Підвищення якості кексів шляхом оптимізації рецептури методом математичного моделювання

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.268973

Ключові слова:

кекси з органічної сировини, математичне моделювання, симплексний методи, кваліметрична оцінка

Анотація

З метою моделювання процесу розробки нових рецептур кексів з органічної сировини розроблено математичну модель задачі. Розв’язання здійснено з використанням табличного процесору Microsoft Excel та системи комп'ютерної алгебри з класу систем автоматизованого проєктування MathCad. Об’єктом дослідження є кекс «Гречаник», а контрольним зразком  – кекс «Столичний». До складу кексу запропоновано ввести такі компоненти: борошно гречане, сироп агави, цукор тростинний, олія сезамова, масло вершкове, ізюм сушений. Уся сировина є органічною. За допомогою моделювання вмісту харчових нутрієнтів – амінокислот, жирних кислот, вуглеводів та ціни сировини розроблено раціональну рецептуру виробу. У розробленому кексі досліджено комплексний показник якості методом кваліметричного оцінювання. Групові показники якості включали: органолептичні, фізико-хімічні, мікробіологічні показники. Також до них належать уміст токсичних елементів, харчова та енергетична цінність. Коефіцієнти вагомості групових показників якості складають: 0,15 для органолептичних, фізико-хімічних, мікробіологічних показників. Коефіцієнт вагомості енергетичної цінності становить 0,10; харчової – 0,20, токсикологічних елементів – 0,25.

Результати дослідження показали, що комплексний показник якості становить 0,82. Ці відповідає відмінному рівню якості. Значення групових показників якості є наступними: органолептичні показники – 0,14; фізико-хімічні показники – 0,11. Вміст токсикологічних елементів – 0,22. Мікробіологічні показники – 0,14. Харчова цінність – 0,13. Енергетична цінність – 0,09.

Отримані результати свідчать про актуальність застосування математичного апарату проєктування. Результати досліджень можуть використовувати підприємствами харчової промисловості для розширення асортименту продукції та для оптимізації процесу виробництва за наявності визначеної кількості сировини

Біографії авторів

Аліна Сергіївна Ткаченко, Полтавський університет економіки і торгівлі

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра товарознавства, біотехнології, експертизи та митної справи

Олена Володимирівна Ольховська, Полтавський університет економіки і торгівлі

Кандидат фізико-математичних наук

Кафедра комп'ютерних наук та інформаційних технологій

Оксана Олексіївна Черненко, Полтавський університет економіки і торгівлі

Кандидат фізико-математичних наук, доцент

Кафедра комп'ютерних наук та інформаційних технологій

Тетяна Василівна Чілікіна, Полтавський університет економіки і торгівлі

Кандидат фізико-математичних наук, доцент

Кафедра комп'ютерних наук та інформаційних технологій

Юлія Олександрівна Басова, Полтавський державний аграрний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра механічної і електричної інженерії

Посилання

  1. Ferrer, J., Prats, C., López, D., Vives-Rego, J. (2009). Mathematical modelling methodologies in predictive food microbiology: A SWOT analysis. International Journal of Food Microbiology, 134 (1-2), 2–8. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2009.01.016
  2. Le Feunteun, S., Verkempinck, S., Floury, J., Janssen, A., Kondjoyan, A., Marze, S. et al. (2021). Mathematical modelling of food hydrolysis during in vitro digestion: From single nutrient to complex foods in static and dynamic conditions. Trends in Food Science & Technology, 116, 870–883. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.08.030
  3. Shahari, N. A. (2012). Mathematical modelling of drying food products: application to tropical fruits. University of Nottingham. Available at: http://eprints.nottingham.ac.uk/12485/
  4. Breus, N. M., Hrybkov, S. V., Polischuk, G. Ye., Siedykh, O. L. (2019). Development of Mathematical Apparatus of the Expert System for Modelling Ice Cream Recipes with Specified Quality Parameters. Nauka Ta Innovacii, 15 (5), 62–72. doi: https://doi.org/10.15407/scin15.05.062
  5. Piringer, O. (2007). Mathematical modelling of chemical migration from food contact materials. Chemical Migration and Food Contact Materials, 180–202. doi: https://doi.org/10.1533/9781845692094.2.180
  6. Chorna, T., Shubina, L., Yanushkevych, D., Domanova, O. (2020). Qualimetric Model of Assessment of Quality and Security of Goods. Path of Science, 6 (4), 2001–2006. doi: https://doi.org/10.22178/pos.57-6
  7. Britanova, T., Antypenko, L. (2022). Price of pulse oximeters bought by the students of Pharmacy Faculty. Conference: 7th International scientific and practical conference. "Science, innovations and education: problems and prospects". Tokyo. Available at: https://www.researchgate.net/publication/358781986_Price_of_pulse_oximeters_bought_by_the_students_of_Pharmacy_Faculty/link/621500daba15e05e2ea06ecb/download
  8. Nekrasov, P. O. (2010). Rozrobka retseptur marharyniv funktsionalnoho pryznachennia metodom matematychnoho modeliuvannia. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI», 30, 205–214. Available at: http://repository.kpi.kharkov.ua/bitstream/KhPI-Press/21738/1/vestnik_KhPI_2010_30_Nekrasov_Rozrobka.pdf
  9. Bongers, P., Almeida-Rivera, C. (2011). Dynamic modelling of the margarine production process. 21st European Symposium on Computer Aided Process Engineering, 1301–1305. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-444-54298-4.50039-8
  10. Belinska, S., Orlova, N., Krasnoshchok, V. (2008). Modeliuvannia retseptur bahatokomponentnykh ovochevykh napivfabrykativ. Tovary i rynky, 1, 84–91. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/tovary_2008_1_15
  11. Sorokina, S. V., Zhyliuk, N. O. Yatsutsenko, O. O. (2009). Matematychne modeliuvannia retsepturnoho skladu syrnykh vyrobiv. Vistyk Nats. tekhn. un-tu «KhPI»: zb. nauk. prats. Temat. Vyp.: Khimiya khimichna tekhnolohiya i ekolohiya, 22, 132–138. Available at: http://repository.kpi.kharkov.ua/bitstream/KhPI-Press/30715/1/vestnik_KhPI_2009_22_Sorokina_Matematychne_modelyuvannya.pdf
  12. Penkina, N. M., Tatar, L. V., Karbivnycha, Т. V. (2015). Modelling the prescription of semi-finished products in soft drinks. Visnyk KhNTU, 4 (55), 153–158. Available at: http://kntu.net.ua/ukr/content/download/82003/475439/file/%D0%92%D0%86%D0%A1%D0%9D%D0%98%D0%9A%20%E2%84%96%204%20(55)%202015.pdf
  13. Nwabueze, T. U. (2010). Review article: Basic steps in adapting response surface methodology as mathematical modelling for bioprocess optimisation in the food systems. International Journal of Food Science & Technology, 45 (9), 1768–1776. doi: https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2010.02256.x
  14. Minorova, A., Krushelnytska, N., Rudakova, T., Moiseeva, L., Narizhnyi, S. (2020). Quality evaluation of milk multicomponent mixtures on the principles of qualimetry. Food Resources, 8 (15), 139–150. Available at: https://iprjournal.kyiv.ua/index.php/pr/article/view/332
  15. Tkachenko, A., Syrokhman, I., Guba, L., Basova, Y., Goryachova, E. (2021). Research of quality and safety indicators of organic raw materials for development of new cookie recipes. EUREKA: Life Sciences, 3, 36–40. doi: https://doi.org/10.21303/2504-5695.2021.001882
  16. Boidunyk, R. (2018). Polipshennia spozhyvnykh vlastyvostei tortiv na vafelnii osnovi z vykorystanniam netradytsiynoi syrovyny. Lviv, 377. Available at: http://www.lute.lviv.ua/fileadmin/www.lac.lviv.ua/data/pidrozdily/Aspirantura/Rady/Spec_vchena_rada/Dysertacii/2018_03/Boidunyk_Disert.pdf
  17. Shidakova-Kamenyuka, E., Golovko, N., Rogovyi, І., Rogovaya, A. (2015). The use of qualimetry principles for the evaluation of the quality of biscuits with the addition of semi-finished nutritive bone product. Prohresyvni tekhnika ta tekhnolohiyi kharchovykh vyrobnytstv restorannoho hospodarstva i torhivli, 1, 213–222. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Pt_2015_1_25
  18. Tkachenko, A., Birta, G., Burgu, Y., Floka, L., Kalashnik, O. (2018). Substantiation of the development of formulations for organic cupcakes with an elevated protein content. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (11 (93)), 51–58. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.133705
  19. DSTU 4910:2008. Confectionery products. Methods of determination of moisture and dried matter content. Available at: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=95233
  20. DSTU 4672:2006. Confectionery production. Methods for determination of ash and metallomagnetic admixture content. Available at: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=92590
  21. DSTU 5060:2008. Confectionary. Methods for determination of fat content. Available at: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=84520
  22. Fursik, О., Strashynskiу, I., Pasichniy, V. (2016). Definitions amino acid composition and microbiological indicators of cooked sausages. Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies. Series: Food Technologies, 18 (2), 115–120. doi: http://dx.doi.org/10.15421/nvlvet6823
  23. Dietary protein quality evaluation in human nutrition: Report of an FAO Expert Consultation (2013). Rome, 66. Available at: http://www.fao.org/3/a-i3124e.pdf
  24. Arsenieva, L. Yu. (2007). Naukove obgruntuvannia ta rozroblennia tekhnolohiyi funktsionalnykh khlibobulochnykh vyrobiv z roslynnymy bilkamy ta mikronutrientamy. Kyiv, 42.
  25. Lastukhin, Yu. O. (2005). Khimiya pryrodnykh orhanichnykh spoluk. Lviv: Lvivska politekhnika, 560.
  26. DSTU ISO 4833:2006. Microbiology of food and animal feeding stuffs. Horizontal method for the enumeration of microorganisms. Colony-count technique at 30 °С (ISO 4833:2003, IDT). Available at: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=95734
  27. Suneeta Chandorkar, S. C. (2013). Analysis of Metal Content of Organic Foods. IOSR Journal of Environmental Science, Toxicology and Food Technology, 4 (3), 44–49. doi: https://doi.org/10.9790/2402-0434449
  28. Dubinina, A. A., Maliuk, L. P., Seliutina, H. A. (2007). Toksychni rechovyny u kharchovykh produktakh ta metody yikh vyznachennia. Kyiv: Profesional, 384.
  29. Hassan, N., Pazil, A. H. M., Idris, N. S., Razman, N. F. (2013). A Goal Programming Model for Bakery Production. Advances in Environmental Biology, 7 (1), 187–190. Available at: https://www.researchgate.net/publication/235923670_A_goal_programming_model_for_bakery_production
  30. Akpan, N. P., Iwok, I. A. (2016). Application of Linear Programming for Optimal Use of Raw Materials in Bakery. International Journal of Mathematics and Statistics Invention (IJMSI), 4 (8), 51–57. Available at: https://https://www.ijmsi.org/Papers/Volume.4.Issue.8/J040805157.pdf
Improving the quality of cupcakes by optimizing the recipe using a mathematical modeling method

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-12-30

Як цитувати

Ткаченко, А. С., Ольховська, О. В., Черненко, О. О., Чілікіна, Т. В., & Басова, Ю. О. (2022). Підвищення якості кексів шляхом оптимізації рецептури методом математичного моделювання. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(11 (120), 99–108. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.268973

Номер

Том 6 № 11 (120) (2022): Технології та обладнання харчових виробництв

Розділ

Технології та обладнання харчових виробництв

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Alina Tkachenko, Olena Olkhovska, Oksana Chernenko, Tatyana Chilikina, Yulia Basova

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.