Разработка концептуальной модели комплексного показателя качества растительно-мясных экструдатов

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Пищевая промышленность


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ции рецептур -сбалансированность продукта по основным пищевым веществам, максимальное приближение к следующим соотношениям: белок: жир: углеводы — 1,0: 1,3: 4,0- незаменимых аминокислот лизин: триптофан: метионин — 1: 3:3- и жирно-кислотного состава полиненасыщенных: насыщенных: мононенасыщенных — 1: 3:6, Омега 6: Омега 3 (ю6: ю3) — 10:1.
Соотношение микроэлементов- Са: Мд = 1,0: 1,5 и Са: Мд = 1,0: 0,6
Предварительно был проведен анализ и подобраны следующие ингредиенты: печень, мозги, шпик свиной, жир топленый, растительное масло, шкурка свиная, растительный белок, ферментный препарат, а также возможно использование нута, высокобелкового бобового компонента, обогащенного селеном.
В результате компьютерного имитационного модели-
рования разработаны пять оптимальных рецептур консервированных паштетов. Характеристики их приведены в таблице.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ивашов В. И., Горошко Г. П., Салаватулина Р. М., Лебедева Л. И. Методика расчета оптимальной рецептуры с учетом сбалансированности аминокислотного состава. // Сборник научных трудов ВНИИМП. М.: 1989.
2. Лисицын А. Б., Любченко В. И., Горошко Г. П. Методы математического моделирования при обосновании рецептур многокомпонентных мясных продуктов // Сборник научных трудов ВНИИМПа М. :1996.
3. Николаева С. В., Кузнецова Ю. Г., Бобренева И. В., Шайлиева М. М. Моделирование рецептур мясных рубленых полуфабрикатов// «Мясная индустрия». 2004. № 10.
Разработка концептуальной модели
комплексного показателя качества растительно-мясных экструдатов
КРЫЛОВА В.Б., канд. техн. наук
ВНИИ мясной промышленности ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
Задача повышения комплексного показателя качества экструдатов имеет многоцелевой характер, обладает многокритериальностью оценки, альтернативностью решений. Такая задача требует системного подхода, основными принципами которого является принцип единства функционально-целевых и причинно-следственных отношений на всех этапах и фазах повышения комплексного показателя качества экструдатов и на всех уровнях управления им.
Проблема выработки растительно-мясных экструдатов с заданным качеством связана с шестью основными аспектами: сохранение и повышение пищевой ценности (ПЦ) — улучшение структурно-механических (СМП), функциональ-
Табл. 1. Значения основных свойств КПК экструдатов
Уровень
Показатели экспертной оценки Свойства показателя
Пищевая ценность 0,15 Белки Углеводы Жиры Минеральные вещества
Структурно-механические 0,20 Напряжение при срезе Коэффициент взрыва Насыпная масса
Функционально-технологические 0,15 Степень набухания
Способность: жиросвязывающая влагосвязывающая гелеобразующая эмульгирующая
Безопасности 0,20 Микробиологические показатели Содержание: тяжелых металлов радионуклидов
Органолептические 0,15 Внешний вид Цвет Запах Вкус Нежность
Микроструктурные 0,15 Преобладающий размер частиц Количество неразрушенных зерен крахмала
но-технологических (ФТП), органолептических показателей (ОП) и показателей безопасности (ПБ), а также микроструктуры (М) продукции. Модель комплексного показателя качества экструдатов можно представить в следующем виде:
К =& lt-К К К _ К К _ К & gt-,
пц смп мб оп пб м '-
где Кп^ Кс,
К фтп, КП,
Кпб, Км — модели ПЦ, СМП, ФТП,
ОП, ПБ и М соответственно.
Для описания задачи повышения качества экструдатов, позволяющей выделить системные компоненты и определить общесистемные характеристики, была использована модель целенаправленного функционирования системы:
& lt-цель & gt- - & lt-стратегия & gt- - & lt-ресурсы>-.
Цель определяет необходимость создания и развития системы. Под целью будем понимать множество W (x) состояний ХТО системы S, соответствующих заданному уровню комплексного показателя качества (далее КПК) ХТО • W (x), желаемых лицу, принимающему решение (далее ЛПР), где Ь время. Описание множества W (x) заключается в формировании ограничений на вектор ХТО (количественных и качественных) и в задании вектора Е^) свойств цели (вектор эффективности), которые считает предпочтительными ЛПР.
Поскольку достижение целевых состояний Х (!) • W (x) возможно различными путями — стратегиями, то в общем случае существует множество • О (У) стратегий У^), У (!) • О (У), реализующих цель W (x). Множество О (У) определяет функцию системы и может быть оценено вектором оценки Е (О).
Табл. 2. Свойства составляющей КПК экструдатов «пищевая ценность»
Свойство Обозначение Уровень экспертной оценки Компонент
1. Белки Х 0,6 Аминокислоты: незаменимые заменимые
2. Углеводы Х 0,2 Полисахариды Моносахариды
3. Минеральные Х1.3 0,1 Макро- и
вещества микроэлементы
4. Жир Х 0,1 Жирные кислоты: насыщенные полиненасыщенные Отношение ю3: ю6
Табл. 3. Свойства составляющей КПК экструдатов «структурно-механические показатели»
Свойство Обозначение Уровень экспертной оценки Компонент
1. Напряжение среза Х2.1 0,3 Прочностные свойства Жесткость Хрупкость
2. Коэффициент взрыва Х2.2 0,3 Диаметр экструдата
3. Насыпная масса X 0,2 Плотность
Табл. 4. Свойства составляющей КПК экструдатов «функционально-технологические показатели»
Уровень
Свойство Обозначение экспертной оценки Компонент
1. Степень набухания Х4.1 0,2 Количество воды, поглощенной единицей массы экструдата
Способность: Х42 0,2 Отношение свободной
2. влагосвязывающая влаги в экструдате к связанной
3. гелеобразующая Х4.3 0,2 Способность образовывать однородную коллоидную систему
4. жиросвязывающая X 0,2 Количество жира, связанного единицей массы экструдата
5. эмульгирующая Х4.5 0,2 Способность образовывать стабильную эмульсию
Табл. 5. Свойства составляющей КПК экструдатов «органолептические показатели»
Свойство Обозначение Уровень экспертной оценки Компонент
1. Внешний вид Х6.1 0,2 Соответствие
виду продукта
2. Вкус Х6.2 0,2 То же
3. Цвет Х6.3 0,2 «
4. Запах Х6.4 0,2 «
5. Консистенция Х6.5 0,2 Пористость
Ресурсы {СШ} - это свойства (материальные, энергетические, финансовые, интеллектуальные и другие), которые необходимы и достаточны для реализации функции системы Б. Ограниченность ресурсов С (!) определяет некоторую область й© (С^) • й (С)), эффективность которой обозначают через вектор критериев Б (й). Компонентами
этого вектора могут быть: достаточность ресурсов, их мобильность, интенсивность использования и другие. Следует отметить, что ресурсы могут быть независимыми и взаимозаменяемыми.
Рассмотрим выделенные системные критерии применительно к предмету исследований настоящей работы.
Под ресурсами понимаем все средства (исходное сырье, способ и степень его измельчения, степень увлажнения или подсушки, равномерность смешивания компонентов, технологические параметры экструзии, форму и диаметр отверстий матрицы, тип шнековых элементов и последовательность их сборки и др.), которые необходимы для повышения КПК экструдатов. В этом случае целями повышения КПК экструдатов является достижение оптимального состояния, и задача ЛПР заключается в том, чтобы из множества возможных состояний КПК экструдатов найти это состояние при необходимом векторе ресурсов [1]. Наличие множества целей повышения КПК экструдатов, множества ресурсов, которые необходимы и достаточны для их достижения, определяют проблемы выбора в этих множествах.
Стратегия ЛПР — механизм выбора и распределения ресурсов, обеспечивающих оптимальное повышение КПК экструдатов, а управление — совокупность мероприятий, которые приводят к оптимальной стратегии. Тогда у ЛПР, очевидно, существует критерий выбора оптимальной стратегии. Наличие множества стратегий достижения повышения КПК экструдатов определяет проблему выбора на этом множестве.
Следует отметить, что поскольку выбор оптимальной стратегии повышения КПК экструдатов во многом зависит от субъективных качеств ЛПР, а также от исходных условий решения каждой прикладной задачи, конкретизировать данные стратегии, т. е. предложить метод решения, в общем случае не представляется возможным. Однако при этом возможно указание пути, который позволит существенно облегчить реализацию выбора.
Одним из путей выбора оптимальной стратегии повышения КПК экструдатов можно считать введение приоритетности для целей и ресурсов [1]. Приоритеты следует формировать до непосредственного распределения ресурсов или в процессе решения задачи, когда анализируется полученная информация о важности той или иной цели, или об эффективности использования каждого имеющегося ресурса.
С целью формализации следующего этапа исследований необходимо решить задачу структуризации множества ресурсов. Тогда метод повышения комплексного показателя качества экструдатов можно описать в виде системы:
кпк=& lt-р, орр, а, у, э, в, кпк, т& gt-,
где Р — наименование ресурса, который используется для повышения КПК экструдатов- ОРР — область реализации ресурса- С — ресурс- У — условия реализации ресурса- Э — экструдат- В — способ реализации-Т — совокупность требований к КПК экструдатов.
КПК — пищевая ценность, структурно-механические, функционально-технологические и органолептические показатели и показатели безопасности (включая микробиологические), а также микроструктура продукции.
Данная формула позволяет достаточно полно и наглядно представить метод повышения КПК экструдатов и может считаться ее концептуальной моделью.
В табл. 1−6 приведены значения основных свойств КПК экструдатов.
Для объективной оценки КПК экструдатов использована количественная оценка компонентов показателя на основании получения и использования экспертных оценок.
ВСЕ О МЯСЕ, 2−2006
21
Табл. 6. Обозначения составляющей КПК экструдатов «показатели безопасности»
Свойство Обозначение Уровень экспертной оценки Компонент
1. Микробиологические показатели Х.1 0,333 Аэробные и факультативно анаэробные микроорганизмы Бактерии группы кишечной палочки Плесневые грибы Бактерии рода сальмонелла
2. Токсичные 0,333 Количество: свинца, кадмия,
элементы ртути, As
3. Радионуклиды Х5.3 0,333 Количество цезия Количество стронция
ния показали, что между показателями качества экструдатов и их компонентами существует два вида связей: по общности свойств и по взаимной зависимости свойств (табл. 8).
Учитывая [1], что если два любых компонента системы или явления обладают хотя бы одним общим свойством, то между ними существует связь по общности свойств. Если между различными свойствами двух разных компонентов существует определенная функциональная зависимость, то между этими компонентами имеется связь по взаимной зависимости свойств. Связи между компонентами комплексного показателя качества экструдатов представлены в виде матрицы (см.
Табл. 7. Обозначения свойств составляющей КПК экструдатов «микроструктура»
Свойство Обозначение Уровень экспертной оценки Компонента
1. Образование белково-углеводных комплексов 0,6 Преобладающий размер частиц
2. Деструкция зерен крахмала Хм 0,4 Остаточное количество неразрушенных зерен крахмала
Как научный способ экспертный метод был разработан сравнительно недавно и получил название «Дельфи» [2]. Вначале экспертные методы применяли, в основном, для прогнозирования развития науки и техники, затем стали использовать для управления качеством продукции, так как при его оценке используют не только объективные методы исследования, но и лингвистические понятия, например, органолеп-тическая оценка качества продукции. В данных случаях невозможно применение моделирования и описание управляемых объектов формализованными математическими способами.
Табл. 8. Матрица связей компонентов КПК экструдатов
Показатель качества Пищевая Структурно-механические показатели (СмП) Функционально-технологические показатели (ФТП) Органилеп-тические показатели (ОП) Показатели микро-
ценность (ПЦ) безопасности (ПБ) структура (м)
ПЦ 0 1 1 1 1 0
СМП 1 0 0 1 1 1
ФТП 1 1 0 0 1 1
ОП 1 1 1 0 1 1
ПБ 1 0 0 1 0 0
м 1 1 1 0 1 0
Сущность метода экспертных оценок заключается в усреднении различными способами мнений экспертов по рассматриваемым вопросам. При этом усредненная оценка мнений экспертов (К) в общем виде определяется по формуле:
?=1
где К — оценка, данная ?-м экспертом- N — количество экспертов.
Анализ данных, приведенных в таблицах, свидетельствует, что каждый показатель качества экструдатов характеризуется своими свойствами: делением на группы, взаимозависимостью, возможностью сочетания, абсолютностью или относительностью величин, широтой перечня показателей и т. п.
Анализ и систематизация предметной области исследова-
Граф зависимостей составляющих КПК экструдатов
табл. 8), в которой связи по общности и по взаимной зависимости свойств обозначены «1», а их отсутствие -через «0». Данная матрица представляет собой в компактном виде степень взаимосвязи компонентов комплексного показателя качества экструдатов и может быть основой для построения графа зависимостей компонентов комплексного показателя качества (см. рисунок).
Анализ представленных на рисунке связей и взаимодействий составляющих комплексного показателя качества экструдатов позволяет судить о структурности системной проблемы. Эта характеристика считается одной из наиболее общих характеристик системы, отражающих совокупность устойчивых отношений, связей и взаимодействий между уровнями и компонентами системы, сохраняющих целостность системы в условиях внешних и внутренних воздействий.
В соответствии с классификацией типологий структур [1], применяемой в системном анализе, настоящую системную проблему можно классифицировать как трехмерную структуру — по пространственной топологии- как экстенсивную, для которой характерен рост количества связей, отношений и взаимодействий между компонентами — по характеру развития- как смешанную, сочетающую вещественные, энергетические и информационные типы структур — по виду взаимодействий- и как полносвязанную систему, обладающую высокой информативностью — по характеру связанности.
ЛИТЕРАТУРА
1 Новосельцев В. И., Тарасов Б. В., Голиков В. К., Демин Б. Е. Теоретические основы системного анализа. Под ред. В. И. Новосельцева. //М.: Майор. 2006. 592 с.
2. Мишин В. М. Управление качеством // М.: ЮНИТИ-ДАНА. 2005. 463 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой