Разработка автоматизированной системы для расчета энергетической и питательной ценности полизлаковых смесей при производстве продуктов высокой степени готовности

В данной работе приведены результаты экспериментальных исследований по разработке рецептуры полизлаковой смеси и продуктов высокой степени готовности на ее основе. В результате проведенных исследований установлена высокая пищевая ценность отобранных проб зерна злаковых культур, которая обусловлена большим содержанием белков и углеводов, и в меньшей степени растительных жиров. В результате проведенных исследований разработана автоматизированная система для расчета рецептуры и питательной ценности продуктов высокой степени готовности. Разработаны рецептуры продуктов высокой степени готовности на основе полизлаковой смеси «Фитнес» и «Здоровье». Получен перспективный полизлаковый продукт высокой степени готовности.

Бұл жұмыста полидәнді қоспаның рецептурасын және оның негізінде дайындалуы жоғары дарижелі тағамдарды жасаудағы эксперименталды зерттеулер нәтижелері келтірілген. Жасалған зерттеулер нәтижесінде сұрыптаудан өткен дәнді дақылдарының дәнінің тағамдық құндылығы жоғары екені анықталды. Бұл негізінен ақуыз бен көміртегілердің коптігіне және өсімдік майларының аздығына байланысты.

Өткізілген зерттеулер нәтижесінде рецептураның және оның негізінде дайындалуы жоғары дарижелі тағамдарды жасаудағы есептеуге арналған автоматизацияланған жүйе жасалды. Фитнес және Здоровье полидәнді коспалар негізінде дайындалуы жоғары дарижелі тағамдар рецептура жасалды. Нәтижесінде перспективті дайындалуы жоғары дарижелі полизлакты тағам алынды.

In this work there are results of experimental tests on development of composition of poly-cereal mixtures and products of higher readiness on its basis. As a result of tests made there have been identified high food value of selected grain probes of cereal crops which is provided by high content of proteins and carbohydrates, and to lesser degree of vegetable fats. As a result, there has been elaborated an automated system for calculation of a recipe and nutritional value of products of higher readiness. Recipes of products have been developed on the basis of poly-cereal mixtures called “Fitness” and “Zdorovje”. And perspective poly-cereal product of higher readiness has been received.

На сегодняшний день широкое применение нашли различные справочно-информационные системы, предназначенные для хранения, поиска и сортировки данных. Разработанный объект интеллектуальной собственности относится к области информационного обеспечения сельскохозяйственного производства, в частности зерноперерабатывающих предприятий, основной вид деятельности которых, является производство муки, крупы и продуктов высокой степени готовности [1-3].

Программное обеспечение под названием «Расчет рецептуры композитной смеси», предназначено для составления рецептуры композитных смесей на основе цельносмолотой муки из зерна пшеницы, ячменя, овса, кукурузы, просо и гречихи, с целью дальнейшей переработки полученных композитных смесей в продукты высокой степени готовности [4].

Программное обеспечение составлено на основе данных химического анализа отобранных проб зерна пшеницы, ячменя, овса, кукурузы, просо и гречихи; алгоритма решения поставленной задачи, написанной на языке «Delphi» для персонального компьютера системными требованиями Р3-700 (1GHz), 256 МВ RAM, 32 МВ 3D Card. Программа предусматривает расчет рецептуры по следующим показателям: процентного содержания компонента в смеси; содержание протеинового и углеводного комплекса, содержание жира и золы, а также указывает расхождение по перебору или нехватке того или иного вещества (протеина, углевода или жира) в композитной смеси. Программа имеет простой и в то же время удобный Windows-интерфейс. Интерфейс информационной разработки приведен на рис. 1.

Рис. 1 - Программа Windows-интерфейс

В этой связи с целью разработки рецептуры перспективных продуктов питания на полизлаковой основе, а также для пополнения базы экспериментальных значений питательной ценности проведены экспериментальные  исследования химического состава по определению калорийности и энергетической ценности отобранных пробе зерна злаковых культур. Основные результаты исследований приведены в табл. 1.

Таблица 1 - Результаты расчета энергетической и питательной ценности на 100 гр. отобранных проб зернового сырья

Приведенные данные таблицы 1 характеризуют калорийность и энергетическую ценность отобранных проб зернового сырья. Так, например, максимальной питательной ценностью у зерна пшеницы обладает сорт «Карагала-9» - 322,22 ккал или 1348,16 кДж. Зерно ячменя характеризуется следующей питательной ценностью:

- минимальное значение у сорта «Убаган» - 304,85 ккал или 1275,49 кДж;

- максимальное значение соответствует сорту «Целинный голозерный» - 317,02 ккал или 1326,41 кДж.

Зерно кукурузы характеризуется следующей питательной ценностью сорт «Арман-689» обладает максимальным значением калорийности – 316,09 ккал или энергетическая ценность1322,52 кДж. Минимальное значение соответствует сорту «Тулпар-539» – 304,25 ккал или 1272,98 кДж.

   В силу своего химического состава максимальными значениями питательной ценности обладают зерно гречихи, проса и овса. Максимальные значения соответствуют зерну гречихи сорта «Богатырь» - 368,32 ккал или 1541,05 кДж, зерну просо сорта «Яркое» -  343,82 ккал или 1438,54 кДж, зерну овса  328,87ккал или 1375,99 кДж.

В результате проведенных исследований установлена высокая пищевая ценность отобранных проб зерна злаковых культур, которая обусловлена большим содержанием белков и углеводов, и в меньшей степени растительных жиров.

На основе полученных значений питательной ценности зерна основных злаковых культур разработана рецептура на основе полизлаковой смесей. Расчет  рецептуры мучной полизлаковой смеси на основе муки из цельносмолотого зерна злаковых культур производили при помощи разработанного программного обеспечения [4].

Программа работает следующим образом. На первом этапе определяется трудовая группа (мужчины или женщины) и их коэффициенты физической активности (далее - КФА). В соответствии с приведенными значениями норм физиологической потребности в питательных веществах в процентном выражении задаются значения содержания протеина, углеводов (крахмал+клетчатка) и жира (%) [5]. Например, введем значения норм физиологической потребности в процентном выражении для мужчин I-ой группы, КФА-1,4, возраст 18 - 29 лет в следующем порядке протеин - 14,09; углеводы - 70,06 (в сумме крахмал и клетчатка); 0 - так, как значение введено в сумме; жир - 15,85% (см. рис.1).

В ходе расчета рецептуры полизлаковой смеси на основе муки из цельносмолотого зерна (пшеница, ячмень, овес, кукуруза, гречиха и просо), получено 19 решений, при которых расчетные значения пищевой и энергетической ценности минимально отклоняются от заданного рациона питания человека. При этом наилучшим решением, являлись рецептуры, приведенные в табл. 2-3, которые условно обозначили как «Фитнес» и «Здоровье».

Разработанные полизлаковые смеси «Фитнес» и «Здоровье» применены в качестве объекта исследования при изучении процессов смешивания и экструдирования сыпучих компонентов при производстве продуктов высокой степени готовности. Отличительной особенностью разработанных рецептур является высокое содержание крахмала и в меньшей степени растительных жиров.

Таблица 2 - Рецептура мучной полизлаковой смеси «Фитнес»

Таблица 3 - Рецептура полизлакового продукта высокой степени готовности «Здоровье»

В результате производственных испытаний получена опытная партия продуктов высокой степени готовности «Фитнес» и «Здоровье» (рис.2-3).

Рис. 2 - Продукт высокой степени готовности «Фитнес»

Рис. 3 - Продукт высокой степени готовности «Здоровье»

Внешний вид и консистенция полученных продуктов высокой степени готовности  - однородная, в меру твердая, с крупинками молотого зерна злаковых культур. Продукт «Фитнес» – светло-зеленный (для различия был применен пищевой краситель зеленного цвета). Продукт «Здоровье» принимает светло-коричневатую окраску свойственную цельносмолотому зерну. Запах и вкус продуктов напоминает вкус и запах жареной крупы.

В результате проведенных исследований разработана автоматизированная система для расчета рецептуры и питательной ценности продуктов высокой степени готовности. на основе разработанных рецептур получен продукты высокой степени готовности на основе полизлаковой смеси «Фитнес» и «Здоровье». Результаты химического анализа свидетельствуют высокой питательной ценности.

Литература:

1.    Оспанов А.А., Муслимов Н.Ж., Джумабекова Г.Б., Омаров К.К., Шарип М.Т. Пути повышения конкурентоспособности крупяной промышленности Аналитический обзор.- Астана: ЦНТИ, 2006.- 42 с.

2.    Бурцев, А.В. Совершенствование технологии экструдированных продуктов на основе растительного и животного сырья: Дис. ... канд. техн. наук: 05.18.01 Краснодар, 2003

3.   Орлов А.И., Афанасьев В.А. Влияние процесса экструдирования на сохранность витаминов в зерне ячменя и отрубях // Тр. ВНИИКП// ЦНИИТЭИ Минзага СССР . 1983. Вып. 23.

4.    Оспанов А.А., Муслимов Н.Ж., Шарип М.Т. «Расчет рецептуры композитной смеси» (программа для ЭВМ) Свидетельство о государственной регистрации объекта интеллектуальной собственности №583 от 25 декабря 2007 г.

5.    Покровский А.А. Химический состав пищевых продуктов. - М.: Пищев.пром., 1976.-228 с.