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.