CC BY
103
ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА проектирования пищевых продуктов
никитина М.А., канд. техн. наук, сусь Е.Б., канд. техн. наук ФГБНУ «ВНИИМП им. В.М. Горбатова»
Ä статье представлена компьютерная программа расчета нутриентной адекватности состава поликомпонентных мясных продуктов с базой данных, позволяющая производить расчет количественных и качественных показателей пищевого продукта. Показана структура реляционной базы данных «Справочник химического состава пищевых продуктов».
Удк 637.52.002.61:519.688 ключевые слова:
база данных, информационные технологии, физикоъхимические показатели, пищевые продукты
В современных политических условиях мясная отрасль испытывает нехватку мясного сырья. Во исполнении Указа Президента Российской Федерации от 06 августа 2014 г. № 560 «О применении отдельных специальных экономических мер в целях обеспечения безопасности Российской Федерации» Правительство Российской Федерации приняло постановление от 07 августа 2014 г. № 778, которое определило перечень запрещенной к импорту сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия, страной происхождения которых являются Соединенные Штаты Америки, страны Европейского Союза, Канада, Австралия и Королевство Норвегия, по перечню согласно приложению [1-4]. Под запрет попали, в частности, мясо крупного рогатого скота, свинина, рыба, молоко и молочная продукция, овощи, фрукты, орехи, сыры, творог.
В результате прекращения поставок сырья из некоторых зарубежных стран, в условиях ограниченности отечественных мясных ресурсов при производстве комбинированных мясопродуктов используются различные пищевые добавки и ингредиенты, что позволяет повысить эффективность использования основного сырья при одновременном снижении себестоимости готовой продукции.
Применение вспомогательного сырья уже стало привычным технологическим инструментом и средством модификации свойств исходного сырья, регулирования функционально-технологических свойств мясных систем, корректировки отдельных характеристик готовой продукции, увеличения сроков хранения и т. д.
Так же следует отметить, что использование более дешевого сырья и ингредиентов в качестве замены мяса зачастую приводит к появлению сразу нескольких проблем. Одной из которых является снижение белка в мясных продуктах, или не вызывая изменений в содержании общего белка, может оказать существенное влияние на его аминокислотный состав и, соответственно, на уровень биологической ценности.
Именно по этой причине необходимо особое внимание уделять контролю за качеством белка.
Информация о количественном содержании заменимой аминокислоты (гидро-) оксипролина (допустимые пределы 0,15-0,45 %) свидетельствуют о наличии в рецептуре низкосортного сырья, характеризует степень полноценности белкового компонента продукта [5].
В качестве критерия качества мясных продуктов может быть использован белковый качественный показатель, представляющий собой отношение триптофана к оксипро-лину. Триптофан - аминокислота, типичная для мышечных белков мяса, она полностью отсутствует в соединительной ткани. Оксипролин - аминокислота, типичная для белков соединительной ткани (коллагена и эластина), она полностью отсутствует в мышечных белках. Чем больше белковый качественный показатель, тем выше пищевая ценность мяса, тем больше в мясе мышечной ткани, мышечных белков, незаменимых аминокислот [6].
Другой проблемой может стать ухудшение органолепти-ческих показателей готового продукта, и в конечном итоге снижение прибыли предприятия. Так, например, использование мяса птицы механической обвалки при производстве эмульгированных мясопродуктов способствует снижению себестоимости готовой продукции. Однако, внесение его в большом количестве приводит к ухудшению органолепти-ческих показателей готового продукта из-за высокого содержания легкоокисляемых липидов [7].
В связи с этим актуальной и своевременной является разработка технологий мясопродуктов, обладающих, наряду с высоким качеством, способностью оказывать положительное влияние на физиологическое состояние организма. Однако чрезмерно большой ассортимент исходных компонент продуктов, а также большое число факторов, учитывающихся при их создании, не позволяет в полном объеме решить поставленную задачу ручными методами.
В настоящее время не существует четко регламентированных правил составления рецептур. Их разрабатывают эмпирическим методом («проб и ошибок»), перебирая все возможные варианты, полагаясь на знания и многолетний
Рис. 2. Окно «Проектирование продукта - Аминокислотный состав»
опыт технолога. В условиях нестабильных качественных характеристик сырья это не гарантирует получение продукта заданного качества, особенно при высоком уровне замены основных видов сырья.
Вместе с тем определение пищевой ценности (влага, белок, жир, углеводы), представляющей практический интерес при целенаправленной разработке новых технологий производства полноценных пищевых продуктов, не отражает информацию о качестве белков, что особенно важно для продукции из мяса, являющейся основным источником животного белка в питании человека.
с базой данных, которая обеспечивает компьютерное решение таких задач, как расчет количественных и качественных показателей пищевого продукта, а именно расчет общего химического состава, пищевой, биологической и энергетической ценности.
На базе действующих нормативных документов и в соответствии с требованиями к ингредиентному и физико-химическому составу мясных продуктов, программа позволяет рассчитать рецептуры с учетом большого числа оценочных факторов.
Для этого была разработана компьютерная технология ведения постоянно пополняющегося банка знаний о продуктах и их характеристиках.
При разработке базы данных использовался компонент объектно-ориентированной среды Delphi 7 - Database Desktop, позволяющий создавать таблицы, изменять структуры таблиц и редактировать записи.
При проектировании базы данных использовалась реляционная модель, которая на данный момент все еще остается самой распространенной и хорошо подходит для решения поставленной задачи. Преимуществом данной модели является простота, гибкость структуры, удобство реализации на компьютере.
База данных содержит информацию о химическом составе мясного сырья и ингредиентов используемых при проектировании комбинированных мясопродуктов.
База данных программы включает в себя Справочник химического состава пищевых продуктов по производству мясных изделий.
Использование более дешевого сырья и ингредиентов в качестве замены мяса зачастую приводит
к появлению сразу нескольких проблем. Одной из которых является снижение белка в мясных продуктах, или не вызывая изменений в содержании общего белка, может оказать существенное влияние на его аминокислотный состав и, соответственно, на уровень биологической ценности.
Качественный состав белкового компонента характеризует коэффициент сопоставимой избыточности различий аминокислотного скора (КРАС), утилитарности (и) и биологической ценности [8-11].
Качество готовой продукции формируется на этапе составления модельных систем и мясного фарша с помощью управления качественными показателями ингредиентов, входящих в их состав. Усовершенствовать технологический процесс и, тем самым, сделать работу технолога более эффективной можно при применении информационных технологий.
В век информационных технологий необходим новый подход к проектированию (конструированию) пищевых продуктов заданного качества и модифицированного химического состава, удовлетворяющих физиологические потребности человека в полном объеме, при этом повышающих пищевую плотность его рациона в целом.
Для решения данной задачи во ВНИИМП им. В.М. Горбатова сотрудниками лаборатории «Информационные технологии» была разработана программа расчета нутриентной адекватности состава поликомпонентных мясных продуктов
Рис. 3. Окно «Проектирование продукта - Состав жирных кислот»
Рис. 4. Окно «Поиск сырья по заданным параметрам»
Проеетироеакие продута • рецептура
|| [вспомогательное сырье Говядина 2 категории Свинино веконноя 35 !!
Вода питьевая о Свинина жирная £0
Желатин Крахмал г
Крахмал СУПРО-Ш А
Масло подсолнечное рафинированное Меланж Молоко коровье (сырое) Молоко стерилизованное Молоко сухое обезжиренное Молоко сухое цельное Морковь кроеноя Пшеничная пука 1 сорт (витамин ] | Веша питьевая 16
Пшеничная мука 1 сорт (обычная) Пшеничная мука 2 сорт Пщвнична« мука еысш сорт (витамин)
Итога: юа 'А
| Проем мир ЗУ С | Расчет ^ | Закрыть
База данных аминокислотного состава (рис. 2) содержит информацию о количественном содержании незаменимых аминокислот, и в первую очередь, - валина, лейцина, лизина, изолейцина, треонина, триптофана, метионина + цисти-на (серусодержащих соединений), фенелланина + тирозина (ароматических соединений), - и заменимых аминокислот в массовой доле общего белка.
База данных жирнокислотного состава (рис. 3) включает в себя сведения о наличии и содержании насыщеных жирных кислот (НЖК), мононенасыщеных жирных кислот (МНЖК), полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК).
класс Расчетный модуль лл&гр)мты
Сохранение
рецептары 6 ьд
Рис. 5. Функциональная схема обобщенного алгоритма Расчетного модуля
Рис. 6. Окно «Проектирование продукта - рецептура»
База данных углеводного состава включает в себя данные об общих углеводах, моносахаридов, дисахаридов, гид-ролизуемых и негидролизуемых полисахаридов.
База данных витаминов содержит сведения о водорастворимых витаминах, в том числе витамине С (аскорбиновая кислота), В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), В4 (холин), В5 (пантатеновая кислота), В6, В9 (фолацин), В12 (кобаламин), РР (ниацин), Н (биотин), и жирорастворимых витаминах -А, D, Е.
База данных минерального состава включает информацию о массовой доли макро- и микроэлементов.
При работе с базой данных пользователи могут просматривать и редактировать нутриентный состав выбранного продукта, а также добавлять новые данные.
Компьютерные (информационные) технологии позволяют быстро с учетом заданных признаков произвести выбор ингредиентов, оптимальных для поставленных условий производства пищевого продукта (рис. 4).
Алгоритм расчетного модуля компьютерной системы позволяет осуществлять расчет пищевой, биологической и энергетической ценности, витаминного и минерального составов, а также производить оценку аминокислотного скора по основным незаменимым аминокислотам, коэффициентов КРАС, утилитарности, сопоставимой избыточности (рис. 5).
На первом этапе технологу необходимо выбрать из базы данных компоненты по признакам: химический состав, функциональные свойства, способные при варьировании их содержания в рецептуре наиболее существенно влиять на баланс жир: белок, структурно-механические свойства получаемой системы, органолептические показатели готового продукта.
Далее необходимо указать массовые доли каждого компонента в проектируемой рецептуре. На рис. 6 представлен рецептурных состав проектируемого продукта - говядина 2 кат. (35%), свинина беконная (23%), свинина жирная (20%), крахмал (2%), соевый белковый препарат СУПРО-651 (4%), вода на гидратацию СПБ (16%). При нажатии на кнопку «Расчет» выполняется автоматический расчет показателей проектируемого продукта. При этом открывается окно «Проектирование продукта» (рис. 7).
и минеральный состав продукта, нажав на соответствующие кнопки.
Современный уровень развития общества требует и позволяет подходить к решению вопросов о питании (разработке продуктов питания), ориентируясь не только на профессионализм и квалификацию технолога мясоперерабатывающего предприятия, но и на разработки в области информационных технологий, обобщающих багаж накопленных знаний, информацию, и реализуемые методами математического программирования.
Таким образом, знания, заложенные в компьютерной программе расчета нутриентной адекватности состава поликомпонентных мясных продуктов, позволяют сделать работу технолога более эффективной, и также снизить затраты на разработку новых видов продуктов. |
Рис. 7. Окно проектирование продукта
В век информационных технологий необходим новый подход к проектированию (конструированию) пищевых продуктов заданного качества и модифицированного химического состава, удовлетворяющих физиологические потребности человека в полном объеме, при этом повышающих
пищевую плотность его рациона в целом.
В этом окне представлены массовые доли влаги, белка, жира, углеводов, аминокислотный скор незаменимых аминокислот, коэффициенты КРАС, утилитарности, сопоставимой избыточности, биологическая и энергетическая ценность проектируемого продукта. Также пользователь может просмотреть аминокислотный, жирокислотный, витаминный
КОНТАКТЫ:
Егор Борисович Сусь
Марина Александровна Никитина
+ 7 (495) 676ъ92ъ14
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Указ Президента Российской Федерации от 06.08.2014 № 560 «О применении отдельных специальных экономических мер в целях обеспечения безопасности Российской Федерации»
2. Постановление Правительства Российской Федерации от 07.08.2014 № 778 «О мерах по реализации Указа Президента Российской Федерации от 6 августа 2014 г. N 560 «О применении отдельных специальных экономических мер в целях обеспечения безопасности Российской Федерации»».
3. Перечень сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия, страной происхождения которых являются Соединенные Штаты Америки, страны Европейского Союза, Канада, Австралия и Королевство Норвегия и которые сроком на один год запрещены к ввозу в Российскую Федерацию. - Утв. постановлением Правительства РФ от 07.08.2014 г. № 778.
4. Постановление Правительства Российской Федерации от 20.08.2014 № 830 «О внесении изменений в постановление Правительства Российской Федерации от 7 августа 2014 г. № 778»
5. Жаринов А.И. Некоторые технологические аспекты производства мясопродуктов с супервыходами // Вестник Аромарос-М. - 2005. - № 2(12). - С.49-54.
6. Рогов И.А. Общая технология мяса и мясопродуктов / И.А. Рогов, А.Г. Забашта, Г.П. Казюлин. - М. : Колос. - 2000. - 367 с.
7. Дьяченко Д.В. Соевые белки в мясных продуктах // Мясное дело. - 2002. - С. 34-37.
8. Липатов Н.Н. Совершенствование методики проектирования биологический ценности пищевых продуктов / Н.Н. Липатов, А.Б. Лисицын, С.Б. Юдина // Мясная индустрия. - 1996. - № 1. - С. 14-15.
9. Никитина М.А. Информационные технологии в разработке многокомпонентных мясных продуктов с учетом биологической ценности / М.А. Никитина, Е.Б. Сусь, Д.В. Завгороднева // Все о мясе. - 2014. - № 4. - С. 48-51.
10. Жаринов А.И. Проектирование комбинированных продуктов питания / А.И. Жаринов, Ю.А. Ивашкин // Все о мясе. - 2004. -№ 2-3. - С. 6-21.
11. Никитина М.А. Программная поддержка гостовских рецептур мясных и мясосодержащих продуктов / М.А. Никитина, Е.Б. Сусь // Мясная индустрия. - 2015. -№1. - С. 30-32
