Оптимизация рецептур колбасных изделий в условиях реального времени

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Рациональное использование сырья, разработка и совершенствование существующих технологий мясных продуктов предопределяют современную систему создания устойчивой продовольственной основы страны.

Цель государственной аграрной политики - производство сырья и массовых продуктов питания в объемах, обеспечивающих внутреннее потребление по ценам, не превышающим цены на импортные продукты, а также расширение экспорта [1].

Возросшие требования потребителей к качеству, составу, стоимости готовой продукции обязывают специалистов искать новые нетрадиционные пути решения возникающих технологических проблем, способствующих глубокой и полной переработке мясных ресурсов, а также рентабельной и бесперебойной работе предприятия в рыночных условиях [2, 3].

В связи с введением санкций рядом зарубежных стран на отечественном рынке сложилась такая ситуация, при которой российские производители животноводческой продукции пока не могут обеспечить необходимый рост поголовья животных, в первую очередь крупного рогатого скота и свиней [4,5].

Решение этих проблем - производство продуктов с заданными показателями качества, спроектированных с учетом имеющихся сырьевых ресурсов и ингредиентов в оптимальных соотношениях при помощи специализированных программ.

В последнее время на мясоперерабатывающих предприятиях широко применяется частичная замена основного сырья (говядины и свинины) мясом птицы после механической обвалки, свиной шкуркой, растительными, молочными и животными белками. Необходимость удешевления колбас приводит к тому, что в рецептуре появляются новые заменители мяса и функциональные добавки (например, манная крупа, клетчатка, крахмалсодержащие вещества и др.) [2,5]. Данные ингредиенты рецептуры требуют определенных ограничений в использовании. Так, например, мясо птицы после механической обвалки имеет ограниченный срок хранения. Это связано с наличием в нем костного мозга, обусловливающего быстрое окисление липидов, высокой микробиальной обсемененностью, вследствие большой раздробленности этого вида сырья; повышенным содержанием аскорбиновой кислоты, которая, попадая вместе с костным мозгом в мясную массу, окисляется и вызывает потемнение, а затем позеленение сырья [6,7]. Поэтому технологам приходиться нивелировать негативные свойства компонентов, заменяющих основное сырье. Неоднородность мясного сырья и других рецептурных ингредиентов, особенно животного происхождения, требует разработки новых подходов к составлению рецептур мясных продуктов.

На рынке информационных технологий в секторе мясоперерабатывающих предприятий сейчас предлагается множество программных продуктов, способствующих лишь автоматизации учетной деятельности на производстве, но совершенно не приспособленных к решению вышеупомянутых технологических проблем. Они не снимают вопросов технологического характера, таких как поиск оптимальных рецептур, баланс сырья, управление сырьевыми ресурсами, управление качеством, жиловка мяса по сортам и по анатомическому строению мышц [8].

На кафедре технологии хранения и переработки животноводческой продукции факультете перерабатывающих технологий Кубанскогог ГАУ для расчета и оптимизации рецептурных композиций используется программа «ОПТИМИТ».

Математический аппарат и экспертная система этой программы обеспечивают высокую эффективность процесса моделирования и гарантируют получение оптимального ингредиентного состава рецептур мясных, колбасных изделий с учетом существующих проблем отрасли. На базе действующих нормативных документов и в соответствии с требованиями технолога к ингредиентному и физико-химическому составу продукции программа позволяет рассчитать рецептуру различных видов мясных изделий по критерию минимизации себестоимости конечного продукта, при условии сохранения его потребительских качеств. Расчет ведется с учетом оптимальных физико-химических и функционально-технологических свойств: водосвязывающей, влагоудерживающей, эмульгирующей способностей, стабильности фаршевых эмульсий, уровня pH и т.п.

Рисунок 1 - Фрагмент программного комплекса. Оптимизация рецептуры.

Основными функциями программы являются:

- минимизация себестоимости готового продукта с сохранением его потребительских свойств;

- определение оптимальных рецептурных замен с учетом текущей конъюнктуры цен на сырье;

- обеспечение стабильности фаршевых эмульсий, оптимальных физико-химических и функционально-технологических свойств;

- наличие экспертной системы, анализирующей качество рецептуры, выявляющей технологические проблемы и предлагающей пути их решения;

- создание новых продуктов с заданными потребительскими характеристиками и оптимальной себестоимостью в минимальные сроки;

- управление сырьевыми ресурсами;

- формирование альтернативных рецептур;

- поиск оптимальной альтернативы действующей (базовой) рецептуре с учетом остатков сырья на складе, его цены и рентабельности;

- формирование рецептурного журнала;

- анализ плановых показателей с фактом;

- расчет экономических показателей;

- планирование закупки сырья;

- интеграция с бухгалтерскими программами (1С:Предприятие, Галактика и др.);

- использование блендов (смесей ингредиентов) как отдельных компонентов рецептур;

- реологический анализ сырокопченых колбас;

- жиловка мяса по сортам и по анатомическому строению мышц;

- формирование групп пользователей и управление их правами доступа к отдельным модулям программы.

Функции для учета складских операций (Рис. 2), реализованные в программе, позволяют:

- вести учет прихода, расхода, остатков сырья по партиям;

- использовать несколько групп цен, например, оптовые, фактические, планируемые, цены для различных регионов и т.д.;

- вести учет сырья в различных единицах измерения;

- вести учет сырья в различной валюте;

- формировать список сырья, у которого остаток ниже допустимого минимума;

- устанавливать фактическое качество сырья.

Для вновь поступающего сырья, разработчиками представлена возможность введения качественных показателей сырья (Рис. 3). Для добавок, возможно определение основного состава (содержит: антиокислитель, краситель и т.д.)

Рисунок 2 - Фрагмент программного комплекса «склад»

Рисунок 3 - Фрагмент программного комплекса «введение нового ингредиента»

При производстве и использование мясного сырья по сортам, в программе предусмотрено использование нормативной базы по разделки (Рис. 4). На каждом предприятие выход жилованого мяса может отличаться в зависимости от применяемой разделки в связи с этим, в программе предусмотрена возможность изменения нормы выхода по сортам.

Рисунок 4 - Фрагмент программного комплекса «журнал обвалки»

База данных программы включает в себя действующую нормативную документацию и справочные материалы (Рис. 5). В данный раздел технолог предприятия вносит действующие рецептуры на предприятие. На основе действующих (нормативных) рецептур можно рассчитать оперативную или альтернативную рецептуру на каждый вид изделия.

Рисунок 5 - Фрагмент программного комплекса «Нормативная документация»

Алгоритм оптимизации состоит из трех шагов:

1. Выбираем из базы данных базовую рецептуру, которую необходимо оптимизировать.

2. Вводим ограничения:

- допустимый диапазон на изменение физико-химических свойств продукта (минимальное и максимальное отклонение по содержанию белка, жира, влаги, pH и т. д.);

- возможные заменители отдельных ингредиентов;

- требования к содержанию ингредиентов (минимальное и максимальное значение);

3. Выполняем расчет.

При оптимизации заданной рецептуры, технолог самостоятельно может внести изменения в физико-химические показатели готового продукта. При этом технолог определяет минимальное и максимальное значение сырья и основные показатели качества (Рис. 6).

Рисунок 6 - Фрагмент программного комплекса «Оптимизация нормативной рецептуры»

При отсутствии или нехватки основного сырья, при оптимизации рецептуры, важное значение имеет возможность замены части сырья

(Рис. 7). В программном комплексе «ОПТИМИТ» интегрирована база заменителей. При вводе нового вида сырья или дополнение описания уже существующего, технолог может самостоятельно определять заменители.

Рисунок 7 - Фрагмент программного комплекса «Замена части основного сырья»

Технолог не всегда способен предусмотреть возможные ошибки. Для этих целей в программном комплексе предусмотрена Экспертная система - это модуль программы, способный частично заменить специалиста-эксперта в разрешении проблемной ситуации. Он анализирует качество рецептуры, выявляет технологические проблемы и предлагает технологу пути их решения. При анализе учитываются физико-химические и функционально-технологические свойства ингредиентов (Рис. 8) [9,10].

Рисунок 8 - Фрагмент программного комплекса «Советы технологу»

При анализе данной рецептуры было выявлено, что значение рН у некоторых ингредиентов занижено. Это может существенно сказаться на функционально-технологических свойствах, органолептических показателях и цветности фарша [11, 12, 13].

При таких значениях рН экспертная система выносит определенные рекомендации по оптимизации рН при помощи замены части сырья имеющего рН выше использованного или при помощи введения функциональных добавок. программа оптимизация рецептура

Формирование рецептуры функционального назначения большое значение имеет анализ рецептурной композиции [14-18]. На рисунке 8 представлен анализ рецептурной композиции.

Помимо оптимизации рецептур, программа выполняет еще одну важную функцию - позволяет формировать альтернативные рецептуры и выполнять поиск оптимальной альтернативы базовой рецептуре с учетом остатков сырья на складе, его цены и экономической рентабельности продукции. Например, сорвались поставки какого-либо сырья или на складе отсутствует какой-либо ингредиент. Под вопросом выполнение производственного задания. В этом случае помощь программы окажется неоценимой: технолог может быстро выбрать иной вариант, не нарушив при этом потребительских качеств продукта. Таким образом, альтернативные рецептуры позволяют предприятию в условиях изменения цен на сырье или перебоев с его наличием рентабельно для себя выполнять заявки клиентов на готовую продукцию.

Рисунок 8 - Фрагмент программного комплекса «Анализ рецептуры»

В итоге:

1. Программный комплекс «ОПТИМИТ» - это программный продукт нового поколения для решения технологических вопросов на предприятиях мясной и рыбной отрасли.

2. Программный комплекс «ОПТИМИТ» существенно сокращает временные и финансовые ресурсы предприятия, предлагает варианты снижения себестоимости производимой продукции, а также позволяет снизить затраты на разработку новых видов продуктов.

3. Программный комплекс «ОПТИМИТ» - это инструмент технолога как при плановой работе, так и при решении различных критических ситуаций.

Литература

1. Гиро Т.М. Оптимизация рецептур сыровяленых колбас из баранины / Т.М. Гиро, Н.А. Буттаева // Мясная индустрия. - 2010. - № 4. - с. 20-22.

2. Нестеренко, А. А. Инновационные технологии в производстве колбасной продукции / А. А. Нестеренко, А. М. Патиева, Н. М. Ильина. - Саарбрюккен: Palmarium Academic Pudlishing, 2014. - 165 с.

3. Красуля О. Н. Оптимизация рецептур колбасных изделий в условиях реального времени / О. Н. Красуля, И. Г. Панин, В. В. Гречишников, А. В. Токарев // Мясная индустрия. - 2009. - № 3. - 9-12.

4. Патиева, А. М. Обоснование использования мясного сырья свиней датской селекции для повышения пищевой и биологической ценности мясных изделий / А. М. Патиева, С. В. Патиева, В. А. Величко, А. А. Нестеренко // Труды Кубанского государственного аграрного университета, Краснодар: КубГАУ, 2012. - Т. 1. - № 35 - С. 392-405.

5. Кенийз Н. В. Технология замороженных полуфабрикатов с применением криопротекторов / Н. В. Кенийз, Н. В. Сокол. - Саарбрюккен: Palmarium Academic Pudlishing, 2014. - 129 с.

6. Акопян К. В. Формирование аромата и вкуса сырокопченых колбас [Текст] / К. В. Акопян, А. А. Нестеренко // Молодой ученый. - 2014. - №7. - С. 93-95.

7. Нестеренко А. А. Выбор и исследование свойств консорциума микроорганизмов для обработки мясного сырья / Нестеренко А. А., Акопян К. В. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2014. - №07(101). - С. - IDA [article ID]: 1011407111. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2014/07/pdf/111.pdf, 1,188 у.п.л.

8. Красуля Н.О. Как выбрать оптимальный состав рецептуры продукта? / О. Н. Красуля, А.В. Токарев // Мясной ряд. - 2011. - № 1. - с. 4-7.

9. Приемы оптимизации рецептурных композиций специализированных колбасных изделий для детского питания / Н.В. Тимошенко, С.В. Патиева, А.М. Патиева, К.Н. Аксенова // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2014. - №06(100). С. 988 - 1004. - IDA [article ID]: 1001406065. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2014/06/pdf/65.pdf, 1,062 у.п.л.

10. Nesterenko A. A. The impact of starter cultures on functional and technological properties of model minced meat / A. A. Nesterenko // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. - 2014. - № 4 (7-8). - pp. 77-80.

11. Нестеренко А. А. Применение стартовых культур в технологии сырокопченых колбас [Текст] / А. А. Нестеренко, К. В. Акопян // Молодой ученый. - 2014. - №8. - С. 216-219.

12. Нестеренко А. А. Биомодификация мясного сырья с целью получения функциональных продуктов / Нестеренко А. А., Акопян К. В. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2014. - №07(101). - С. - IDA [article ID]: 1011407112. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2014/07/pdf/112.pdf, 1,313 у.п.л.

13. Нестеренко, А. А. Влияние активированных электромагнитным полем низких частот стартовых культур на мясное сырье / Нестеренко А. А., Горина Е. Г. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2014. - №05(099).- С. 786-802. - IDA [article ID]: 0991405053. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/53.pdf, 1,063 у.п.л.

14. Трубина, И. А. Алгоритмизация проектирования продуктов питания функциональной направленности / И. А. Трубина, С .Н. Шлыков, В. В. Садовой // Вестник АПК Ставрополья. - 2013. - № 4 (12). - С. 62-66.

15. Нестеренко, А. А. Биологическая ценность и безопасность сырокопченых колбас с предварительной обработкой электромагнитным полем низких частот стартовых культур и мясного сырья / Нестеренко А. А., Акопян К. В. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2014. - №05(099). - С. 772 - 785. - IDA [article ID]: 0991405052. - Режим доступа:http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/52.pdf, 0,875 у.п.л.

16. Патиева, С. В. Технология детских антианемических колбасных изделий / С. В. Патиева. - Saarbrьcken: Palmarium Academic Pudlishing, 2014. - 145 с.

17. Краснов А.Е., Красуля О.Н., Воробьева А.В., Красникова С.А., Кузнецова Ю.Г., Николаева С.В., Основы математического моделирования рецептурных смесей пищевой биотехнологии. -- М.: Пищепромиздат, 2006 -- 240 с.

18. Тимошенко, Н. В. Разработка технологии лечебно-профилактических колбасных изделий для детей школьного возраста / Н. В. Тимошенко, А. М. Патиева, С. В. Патиева, С. Н. Придачая // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2012. - Т. 1. № 35. - С. 377-384.

Размещено на Allbest.ru