Диссертация (1152332), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Тем не менее, применение антиоксидантов для стабилизации окислительныхпроцессов в грецких орехах имело более значимые эффекты.Применение исследованных антиоксидантов линейки NovaSOL позволяет снизитьскорость окислительных реакций и увеличить лежкоспособность орехоплодных. Наиболееэффективным антиоксидантом из данной линейки по результатам исследований оказалсяантиоксидант NovaSOL Rosemary.Обработкаобразцовгрецкихореховантиоксидантомдигидрокверцетиномпозволяет достичь наиболее значимых результатов и значительно снизить скоростьнакопления продуктов окисления.
По результатам исследований дигидрокверцетин имелнаиболее сильное стабилизирующее действие на окислительные процессы по сравнению сдругими изученными способами обработки.Ввиду того, что наиболее эффективным методом из исследуемых оказался метод с126применением в качестве антиоксиданта раствора дигидрокверцетина, дальнейшиеисследования и расчеты с целью прогнозирования сроков годности грецких ореховпроводились при условии применения дигидрокверцетина в качестве антиоксиданта.127ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОГНОЗИРУЕМЫХОСТАТОЧНЫХ СРОКОВ ГОДНОСТИ ГРЕЦКИХ ОРЕХОВДля расчета предполагаемых остаточных сроков годности пищевых продуктов применяютметодику ускоренного хранения (старения) продукта при повышенных температурах [2, 6, 16, 19,97, 104, 105, 106].
Полученные данные об изменениях основных показателей физико-химическихпроцессов, происходящих в пищевых продуктах при ускоренном хранении, применяют длярасчетов и построения математических моделей, которые позволяют определить остаточныйсрок годности пищевого продукта при рекомендуемой температуре хранения. Среди такихматематических моделей чаще всего применяют модель Аррениуса и линейную модельпрогнозирования сроков годности пищевых продуктов [223].Модель Аррениуса позволяет установить зависимость скорости какой-либо реакции оттемпературы [223]. Для расчета срока годности орехоплодных по данной модели необходимовыбрать показатель окислительной порчи, который имеет наибольшую корреляцию сорганолептическими признаками окислительной порчи.По полученным нами данным, все исследованные физико-химические показателиокислительнойпорчиимеливысокуюстепенькорреляциисорганолептическимихарактеристиками, поэтому в ходе дальнейшего исследования модель расчета остаточныхпредполагаемых сроков годности определялась для всех изученных физико-химическихпоказателей окислительной порчи.
Согласно литературным данным, наибольшую корреляцию сорганолептическими показателями составляет содержание гексаналя [223].Согласно уравнению Аррениуса, для большинства пищевых продуктов ухудшение ихкачества описывается следующим математическим уравнением нулевого или первого порядка:− ( ) = ()(1)где – качественная характеристика, измеренная в некоторых единицах;n – порядок реакции;k – константа скорости.Для снижения нулевого и первого порядков данное уравнение может быть представленоследующим образом:1281 1 = 2 2(2)где 1 – скорость реакции при температуре 1 ;2 – скорость реакции при температуре 2 ;1 – срок годности при температуре 1 ;2 – срок годности при температуре 2 .Таким образом, уравнение Аррениуса может быть использовано для установления того,насколько быстрее или медленнее будет проходить реакция, если образец будет находиться приопределенной температуре. Т.е.
данную модель можно применять для экстраполяциирезультатов определения срока годности при ускоренном хранении при высоких температурахна предполагаемые результаты определения срока годности в рекомендуемых условиях хранения[156].Скорость окисления для исследуемых образцов ядер грецких орехов без скорлупыопределяли построением корреляционных зависимостей между определяемыми физикохимическими показателями окислительной порчи и временем хранения.
В результате построениярегрессионной модели для периода инициации окислительных процессов и периода развитияокислительных процессов было определено значение в точке пересечения линий корреляции,которое показывает конец периода инициации окислительных процессов и является окончаниемсрока годности образца грецких орехов [268].Ввиду того, что скорость окислительных реакций значительно увеличивается в началепериода развития окислительных процессов, то рассчитанное окончание периода инициацииокислительных процессов традиционно признается сроком годности ( ) при различныхтемпературах ускоренного хранения.Математическое выражение уравнения Аррениуса представляется в следующем виде: = 0 −/где k – константа скорости реакции при температуре Т;k0 – независимая константа;ЕА – энергия активации;R – универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль×К));Т – абсолютная температура.(3)129Из уравнения 3 следует:log = log0 − 2,3(4)Так как 1 1 = 2 2 , где k1 – константа скорости реакции при температуре Т1, k2 –константа скорости реакции при температуре Т2, tS1 – срок годности при температуре Т1, а tS2 –срок годности при температуре Т2, то:1112log (1 ) = 2,3( − )2(5)Графическое представление уравнения 5 может быть получено путем преобразованиясрока окончания периода инициации окислительных процессов при трех различныхтемпературах ускоренного хранения в десятичный логарифм, а температуры хранения путемпреобразования в обратную величину (1/температуру хранения, выраженную в °К) [156].5.1 Расчет прогнозируемых остаточных сроков годности грецких орехов с помощьюмодели АррениусаС целью определения прогнозируемых остаточных сроков годности образцов ядергрецких орехов при рекомендуемых условиях хранения (20 °С) на основе данных о динамикефизико-химических показателей окислительной порчи орехов, хранившихся в условияхускоренного хранения, нами были проведены построения регрессионных моделей для периодаинициации окислительных процессов и периода развития окислительных процессов в жирахисследуемых образцов грецких орехов, в результате которых было определено значение в точкепересечения линий корреляции, которое показывает конец периода инициации окислительныхпроцессов и является окончанием срока годности образца грецких орехов.В таблице В.1 Приложения В представлены уравнения регрессии и значениякоэффициентов детерминации для периода инициации и развития окислительных процессовисследуемых образцов грецкого ореха в процессе ускоренного хранения при 35, 45 и 55 °С пофизико-химическим показателям окислительной порчи.
Методом регрессионного анализа на130основе рассчитанных данных было получено значение прогнозируемого остаточного срокагодности образцов грецких орехов при рекомендуемой температуре хранения 20 °С всоответствии с уравнением Аррениуса. Полученные данные в зависимости от исходных значенийфизико-химических показателей окислительной порчи (перекисного числа, тиобарбитуровогочисла, содержания конъюгированных диенов, содержания пропаналя и гексаналя) представленыв таблицах 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 и 5.5 соответственно.Стоит отметить, что при сопоставлении полученных данных о прогнозируемыхостаточных сроках годности образцов ядер грецкого ореха с результатами органолептическойоценки этих образцов на конец периода хранения (154 сутки), видно, что некоторые образцы врамках прогнозируемого остаточного срока годности обладают незначительными (образцы № 2,3, 9) или выраженными признаками прогорклости (образцы № 1, 5, 7).При этом имеются образцы, соответствующие приемлемым органолептическимхарактеристикам (образцы № 4, 6, 8, 10).
Данное явление может возникать из-за множествафакторов (например, из-за различий в значениях массовой доли жира образцов, содержаниятокоферолов и т.п.). В связи с этим, результаты определения прогнозируемых сроков годностиорехов нами принимались за максимальный прогнозируемый остаточный срок годности, послеокончания которого образец становится непригоден для употребления.С целью установления адекватного срока годности, по истечение которого образецнекоторое время еще будет иметь небольшой запас лежкоспособности, нами был установленрекомендуемый прогнозируемый остаточный срок годности, который составляет 80 % отмаксимального прогнозируемого остаточного срока годности.Рекомендуемый прогнозируемый остаточный срок годности предполагает, что на моментего окончания грецкие орехи обладают приемлемыми органолептическими характеристиками, афизико-химические показатели окислительной порчи не превышают критические значения.Таблица 5.1 – Прогнозируемый остаточный срок годности образцов ядер грецкого ореха посодержанию пропаналяОбразецУравнениеАррениусаОбразец 4y = 1816,41x-3,98Образец 6y = 1898,87x-4,25Образец 8y = 1852,63x-4,10Образец 10y = 1768,67x-3,81Источник: составлено авторомR²0,960,990,950,99Прогнозируемыйсрок годности при20 °С (сутки)157160158160131Таблица 5.2 – Прогнозируемый остаточный срок годности образцов ядер грецкого ореха посодержанию гексаналяОбразецУравнениеАррениусаОбразец 4y = 1758,33x-3,76Образец 6y = 1941,79x-4,35Образец 8y = 1959,15x-4,44Образец 10y = 1930,30x-4,32Источник: составлено авторомR²0,990,970,990,99Прогнозируемыйсрок годности при20 °С (сутки)165178166175Таблица 5.3 – Прогнозируемый остаточный срок годности образцов ядер грецкого ореха поперекисному числуОбразецУравнениеАррениусаОбразец 1y = 2649,28x-6,78Образец 2y = 2523,65x-6,38Образец 3y = 2943,25x-7,79Образец 4y = 2067,09x-4,83Образец 5y = 3664,61x-10,35Образец 6y = 2483,56x-6,23Образец 7y = 3211,50x-8,69Образец 8y = 2518,62x-6,35Образец 9y = 2724,56x-7,08Образец 10y = 2318,30x-5,66Источник: составлено авторомR²0,910,820,820,850,980,970,930,880,970,91Прогнозируемыйсрок годности при20 °С (сутки)168158164158128163169163152166Таблица 5.4 – Прогнозируемый остаточный срок годности образцов ядер грецкого ореха потиобарбитуровому числуОбразецУравнениеАррениусаОбразец 1y = 2874,63x-7,52Образец 2y = 2858,39x-7,47Образец 3y = 2820,14x-7,34Образец 4y = 2693,53x-6,89Образец 5y = 3002,44x-8,09Образец 6y = 2997,28x-7,93Образец 7y = 3050,81x-8,12Образец 8y = 2726,63x-7,03Образец 9y = 2575,35x-6,52Образец 10y = 2767,21x-7,15Источник: составлено авторомR²0,960,990,990,940,990,930,990,980,960,99Прогнозируемыйсрок годности при20 °С (сутки)179177177185131182178174172181132Таблица 5.5 – Прогнозируемый остаточный срок годности образцов ядер грецкого ореха посодержанию конъюгированных диеновОбразецУравнениеАррениусаОбразец 1y = 2388,41x-5,92Образец 2y = 2154,75x-5,14Образец 3y = 2183,37x-5,23Образец 4y = 2250,36x-5,45Образец 5y = 2590,36x-6,70Образец 6y = 2305,05x-5,64Образец 7y = 2380,11x-5,89Образец 8y = 2165,89x-5,16Образец 9y = 2067,86x-4,88Образец 10y = 1974,45x-4,51Источник: составлено авторомR²0,980,930,930,970,940,960,990,910,920,99Прогнозируемыйсрок годности при20 °С (сутки)158153156159128157159160141159При достижении рекомендуемого прогнозируемого остаточного срока годности грецкиеорехи еще могут некоторое время храниться без проявления признаков прогорклости (додостижения максимального прогнозируемого срока годности).
На основе полученных данных опрогнозируемых остаточных сроках годности грецких орехов нами была построенакорреляционная зависимость между исходными значениями физико-химических показателейокислительной порчи образцов орехов и прогнозируемыми остаточными сроками годности.Полученные полиномиальные аппроксимационные модели четвертого и пятого порядкапредставлены в таблице 5.6.
Полученные зависимости позволяют установить максимальныепрогнозируемые остаточные сроки годности грецких орехов при их хранении в рекомендуемыхусловиях (при 20 °С) на основе исходных значений физико-химических показателейокислительной порчи данных орехов (на основе значений перекисного, тиобарбитурового чисели содержания конъюгированных диенов).Аналогичные расчеты уравнений регрессии и значений коэффициента детерминации дляпериода инициации и развития окислительных процессов для исследуемых образцов ядергрецких орехов, обработанных с целью увеличения сроков годности антиоксидантомдигидрокверцетином в различных концентрациях в процессе ускоренного хранения при 35, 45 и55 °С представлены в таблице В.2 в Приложении В. Для обработки антиоксидантомдигидрокверцетином был выбран образец ядер грецких орехов № 10, имевший наилучшиеначальные органолептические и физико-химические характеристики.133Таблица 5.6 – Зависимость прогнозируемых остаточных сроков годности образцов грецкихорехов от исходных значений физико-химических показателей окислительной порчиПолиномиальная модельВеличина достоверностиаппроксимацииЗависимость прогнозируемогоостаточного срока годностиy = -0,0083x4 + 0,264x3 образцов грецких орехов от1,4844x2 - 20,907x + 177,44исходногозначенияперекисного числаЗависимость прогнозируемогоостаточного срока годностиy = 3344,1x5 - 8794,2x4 +образцов грецких орехов от 7593x3 - 2131,9x2 - 207,71xисходногозначения+ 196,18тиобарбитурового числаЗависимость прогнозируемогоостаточного срока годностиy = -9,2886x5 + 97,786x4 образцов грецких орехов от 352,64x3 + 497,5x2 - 281,02xисходногосодержания+ 212,33конъюгированных диеновИсточник: составлено авторомR² = 0,9870R² = 0,9703R² = 0,9832Методом регрессионного анализа на основе рассчитанных данных были полученызначения максимальных прогнозируемых остаточных сроков годности образцов грецких орехов,обработанныхантиоксидантом дигидрокверцетином в различных концентрациях,прирекомендуемой температуре хранения 20 °С в соответствии с уравнением Аррениуса.Полученные данные в зависимости от исходных значений физико-химических показателейокислительной порчи представлены в таблицах 5.7, 5.8, 5.9, 5.10 и 5.11.Таблица 5.7 – Прогнозируемый остаточный срок годности ядер грецких орехов, обработанныхантиоксидантом дигидрокверцетином, по содержанию пропаналяОбразецУравнениеАррениусаКонтрольy = 1768,67x-3,81Обработка 0,001 %y = 1768,67x-3,81растворомОбработка 0,005 %y = 1767,37x-3,79растворомОбработка 0,01 %y = 1754,63x-3,69растворомОбработка 0,02 %y = 1778,95x-3,69растворомИсточник: составлено автором0,990,99Прогнозируемыйсрок годности при20 °С (сутки)1601600,981650,931880,96228R²134Таблица 5.8 – Прогнозируемый остаточный срок годности ядер грецких орехов, обработанныхантиоксидантом дигидрокверцетином, по содержанию гексаналяУравнениеАррениусаОбразецКонтрольy = 1930,30x-4,32Обработка 0,001 %y = 1930,30x-4,32растворомОбработка 0,005 %y = 1901,25x-3,76растворомОбработка 0,01 %y = 1513,58x-2,89растворомОбработка 0,02 %y = 1778,42x-3,66растворомИсточник: составлено автором0,990,99Прогнозируемыйсрок годности при20 °С (сутки)1751750,971760,911800,99243R²Таблица 5.9 – Прогнозируемый остаточный срок годности ядер грецких орехов, обработанныхантиоксидантом дигидрокверцетином, по перекисному числуОбразецУравнениеАррениусаКонтрольy = 2318,30x-5,66Обработка 0,001 %y = 2318,30x-5,66растворомОбработка 0,005 %y = 2273,71x-5,34растворомОбработка 0,01 %y = 2168,78x-5,10растворомОбработка 0,02 %y = 1898,09x-4,10растворомИсточник: составлено автором0,910,91Прогнозируемыйсрок годности при20 °С (сутки)1661660,931700,971870,99226R²Таблица 5.10 – Прогнозируемый остаточный срок годности ядер грецких орехов, обработанныхантиоксидантом дигидрокверцетином, по тиобарбитуровому числуОбразецКонтрольОбработка 0,001 %растворомОбработка 0,005 %растворомОбработка 0,01 %растворомУравнениеАррениусаR²y = 2767,21x-7,15y = 2767,21x-7,150,990,99Прогнозируемыйсрок годности при20 °С (сутки)181181y = 2654,31x-6,830,98185y = 2331,21x-5,630,99197135Продолжение таблицы 5.10Обработка 0,02 %y = 2341,27x-5,57растворомИсточник: составлено автором0,97245Таблица 5.11 – Прогнозируемый остаточный срок годности ядер грецких орехов, обработанныхантиоксидантом дигидрокверцетином, по содержанию конъюгированных диеновОбразецУравнениеАррениусаКонтрольy = 1974,45x-4,51Обработка 0,001 %y = 1974,45x-4,51растворомОбработка 0,005 %y = 1942,45x-4,43растворомОбработка 0,01 %y = 1878,85x-4,13растворомОбработка 0,02 %y = 1904,46x-4,12растворомИсточник: составлено автором0,990,99Прогнозируемыйсрок годности при20 °С (сутки)1591590,971630,991810,96226R²5.2 Расчет остаточных прогнозируемых сроков годности грецких орехов с помощьюлинейной моделиАналогичные расчеты прогнозируемого остаточного срока годности пищевых продуктовможно провести в соответствии с линейной моделью прогнозирования сроков годности, котораяпредставляется следующим выражением: = 0 (−0 )(6)где 0 – скорость реакции при температуре 0 (°С); – скорость реакции при температуре (°С);b – постоянный параметр реакции.Так как 1 1 = 2 2 , где k1 – константа скорости реакции при температуре Т1, k2 –136константа скорости реакции при температуре Т2, tS1 – срок годности при температуре Т1, а tS2 –срок годности при температуре Т2, то:log (1 ) = 2,3 (1 − 2 )(7)2Линейная модель срока годности пищевого продукта получается путем построениякорреляционной зависимости между десятичным логарифмом предполагаемого срока годностипри определенной температуре и этой температурой (°С) [268].В таблицах 5.12, 5.13, 5.14, 5.15 и 5.16 представлены прогнозируемые остаточные срокигодности образцов ядер грецких орехов, хранящихся в рекомендуемых условиях (при 20 °С),обработанных антиоксидантом дигидрокверцетином в различных концентрациях, в соответствиис линейной моделью прогнозирования сроков годности пищевых продуктов.Таблица 5.12 – Прогнозируемый остаточный срок годности ядер грецких орехов, обработанныхантиоксидантом дигидрокверцетином, по содержанию пропаналяОбразецУравнениелинейной моделиКонтрольy = -0,0175x+2,54Обработка 0,001 %y = -0,0175x+2,54растворомОбработка 0,005 %y = -0,0175x+2,56растворомОбработка 0,01 %y = -0,0174x+2,62растворомОбработка 0,02 %y = -0,0177x+2,70растворомИсточник: составлено автором0,990,99Прогнозируемыйсрок годности при20 °С (сутки)1491490,981550,941800,97213R²Таблица 5.13 – Прогнозируемый остаточный срок годности ядер грецких орехов, обработанныхантиоксидантом дигидрокверцетином, по содержанию гексаналяОбразецКонтрольОбработка 0,001 %растворомОбработка 0,005 %растворомУравнениелинейной моделиR²y = -0,0191x+2,61y = -0,0191x+2,610,990,99Прогнозируемыйсрок годности при20 °С (сутки)162162y = -0,0184x+2,680,97164137Продолжение таблицы 5.13Обработка 0,01 %y = -0,0151x+2,55растворомОбработка 0,02 %y = -0,0176x+2,72растворомИсточник: составлено автором0,921710,99224Таблица 5.14 – Прогнозируемый остаточный срок годности ядер грецких орехов, обработанныхантиоксидантом дигидрокверцетином, по перекисному числуОбразецУравнениелинейной моделиКонтрольy = -0,0228x+2,66Обработка 0,001 %y = -0,0228x+2,66растворомОбработка 0,005 %y = -0,0223x+2,65растворомОбработка 0,01 %y = -0,0214x+2,68растворомОбработка 0,02 %y = -0,0188x+2,72растворомИсточник: составлено автором0,900,90Прогнозируемыйсрок годности при20 °С (сутки)1521520,931570,961700,99211R²Таблица 5.15 – Прогнозируемый остаточный срок годности ядер грецких орехов, обработанныхантиоксидантом дигидрокверцетином, по тиобарбитуровому числуОбразецУравнениелинейной моделиКонтрольy = -0,0274x+2,78Обработка 0,001 %y = -0,0274x+2,78растворомОбработка 0,005 %y = -0,0262x+2,77растворомОбработка 0,01 %y = -0,0231x+2,74растворомОбработка 0,02 %y = -0,0232x+2,84растворомИсточник: составлено автором0,990,99Прогнозируемыйсрок годности при20 °С (сутки)1601600,971640,991800,98225R²Сравнивая значения максимального прогнозируемого остаточного срока годности,рассчитанного с помощью уравнения Аррениуса и линейной модели прогнозирования срокагодности, видим, что значительной разницы не наблюдается.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
