Free Student HQ / FSHQ / "Штаб-Квартира свободного Студента"

Примеры моделирования сроков годности пищевых продуктов при хранении / пищевая инженерия

Вышеприведенные примеры кинетического расчета показывают, насколько взвешенно следует использовать кинетические параметры, полученные в ходе экспериментов по проверке сроков годности. На практике в большинстве случаев применяется двухстадийный метод — благодаря его простоте и убедительности. Результаты следует понимать в качестве средних значений с достаточно большими пределами достоверности и соответственно так их и использовать. Тем не менее информация, полученная по результатам хорошо продуманных экспериментов по определению сроков годности при трех и более различных температурах, обычно бывает достаточной для разработки вполне удовлетворительных прогностических моделей сроков годности при хранении. Кроме того, применение принципов УМОСХ и кинетического моделирования проиллюстрируем двумя примерами — во-первых, примером стерилизованного ароматизированного молочного напитка, подслащенного аспартамом, что может служить образцом непосредственного применения этих принципов, поскольку качественная функция данного пищевого продукта определяется доминирующим, количественно определяемым показателем качества, а именно аспартамом. И напротив, второй пример — это комплексная пищевая система с многими различающимися режимами ухудшения качества, что требует для эффективной проверки сроков хранения междисциплинарного подхода и глубоких знаний данной системы.

Шоколадный напиток, подслащенный аспартпамом

Этот пример из практики базируется на экспериментальных данных, приведенных в работах. Исследования проводились в целях оценки стабильности аспартама в стерилизованных напитках из снятого молока различного состава. Рынок подобных напитков постоянно растет благодаря их питательным свойствам, низкокалорийности и свойствам аспартама как высокоинтенсивного подсластителя (без противоречий, свойственных сахарину), в связи с чем аспартам становится весьма желательным ингредиентом. Тем не менее при кислотном показателе молока скорость разложения аспартама довольно высока, что существенно сокращает срок годности продукта при хранении (по органолептическим показателям). Количественный анализ и моделирование поведения этого доминирующего показателя качества позволили бы оптимизировать рецептуру данного продукта и продолжительность сроков годности при хранении, а также, возможно, незначительно изменить pH. В связи с этим изучались (в целях исследования разложения аспартама) различные продукты из стерилизованного снятого молока, подслащенные 200 ppm (частями на миллион) и слегка забуферированные цитратами или фосфатами до pH от 6,38 до 6,67. Образцы хранились при 5 температурах от 0 до 30°С, и тройные образцы анализировались посредством высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPCL, ВЭЖХ) при соответствующих временных интервалах и значении Q10, равном 4. Результаты этих экспериментов (при pH - 6,67 и содержании цитрата, равном 0,008 М) приведены в табл. 1.

На рис. 1,a концентрация аспартама (АРМ или А) изображена в виде графика относительно времени при вышеуказанных 5 температурах. Наилучшее линейное совпадение Q(A) = kt было получено для Q(A) = ln (A/A0), то есть для кинетики первого порядка (см. рис. 1,b). Все измерения подвергались статистическому анализу (без усреднения по трем образцам по каждому времени) для увеличения степеней свободы. Рассчитанные константы скорости и 95%-ный доверительный интервал приведены в табл. 2.

Для определения параметров Аррениуса -k откладывается на логарифмической шкале относительно обратного значения абсолютной температуры (или ln (-k) относительно 1/T). Для увеличения степеней свободы и получения более узких доверительных интервалов рассчитываемых параметров включен доверительный интервал для k в 95%. График Аррениуса дает путем линейной регрессии значения ka = 3,163 * 10(8) ч(-1) и энергии активации Еa = 14,560 кал/моль. Коэффициент детерминации R² равен 0,952, доверительный интервал 95% — 1,830 кал/моль.

Полученная кинетическая информация позволяет спрогнозировать разложение аспартама и, следовательно, срок годности продукта при хранении в любом температурном режиме. Таким образом, если предполагается, что в продукт внесли аспартам во время 0, то продолжительность сохранения приемлемой сладости (до того момента, как подсластитель наполовину деградирует), то есть срок годности при хранении при 4°С, составляет примерно 4 недели (670 ч). Сроки годности могут быть рассчитаны для любой известной температуры хранения. Например, предполагается, что пастеризованный (асептический) молочный продукт в течение 10 дней хранится при температурных условиях, показанных на рис.3, что представляет собой неспецифическое распределение со средней температурой Тm, равной 7,1°С. Полное разложение аспартама в конце этих 10 дней может быть рассчитано путем интегрирования. Значение соотношения Г получается равным 1,0437. При Тm после 10 дней содержание аспартама составляет 71,7%. Таким образом, действительный уровень аспартама равен 68,7%. Эти данные затем переводятся в оставшийся срок годности при хранении при постоянной температуре в 4°C, равный 307 ч (12,8 дней). Заметим, что если предполагается хранение продукта в первые 10 дней при 4°С, то остаточный срок годности при хранении составит 18 дней.


Практическая ценность вышеописанного анализа состоит в том, что он позволяет системно подходить к прогнозированию сроков годности при хранении и оптимизировать их. Сходные результаты получаются и при других исследованных уровнях кислотности, где энергия активации варьируется от 14 до 18 ккал/моль, а срок годности при хранении достигает 60 дней при нижнем конце диапазона кислотности в 6,38. Это служит ярким свидетельством того, как данный подход может способствовать увеличению сроков годности некоторого продукта еще в ходе его разработки. Следует отметить, что хотя эксперименты проводились при низких температурах, удовлетворительная согласованность с аррениусовскими данными показывает, что другие рецептуры можно исследовать лишь при высоких температурах, причем по методике УМОСХ время проверки снижается до 200 ч.

Пример комплексной пищевой системы

Предыдущей пример хорошо иллюстрирует системный подход к прогнозированию сроков годности при хранении тех пищевых продуктов, для которых можно получить доминирующие и легко количественно выражаемые качественные показатели. В многокомпонентных сложных пищевых продуктах ситуация может оказаться намного сложнее (относительно возможности получения количественных данных). Тем не менее внимательный подход к оценке всех возможных способов ухудшения качества с учетом важности их влияния при планируемых условиях и наличия методов их измерения, а также протокола испытаний, базирующегося на принципах, изложенных в настоящем разделе, может помочь решить эту проблему. Примером пищевой системы, где требуется именно такой комплексный подход, является замороженная пицца. К показателям, которые нуждаются в мониторинге химических изменений в пицце при холодильном хранении, относятся: общее содержание свободных жирных кислот и специфических летучих свободных жирных кислот (определяемое методом газовой хроматографии — ГХ), пероксиды, окислительные летучие вещества (например, гексанал) — также посредством ГХ, летучие вещества специй (посредством ГХ), лизин, цвет (уменьшение красного или увеличение коричневого); органолептические свойства: вкус и аромат, потеря таких питательных веществ, как витамины А и С, Следует рассмотреть и такиефакторы, как потеря «хруста, ухудшение качества сыра (его -«функциональности») и его перемалываемости, а также рост кристаллов льда внутри упаковки. И, наконец, не следует пренебрегать микробиологическим контролем, особенно при решении различного рода конфликтных ситуаций.

Более подробные сведения о роли рассмотренных в данном разделе факторов и возможных протоколах испытаний приведены в прилагаемом списке литературы.

 

Друзья! FSHQ довольно молодой ресурс, мы группа создателей сайта имеем общее увлечение всей нашей жизни в лице этого проекта, мы пытаемся нести пользу людям. Мы не хотим, и не будем заваливать весь проект огромным количеством рекламы для того чтобы была финансовая возможность строить этот ресурс, потому мы решили обратиться к нашим читателям с просьбой поддержать наш проект, всего 5 рублей, большего не просим. Надеемся, что данная сумма не станет большой потерей для бюджета наших посетителей, эта помощь будет просто неоценима, для проекта это жизнь, а вместе с ним живем и работаем мы. Это очень важно для нас. Спасибо! VISA - 4276020013209090; WebMoney - R256677704329; Z164891118384;

 

Сайт создан в 2012 г. © Все права на материалы сайта принадлежат его автору!
Копирование любых материалов сайта возможно только с разрешения автора и при указании ссылки на первоисточник.
Яндекс.Метрика