CC BY
61
665.3.002.612
НОВЫЕ ТИПЫ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ «ИДЕАЛЬНОГО» СОСТАВА
С.Н. НИКОНОВИЧ, Т.И. ТИМОФЕЕНКО, И.В. СПИЛЬНИК, Е.В. СКАКАЛИН
Кубанский государственный технологический университет
Исследование жирнокислотного состава природных масел показало, что в природе не существует «идеального» масла: в подсолнечном и кукурузном отсутствует линоленовая кислота, в льняном - недостаточно олеиновой, в соевом и рапсовом - избыток линолевой, а в льняном - линоленовой и т. д.
Нами исследована возможность создания «идеального» масла, сбалансированного по трем кислотам (п = 3): олеиновой - 50%, линолевой - 20%, линоленовой -10%. С этой целью создавали многокомпонентные смеси, так как необходимо использовать как минимум п + 1 компонент
Объектами изучения служили дезодорированные рафинированные растительные масла: подсолнечное, кукурузное, соевое, рапсовое безэруковое, оливковое рафинированное и льняное нерафинированное.
Современные пакеты символьной математики не позволяют получить достаточно компактную обозримую формулу для числа компонентов, превышающего 3. Поэтому в нашем случае возможно только численное решение, при помощи компьютерной программы.
Решение задачи оптимизации жирнокислотного состава смеси масел базируется на решении экстремаль -ных задач с линейными неотрицательными ограничениями на переменные состава долей исходных масел в смеси X. Наиболее эффективным методом анализа подобных задач на первом этапе является применение линейной оптимизации градиентного типа. Это позволяет получить близкие к оптимальным составы смесей, выявить с учетом всех ограничений базисное допустимое решение или установить его отсутствие. Формули-
16
Я 14-о
Концентрация компонента в смеси, % Рис. 1
ровка задачи построения начального базисного решения имеет следующий вид:
! х,. =1, (1)
,= 1
где , = 1, 2, ... , 7 - количество компонентов в исходной смеси масел; доли масел: Х1 - подсолнечного, Х2 - кукурузного, Х3 - соевого, Х4 -оливкового, Х5 - рапсового, Хб - высокоолеинового подсолнечного, Х7 - льняного.
Анализ данных, полученных по предварительным расчетам, показал, что для создания оптимизированной смеси нет необходимости использовать все семь компонентов. Для выявления особенностей распределения долей компонентов в оптимальных составах была построена двумерная гистограмма частоты появления компонентов в смеси (рис. 1).
Проведенный частотный анализ позволил выявить две группы компонентов в оптимизированных смесях. Первая группа - базовые масла: оливковое и льняное, присутствие которых формирует баланс главных жирных кислот. Вторая группа - корректирующие масла: подсолнечное линолевого типа и кукурузное, присутствие их носит вспомогательный характер и объясняется необходимостью получения оптимальных наборов жирных кислот в смеси. Остальные масла: соевое,
Таблица
Рецептура смеси Количество компонента в смеси, %
Хі Х2 Х4 Х7
1 25,2 2,1 49,6 23,1
2 6,8 18,1 52,1 23,1
3 18,1 10,2 48,5 23,2
4 13,1 14,7 50,0 22,2
5 10,4 20,3 45,5 23,8
6 5,6 23,9 46,8 23,7
7 16,1 12,0 48,1 23,8
8 9,9 16,0 50,4 23,7
9 16,1 17,0 44,7 22,2
10 9,9 20,7 47,2 22,2
11 17,6 12,3 47,9 22,2
12 11,3 15,3 51,2 22,2
13 11,5 22,8 43,4 22,2
14 6,6 26,2 44,9 22,2
15 16,6 15,5 45,7 22,2
16 11,0 17,6 49,2 22,2
17 27,8 5,6 44,4 22,2
18 11,3 20,3 46,2 22,2
19 20,1 11,9 45,7 22,2
20 12,4 15,7 49,7 22,2
21 13,2 23,2 41,6 22,2
22 8,6 25,5 43,6 22,2
23 17,7 15,3 44,7 22,2
24 27,8 5,6 44,4 22,2
х2,ч
° о
О О
о оЧ °°о о
О ОЧц Х2 = - 0,8972 8Х 1 + 0,29041
"уп
э
0 5 10 15 20 25 Х-1,%
Рис. 2
рапсовое безэруковое и подсолнечное олеинового типа не оказывают решающего значения в формировании качественного и количественного жирнокислотного состава новых типов масел. Анализ данных позволил остановить выбор на маслах наиболее перспективных для создания смеси с «идеальным» жирнокислотным составом. В результате получили 24 рецептуры смеси масел, состоящей из подсолнечного линолевого типа, кукурузного, оливкового и льняного масел (таблица).
Учитывая высокую стабильность концентраций 4-го (оливковое масло) и 7-го (льняное масло) компонентов в смеси, определили взаимное влияние на концентрации остальных компонентов 1-го (подсолнечное масло) и 2-го (кукурузное масло) компонентов смеси Графически эта зависимость может быть аппроксимирована уравнением прямой (рис. 2).
Как видно из представленного графика, регрессионное уравнение приближенно отражает зависимость концентраций компонентов оптимальных смесей, так
как точки оптимальных составов не совпадают с уравнением регрессии. Кроме того, границы применимости полученного уравнения регрессии определяются предельными значениями концентраций соответствующих компонентов. В данном случае регрессионное уравнение статистически достоверно на интервале, определяемом значениями концентраций 1-го компонента: 5,6% < X! < 27,8%.
Таким образом, наиболее статистически устойчивым составом будет смесь масел, содержащая 46,9% оливкового масла, 22,6% льняного масла. Содержание в смеси подсолнечного линолевого типа (Х) и кукурузного (Х2) масел задается системой уравнений
$ X1 " X2 = 0,305; $0,897X1 " X 2 = 0,290.
(2)
Решение системы дает следующие значения компонентов, входящих в смесь: Х1 = 14,6%, Х2 = 15,9%.
ВЫВОДЫ
1. Предложен методический подход к моделированию рецептур новых типов растительных масел с учетом жирнокислотных составов растительных масел путем создания 4-компонентной смеси, сбалансированной по трем главным жирным кислотам: олеиновой - 50%, линолевой - 20%, линоленовой - 10%.
2. Разработана рецептура масла «идеальное» (оливковое - 46,9%, льняное - 22,6%, подсолнечное линолевого типа - 14,6%, кукурузное - 15,9%) как основа для БАД и масел функционального назначения.
Кафедра технологии жиров, косметики и экспертизы товаров
Поступила 28.12.04 г.
25
20
15
10
5
