудры (X 2 ), молока сухого обезжиренного (X 3 ) и кондитерского жира (X 4 ) в качестве аргументов, а в качестве зависимой переменной балльная оценка (Y). В эксперименте с помощью метода анализа поверхности отклика (двухфакторного эксперимента) определены наилучшие соотношения компонентов рецептуры [3, 4]. Оценка продукта определена по пятибалльной системе. Результаты опыта представлены в таблицах 2 и 3.

терского жира консистенция начинки становится

Эксперимент с использованием метода анализа поверхности отклика

Экспериментальный проект и результат

Таблица 2

Фактор (аргумент)	Уровень
Фактор (аргумент)	-1	0	1
X 1 – порошок кедровый	25,0	27,5	30,0
X 2 – сахарная пудра	25,0	27,5	30,0
X 3 – молоко сухое обезжиренное	10,0	12,5	15,0
X 4 – кондитерский жир	25,0	27,5	30,0

Таблица 3

Вариант	X 1 Порошок кедровый	X 2 Сахарная пудра	X 3 Молоко сухое обезжиренное	X 4 Кондитерский жир	Y Балльная оценка
1	2	3	4	5	6
1	27,5	27,5	12,5	27,5	4,7
2	27,5	27,5	15,0	25,0	4,2
3	27,5	25,0	12,5	25,0	4,1
4	30,0	30,0	12,5	27,5	4,4
5	27,5	27,5	12,5	27,5	4,7
6	27,5	30,0	15,0	27,5	4,3
7	27,5	27,5	15,0	30,0	4,1
8	25,0	27,5	10,0	27,5	4,1
9	27,5	27,5	12,5	27,5	4,7
10	27,5	30,0	10,0	27,5	4,5
11	30,0	27,5	12,5	25,0	4,1

Окончание табл. 3

1	2	3	4	5	6
12	25,0	25,0	12,5	27,5	4,2
13	25,0	27,5	12,5	30,0	4,2
14	25,0	27,5	12,5	25,0	3,8
15	30,0	27,5	12,5	30,0	4,1
16	27,5	25,0	12,5	30,0	4,3
17	30,0	27,5	15,0	27,5	4,3
18	27,5	30,0	12,5	30,0	4,4
19	27,5	27,5	10,0	30,0	4,3
20	27,5	25,0	15,0	27,5	4,4
21	27,5	30,0	12,5	25,0	4,2
22	27,5	27,5	12,5	27,5	4,6
23	27,5	25,0	10,0	27,5	4,2
24	27,5	27,5	12,5	27,5	4,8
25	30,0	27,5	10,0	27,5	4,3
26	27,5	27,5	10,0	25,0	3,9
27	25,0	30,0	12,5	27,5	4,3
28	25,0	27,5	15,0	27,5	4,2
29	27,5	30,0	12,5	27,5	4,2
30	30,0	25,0	12,5	27,5	4,3

С помощью компьютерного программного обеспечения Design-Expert 8.0.6 были проанализированы экспериментальные данные и создана следующая модель регрессии:

Y = -119,6 + 2,97X 1 + 1. 24667X 2 +1,97333 X 3 +3,84333 X 4 – 1,33227E-017 X 1 X 2 – 0,004 X 1 X 3 –

– 0,016 X 1 X 4 – 0,016X 2 X 3 + 1,24345 E-016X 2 X 4 – – 0,02X 3 X 4 – 0,044667X 1² – 0,018667 X 2² – –0,034667X 3² – 0.056667X 4² .

Результаты дисперсионного и регрессионного анализов представлены в таблице 4.

Таблица 4

Показатель	Сумма квадратов	Средний квадрат	Значение F	Ошибка опыта
A – порошок кедровый	0,04083333	0,040833	18,54054	0,0007
B – сахарная пудра	0,03	0,03	13,62162	0,0024
C – молоко сухое обезжиренное	0,00333333	0,003333	1,513514	0,2389
D – кондитерский жир	0,10083333	0,100833	45,78378	< 0,0001
Корреляция	1,56	–	–	–

Результаты дисперсионного и регрессионного анализов

Из таблицы 4 видно, что между зависимой переменной и аргументом уравнения преобладает линейная связь. Модель регрессии обладает значимостью при чистой ошибке P < 0,05. В приведенной модели P = 0,9773 > 0,05, поэтому можно анализировать теоретические данные вместо экспериментальных данных с помощью уравнения регрессии. Для модели общий связанный коэффициент R2 = 0,9802 % , коэффициент решения для коррекции R2 (adj) = = 0,9605 > 0,80, коэффициент вариации c.v. = 1,09 %. Из значения F видно, что значимости факторов распределены в порядке: X4, X1, X2, X3, т. е. кондитерский жир, порошок кедро- вый, сахарная пудра и молоко сухое обезжиренное. Моделью доказано, что можно реально описать данные экспериментов.

Взаимодействие между факторами, которые влияют на балльную оценку начинки: порошком кедровым, сахарной пудрой, молоком сухим обезжиренным и кондитерским жиром, – отражены на рисунках1–6.

Рис. 1. Поверхность отклика между порошком кедровым и сахарной пудрой

Рис. 2. Поверхность отклика между порошком кедровым и молоком сухим обезжиренным

Рис. 3. Поверхность отклика между порошком кедровым и кондитерским жиром

Рис. 4. Поверхность отклика между молоком сухим обезжиренным и сахарной пудрой

Рис. 5. Поверхность отклика между кондитерским жиром и сахарной пудрой

Design-E xpert?So ftware Factor Coding: Actual балльная оценка

Рис. 6. Поверхность отклика между кондитерским жиром и молоком сухим обезжиренным

Путем анализа поверхности отклика определены наилучшие дозировки компонентов (табл. 5).

Наилучшие дозировки компонентов в начинке

Таблица 5

Показатель	Сырье, г
Показатель	Порошок кедровый	Сахарная пудра	Молоко сухое обезжиренное	Кондитерский жир	Лецитин
Объем	27,71	28,10	12,35	27,82	4,02

По полученным данным вычислен расход с потерей 1 % и получена рецептура начинки сырья на каждые 100 г готового продукта (табл. 6).

Рецептура начинки с кедровым порошком

Таблица 6

Сырье	Содержание сухих веществ, %	Расход сырья на 100 кг начинки
Сырье	Содержание сухих веществ, %	в натуре	в сухих веществах
Кедровый порошок	94,00	28,00	26,31
Сахарная пудра	99,85	28,40	28,37
Молоко сухое обезжиренное	95,00	12,50	11,85
Кондитерский жир	100,00	28,10	28,10
Лецитин	99,50	4,10	3,97
Итого		101,00	98,59
Выход	97,50	100,00	97,50

Заключение. Посредством математического 4. Wang Sheng-nan, Jiang Lian-zhou, Li Yang .

моделирования и проведения экспериментов получена рецептура начинки с использованием кедрового порошка с наилучшими показателями в соотношении: порошок кедровый – 27,71 г; сахарная пудра – 28,10; молоко сухое обезжиренное – 12,35; кондитерский жир – 27,82; лецитин – 4,02 г на каждые 100 г готовых продуктов с потерей 1 %. Изготовленная начинка получила оценку 4,7 баллов. Начинку можно рекомендовать для получения булочек с ее содержанием 16 % от массы изделия .

Список литературы Разработка рецептур полуфабрикатов с использованием порошка из кедрового жмыха

Чэнь Бао. Разработка и использование кедро-вых орехов//Современные сельскохозяйствен-ные науки и техника. -2010. -160 с.
Типсина Н.Н. Новые виды кондитерских и хлебобулочных изделий с местным раститель-ным сырьем. -Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2009. -259 с.
Глазырин С.В. Моделирование технологической линии для производства желейно-фруктового мармелада из мякоти плодов черемухи. -Красно-ярск: Изд-во КрасГАУ, 2013. -№ 11. -С. 247-252.
Wang Sheng-nan, Jiang Lian-zhou, Li Yang. Optimization of aqueous enzymatic extraction con-ditions ofpine seed protein by response surface method//Science and Technology of Food Indus-try. -2012. -Vol. 33. -№ 6. -P. 356-359.
Chjen' Bao. Razrabotka i ispol'zovanie kedrovyh orehov//Sovremennye sel'skohozjajstvennye nauki i tehnika. -2010. -160 s.
Tipsina N.N. Novye vidy konditerskih i hlebobulochnyh izdelij s mestnym rastitel'nym syr'em. -Krasnojarsk: Izd-vo KrasGAU, 2009. -259 s.
Glazyrin S.V. Modelirovanie tehnologicheskoj linii dlja proizvodstva zhelejno-fruktovogo marmelada iz mjakoti plodov cheremuhi. -Krasnojarsk: Izd-vo KrasGAU, 2013. -№ 11. -S. 247-252.
Wang Sheng-nan, Jiang Lian-zhou, Li Yang. Optimization of aqueous enzymatic extraction con-ditions ofpine seed protein by response surface method//Science and Technology of Food Indus-try. -2012. -Vol. 33. -№ 6. -P. 356-359.

Еще

Статья научная