Основные этапы проектирование рецептур сложных многокомпонентных продуктов питания

Современные подходы к проектированию рецептур продуктов питания.

Проектирование пищевых продуктов- процесс создания рациональное рецептур способных обеспечить высокий уровень адекватности комплекса свойств пищевого продукта требованиям потребителя и нормируемым вылечи нам содержания нутриентов и энергии. В соответсвии с современными представлениями понятие проектирование продуктов включает в себя разработку моделей, описывающих этапы создания продуктов заданного качества и представляющих собой математическую зависимости оттирающие все изменения одного или нескольких ключевых параметров на основе которых они разрабатываются, а так же оптимизацию выбора и соотношения исходных компонентов. По которым можно получить рецептуру которая по количественному содержанию и качественному составу будет максимально соответствовать формуле сбалансированного питания, отвечать медико биологическим требованиям и обладать высокими потребительскими свойствами.

Процес построения математической модели состоит из отдельных последовательно выполняемых этапах:определение цели исследования; выбор критерия оптимальности; выявление неизвестных и основных ограничений математической формализмами. Объектами разработки(проектирование) могут служить изделия различных групп(молочные, мясные, хлебобулочные, кондитерские) обладающие особенностями которые должны быть учтены в процессе проектирования, на основе анализа характеристик продуктов конкретной группы, определяется объект проектирования, определение цели разработки нового или модификации существующего продукта, разработка новых и совершенствования традиционах пищевых продуктов проводится с определенной целью. Эта цель должна быть четко сформулированная от того насколько правильно и конкретно отражена цель зависит содержание модели. Формулировка цели должна характеризоваться четкостью и полнотой. Например при проектировании пластифицированной сырной массы может быть поставлена цель- разработать продукт функционального назначения.

Начальный этап проектирования заключается в формолизации цели и задач, что позволяет структуировать процесс разработки, установить взаимно связи и последовательность основных этапов. Выбор критерия оптимальности. В связи с поставленной целью определяется критерий оптимальности: экономический, технологический или другой показатель, на основе которого сравнивается возможные варианты и выбираются наилучшии из них. Критерий оптимальности служит формой количественного выражения цели поставленной задачи, он может иметь стоимостное или натуральной выражение. При разработке пищевых продуктов может использоваться один или несколько критерий его оптимальности в случае использовании нескольких критериев решение задачи может противоречивые характеру, поэтому необходимо установить требуемые сочетание выбранных критериев(по сути перейти к комплексному критерию оптимизации)

Лекция 2

Схема этапов создания пфластифицированной сырной массы

Одной из важнейших задач при проектировании многокомпонентных пищевых систем является: обеспечение оптимального набора и соотношения рецептурных ингридиентов при разработке новых видов функциональных продуктов питания для различных категорий населения. В общем виде процесс построения математической модели состоит из отдельных последовательно выполняемых этапов: выбора вида разрабатываемого продукта(объекта проектирования), определение цели иследования, выбора критерия оптимальности, выявление неизвестных и основных ограничений и математической формолизации. Смотреть рисунок.

1)Выбор вида разрабатываемого продукта.

Объектами разработки могут служить изделия различных групп(молочные, мясные, хлебобулочные, кондитерские и др.) обладающие своими особенностями которые должны быть учтены в процессе проектирования. На основе анализа характеристики продуктов конкретной группы определяется объект проектирования.

2) Определение цели разработки нового или модификация существующего продукта.

Разработка новых и совершенствования традиционых пищевых продуктов проводится с определенной целью, эта цель должна быть четко сформулирована. От того на сколько правильно и конкретно отражена цель зависит и содержание модели. Формулировка цели должна характеризоваться четкостью и полнотой, например при проектировании пластифицированной сырной массы может быть поставлена цель- разработать продукт функционального назначения. Формулировка цели это начальный этап проектирования заключается в формализации цели и задач, что позволяет структуировать процесс разработки, установить взаимосвязи и последовательность основных этапов. В качестве примера такого подхода на рисунке 2 изображена схема процесса разработки сырного продукта с растительным наполнением.

3) выбор критерия оптимальности

В связи с поставленной целью иследований определяется критерий оптимальности. Т. Е. Экономический, технологический или другой показатель на основе которого сравнивается возможные варианты и выбирается наилучший из них. Критерий оптимальности служит формой колличсетвенного выражения цели поставленной задачи. Он может иметь стоимостное и натуральной выражение. При разработке пищевых продуктов может использоваться один или несколько критериев оптимальности. При этом случаи использовании нескольких критереев решение задачи может иметь противоречивый характер, поэтому необходимо установить требуемое сочетание выбранных критериев(т.е. Перейти к комплексному критерию оптимизации) В нашем примере два возможных варианта: один критерий оптимальности- содержание витамина С в 100г сырной массы, в данном случае оптимальным будет рецептурное соотношение позваляющие получить массу с заданным содержанием витамина; два критерия оптимальности- содержание кальция и фосфора в 100 г сырной массы в этом случае целесообразно в качестве оптимального принять такое рецептурное соотношение, которое обеспечит сочетание кальция и фосфора в готовы продукте в пропорцие рекомендованной медикобиологическими иследования.

4) Выявление ограничений

Поиск оптимального решения с помощью математического аппарата осуществляется обычно в условиях каких либо ограничений. Состав ограничений зависит от свойств объекта проектирования и требований которые вытекают из формулировки задачи. Поэтому составу ограничений должен достаточно полно наиболее эффективно и по возможности кратко отражать существо задач разработки. В нашем случае т.е. в математической модели ограничения выражаются в виде систем неравенств уравнений и другой соотношений. Состав и число ограничений влияет на сложность решения задачи. Нужно стремится к тому чтобы число ограничений было столько сколько требуют условия поставленной задачи, т.к большее число ограничений усложняет вычислительный процесс и сокращает область выбора решений задачи. Однако с другой стороны упущение какого либо ограничение модели может привести к тому что результат решения задачи окажется практически непригодным. Достаточное число ограничений не всегда удается определить при разработке модели отдельные необходимые для конкретной задачи ограничения могут быть выявлены только после ее решения. Так в нашем примере в качестве ограничений использованы максимальная концентрации отдельных ингридиентов и содержания витамина С в готовых изделиях. После решения задачи выяснилось что не было учтена себестоимость продукции, что в конечном итоге сказалось на конкуретноспособности продукта. В этом случаи модель должна быть дополнена и расчет произведен заново.

Лекция 3.

Математическая формализации- процесс разработки записывается в виде математической модели с помощью различных символов обозначающих искомые неизвестные и разнообразные технико экономические показатели задачи. Математические модели в виде алгебраических и дифиринциальных уравнений, уровнение регресии, систем уравнений в частных производных и конечных разностях при достаточным объеме оприорных данных могут быть получены аналитическими методами с использованием основных физических законов и классических принципов анализа систем, а так же экспериментальными методами с применением математической статистики регрессивного анализа и планирование эксперимента.

Сложность получение адекватных моделей влияние рецептурного состава на качественные характеристики пищевых продуктов обусловлена их достаточно большой начальной неопределенностью связанной с трудно фомрмолизуемым расбросом нормативов и свойств сырья, а так же характеристик связей между физико химическими показателями сырья и готовой продукцией в этих условиях наряду с традиционными подходами моделирования моделирование должно быть связанно с сознанием других моделей в виде алгоритмов обучения. Выбор тех или иных методов и технических средств моделирование во многом определяется целевым назначением модели, Опреденными прикладными задачи ее использования в системах автоматизированного рассчета и оптимизации рецептур многокомпонентных пищевых систем. В последние время задачи связанные с моделированием многокомпонентных рецептурных смесей пищевых продуктов решают с помощью математического программирования, количественного состава а так же заданных порциальных частей(компонентов) входящих вы данную смесь оптимизация параметров смеси позволяет обеспечить получение продуктов заданного качества.

Разработка рецептур продуктов питания отвечающих современным физиологическим нормам заключается в обеспечении сбалансированного питания химического состава готового изделия при высоких органолептических показателях и оптимальности стоимости. Моделирование рецептурных смесей пищевых продуктов общего и функционального назначения находит все более широкое применение на практике. Оптимизационные задачи как правило решаются по выбранных направлениям. Например химическому, минеральному, витаминому составам и энергетической ценности. Привет этом уделяется большое внимание проектированию комбинированных пищевых систем, т.е.созданию рациональных рецептур и оптимальных структурно механических свойств продукта при одновременном использования сырья растительного и животного происхождения.

Дата добавления: 2013-12-12