Математическая модель прогнозирования сроков безопасного хранения и годности пшеничной хлебопекарной муки

где А, В, С—коэффициенты, t — срок хранения пшеничной муки, мес.
Характер изменения КЧЖ при различных условиях лабораторного хранения, рассчитанный по коэффициентам уравнения (1), которые представлены в таблице, показан на рис. 2.

Установлено, что характер этих кривых определяется не только температурой хранения, но и влажностью муки и относительной влажностью воздуха. Статистическая обработка экспериментальных данных по хранению пшеничной муки в лабораторных и производственных условиях (в расчетах также учитывали данные проведенных испытаний муки хлебопекарной высшего сорта на ОАО «Искровец» Росрезерва при начальном значении КЧЖ = 30,4 мг КОН на 1 г жира) показала, что определяющие факторы для установления сроков безопасного хранения и годности пшеничной муки — исходное значение КЧЖ и температура хранения при условии равновесной влажности муки.

Получено уравнение регрессии для прогнозирования сроков безопасного хранения (Сх) пшеничной муки в диапазоне изменения его температур (Т) от 30 до 0°С, влажности муки (W) от 9,7 до 16,3%, исходного значения КЧЖ муки от 19,5 до 30,4мг КОН на 1 г жира:


В уравнении (2) нижнее значение температуры хранения принято равным 0°С, так как при отрицательных температурах значение КЧЖ не достигает нормы для безопасного хранения, равной 50 мг КОН на 1 г жира, из-за гидролитических процессов, происходящих в муке при хранении (см. рис. 1).

Анализ полученного уравнения показывает, что он имеет физический смысл, т. е. продолжительность безопасного хранения муки пшеничной хлебопекарной увеличивается с уменьшением начального (исходного) значения КЧЖ, снижением температуры хранения и влажности муки, а также относительной влажности воздуха.

Вместе с тем, влажность муки и относительная влажность воздуха связаны между собой изотермами сорбции [3], и влажность муки при хранении определяется значением относительной влажности воздуха. Учитывая незначительный диапазон изменения влажности муки при хранении, в качестве одного из параметров при ее хранении, помимо исходного значения КЧЖ и температуры хранения, приняли относительную влажность воздуха, тем более, что этот показатель всегда присутствует при определении сроков годности пищевых продуктов.



Как видно из уравнения, исключение показателя влажности муки, ввиду небольшого диапазона ее изменения, не внесло существенных изменений в расчетное уравнение (2). Полученные зависимости позволяют определить сроки безопасного хранения муки во всем диапазоне области изменения факторов, например в диапазоне температур от 30 до 0 °С. При этом начальное значение КЧЖ изменялось от 19,5 до 30,4мг КОН на 1 г жира, влажность муки от 9,7 до 16,3%, относительная влажность воздуха от 53 до 89%.

Сроки годности муки определяли на основании изменения в процессе хранения комплексной органолептической оценки, полученной по результатам дегустации муки и выпеченного из нее хлеба в каждом из опытов. Как видно из рис. 3, приведенного в качестве примера, можно отметить три области изменения комплексной органолептической оценки, в начале характеризующей область безопасного хранения муки с достаточно высокой оценкой, в конце — область с низкой оценкой, мало изменяющейся при дальнейшем хранении, характеризующей предел годности муки и, между ними, область ее реализации до истечения сроков годности.



Экспериментальные данные по срокам безопасного хранения и годности муки с учетом органолептической оценки муки и хлеба, выпеченного из нее, для условий проведения опытов в зависимости от температуры хранения, представлены на рис. 4. Для определения соотношения между сроком годности и сроком безопасного хранения муки пшеничной хлебопекарной при условиях проведения опытов в зависимости от температуры хранения получены уравнения:
• срок безопасного хранения муки пшеничной хлебопекарной

• срок годности муки пшеничной хлебопекарной при хранении


Между сроками безопасного хранения и годности существует определенное соотношение (рис. 5), которое с большой степенью достоверности описывается уравнением:


Полученное полиномиальное уравнение включает экспериментальные данные стендовых опытов, а также производственные данные при хранении хлебопекарной муки в складских условиях.
Вместе с тем, полученные соотношения учитывают только изменение температуры хранения и не учитывают начальное значение КЧЖ, влажности муки и относительной влажности воздуха.
Для учета этих изменений экспериментальные данные были обработаны в форме зависимости:

где Сг — срок годности муки, мес; Сх — срок безопасного хранения муки, мес.
Для соотношения между сроками годности и сроками безопасного хранения получено уравнение регрессии:


Область определения уравнения: Т — 29,9...0°С; W- 9,7-16,3%; КЧЖ_исх - 19,5-30,4мг КОН на 1 г жира; j - 53-89%.
Таким образом, разработанная математическая модель позволяет прогнозировать сроки безопасного хранения и годности пшеничной хлебопекарной муки при различных его условиях.

Представляет интерес по полученным экспериментальным данным определить нормативы годности пшеничной хлебопекарной муки и уточнить нормативы безопасного хранения, которыми должны руководствоваться предприятия, производящие и хранящие эту продукцию. С этой целью можно использовать уравнения (4) и (5) для установления сроков достижения безопасного хранения и годности и уравнение (1) с системой коэффициентов, указанных в таблице.

По результатам расчета среднее значение норматива КЧЖ для безопасного хранения в этом случае составляет 50,8, а годности — 78,2 мг КОН на 1 г жира. При этом стандартное отклонение будет составлять соответственно 4,9 и 7,25%, а коэффициент вариации — 9,6 и 9,3%. С учетом данных стандартного отклонения можно принять значение нормативов КЧЖ для безопасного хранения и годности муки соответственно 50±5 и 80±8мг КОН на 1 гжира.

Полученная математическая модель позволяет прогнозировать сроки безопасного хранения и годности пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта. При этом контроль за соблюдением показателей качества муки осуществляется по соответствующим нормативам. Разработано «Руководство по определению сроков безопасного хранения и годности муки пшеничной хлебопекарной».

Проведенные исследования позволили сделать следующие выводы:

• получены экспериментальные данные по изменению КЧЖ пшеничной хлебопекарной муки при различных значениях температуры хранения и влажности муки, а также относительной влажности воздуха, характерных для промышленного хранения в различных регионах Российской Федерации;
• определена связь между сроками безопасного хранения и годности пшеничной хлебопекарной муки при различных его условиях, и разработана математическая модель, позволяющая прогнозировать сроки безопасного хранения и годности муки;
• установлено, что при отрицательных температурах хранения КЧЖ может не достигать нормативных значений для безопасного хранения муки из-за гидролитических процессов, происходящих при ее хранении;
• точнены нормативы годности пшеничной хлебопекарной муки, определяющие сроки ее реализации.