Исследование влияния пищевых добавок-антиоксидантов на показатели качества муки зародышей пшеницы «Витазар»

 

Пищевая добавка «Селексен» является уникальным селенсодержащим органическим веществом с содержанием селена 22,8-23,9 %. Селен в «Селексене» соединен с биомолекулойксантеном – антиоксидантом, который является составной частью природных антиоксидантов (витамина Е и биофлавоноидов). Внешний вид - кристаллический порошок от желтого до светло-бежевого цвета.

Пищевая добавка «Флавоцен (дигидрокверцетин)» является экстрактом из лиственницы Даурской с содержанием дигидрокверцетина 90±5%, антиокислителем и биологически активным веществом природного происхождения, способствует синтезу витамина Р, замедляет рост бактерий, оказывает капиляропротекторное действие. Внешний вид – аморфный порошок желтовато-бежевого цвета.

Диапазон исследуемых концентраций пищевых добавок «Селексен» и «Флавоцен (дигидрокверцетин)», вводимых в исследуемые образцы муки устанавливали исходя из удовлетворения 50 % суточной потребности в данных компонентах при употреблении 50 г муки, что соответствовало 0,028 % - для «Флавоцена (дигидрокверцетина)», 0,00030 % - для «Селексена», 0,02830 % для их композиции (1:1). В качестве контроля служила необработанная МЗП «Витазар» [249].

Опытные смеси без специальной упаковки хранили в условиях холодильной камеры (t=4-6 ^оС, φ=75-80 %) и складского помещения (t=20-22 ^оС, φ=70-80 %).

В опытном продукте, содержащем пищевую добавку «Флавоцен (дигидрокверцетин)», перекисное число к 8 неделе хранения возросло с 2,82 до 8,53 и9,61 мМ/кг. В образцах, обработанных пищевой добавкой «Селексен», рост перекисного числа отмечен в меньшей степени - с 2,82 до 6,61 и 8,72 мМ/кг (рисунок 3.29, а).

В присутствии «Селексена» рост кислотного числа также был менее интенсивным - с 5,5 до 7,53 и13,03 мгКОН/г.

При обработкепищевой добавкой «Флавоцен (дигидрокверцетин)» кислотное число к 8 неделе хранения увеличилось до значенийс 5,5 до 8,42 и 14,13 мгКОН/г при температурах хранения 4-6 и 20-22 ^оС (рисунок 3.29, б).

Исследуемые биологически активные добавки проявили и антибактериальные свойства.

Применение пищевой добавки «Флавоцен (дигидрокверцетин)» приводило к менее значительному росту показателя общей обсемененности, которое к 8 неделе храненияувеличилось до значений: с 1,57·10⁴ до 2,0 и 2,09·10⁴ КОЕ/г при температурах хранения 4-6 и 20-22 ^оС.В образцах, обработанных пищевой добавкой «Селексен», содержание микрофлоры возросло до значений: с 1,57·10⁴ до 2,09 и 2,40·10⁴ КОЕ/г (рисунок 3.29, в).

 

а

б

в

Рисунок 3.29. Значения перекисных чисел (а), кислотных чисел (б), общей обсемененности (в) на 8 неделе хранения в МЗП «Витазар», обработанной пищевыми добавками-антиоксидантами ( – контроль;  – пищевая добавка «Флавоцен (дигидрокверцетин)»;  – пищевая добавка «Селексен»;  – композиционная смесь пищевых добавок «Флавоцен (дигидрокверцетин)» и «Селексен» (1:1)) при температурах хранения 4-6 ^оС и 20-22 ^оС

Установлено, что «Флавоцен» обладает более выраженными антибактериальными свойствами по сравнению с «Селексеном», а смесь данных компонентов более интенсивно подавляла рост микрофлоры, чем индивидуальные вещества.

В образцах, содержащих композицию пищевых добавок-антиоксидантов (1:1) в количестве 0,02830 %, рост перекисного числа так же замедлялся более выражено, перекисное число в продуктах с данной смесьюпри температурах хранения 4-6 и 20-22 ^оС достигало величин 5,2 и 7,6мМ/кг, что ниже по сравнению с обработкой индивидуальными стабилизаторами (рисунок 3.29, а).

Применение исследуемой композициипривело к уменьшению роста кислотности в течение исследуемого срока хранения, его значения достигали величин 7,3 и 12,2 мгКОН/г (рисунок 3.29, б) и снижению роста показателя до конечных значений при температурах хранения 4-6 и 20-22^оС:1,90 и 1,95·10⁴  КОЕ/г (рисунок 3.29, в).

Полученные данные представляют собой банк данных, необходимых для проектирования состава композиции на основе пищевых добавок «Флавоцен (дигидрокверцетин)» и «Селексен».

Для оптимизации соотношения искомых пищевых добавок были проанализированы варианты соотношений в диапазоне 1:9 до 9:1, оптимизацию которых проводили с помощью разработанной программы для ЭВМ на языке программирования Python 2.6. В качестве выходного параметра, характеризующего степень влияния вводимых пищевых добавок на окислительные процессы при хранении, было выбрано перекисное число. Метод оптимизации количественного соотношения вносимых пищевых добавок антиоксидантного действия «Флавоцен (дигидрокверцетин)» и «Селексен» позволил рассчитать их оптимальное процентное соотношение в композиционной смеси.

На основании анализа полученной номограммы следует, что наиболее эффективное воздействие на опытные образцы наблюдается при внесении композиционной смеси пищевых добавок в соотношении: «Флавоцен (дигидрокверцетин)» – 60-65 %, «Селексен» – 35-40 % (рисунок 3.30).

Рисунок 3.30. Номограмма процентного соотношения пищевых добавок «Флавоцен (дигидрокверцетин)» и «Селексен», для диапазонов перекисных чисел, мМ/кг: 1 – 11-12; 2 – 9-11; 3 – 7-9;   4 – 6-7; 5 – 4-6

В продуктах, стабилизированных оптимизированной смесью пищевых добавок «Флавоцен (дигидрокверцетин)» и «Селексен» рост перекисного числа был менее значительным и к окончанию периода хранения (рисунок 3.31, а).

Кислотное число при введении в продукт ингибирующей смеси пищевых добавок за весь период хранения при температурах 4-6 и 20-22 ^оС увеличилось до значений: 6,25 и 10,20 мгКОН/г (рисунок 3.31, б).

При стабилизации продукта композиционными смесями пищевых добавок значения общей обсемененности возрастали незначительно и при температурах 4-6 и 20-22 ^оС составили: 1,8 и 1,86·10⁴ КОЕ/г (рисунок 3.31, в).

 

а

б

в

Рисунок 3.31. Значения перекисных чисел (а), кислотных чисел (б), общей обсемененности (в) на 8 неделе хранения в МЗП «Витазар», обработанной оптимизированной композиционной смесью пищевых добавок ( – контроль;  – композиционная смесь пищевых добавок «Флавоцен (дигидрокверцетин)» и «Селексен» (6:4)) при температурах хранения 4-6 ^оС и 20-22 ^оС

Контроль физико-химических показателей качества опытных образцов проводили с интервалом в две недели (таблица 3.17).

Таблица 3.17

Изменение органолептических и физико-химических показателей качества МЗП «Витазар» с антиоксидантами

Показатели качества	Вариант продукта	Мука зародышей пшеницы «Витазар»
		Начало	8 неделя
1	2	3	4
Внешний вид	Контроль	Крупка, однородная по размеру, золотисто-желтого цвета с наличием измельченных частей оболочек
	«Флавоцен (дигидрокверцетин)»
	«Селексен»
	Смесь «Флавоцен (дигидрокверцетин)» и «Селексен» (6:4)
Запах	Контроль	Свойственный зародышам пшеницы, без плесневелого, затхлого и других посторонних запахов
	«Флавоцен (дигидрокверцетин)»
	«Селексен»
	Смесь «Флавоцен (дигидрокверцетин)» и «Селексен» (6:4)
Вкус	Контроль	Сладковатый, свойственный зародышам пшеницы, без плес­невелого, горького, кислого и других посторонних привкусов
	«Флавоцен (дигидрокверцетин)»
	«Селексен»
	Смесь «Флавоцен (дигидрокверцетин)» и «Селексен» (6:4)
Влажность, %	Контроль	5,0	5,6
	«Флавоцен (дигидрокверцетин)»		5,4
	«Селексен»		5,5
	Смесь «Флавоцен (дигидрокверцетин)» и «Селексен» (6:4)		5,5

 

 

Продолжение таблицы 3.17

1	2	3	4
Угол естественного откоса, град	Контроль	25,0	26,4
	«Флавоцен (дигидрокверцетин)»		26,1
	«Селексен»		26,3
	Смесь «Флавоцен (дигидрокверцетин)» и «Селексен» (6:4)		27,1
Объемная масса, г/дм^3	Контроль	401,0	397,4
	«Флавоцен (дигидрокверцетин)»	405,2	404,5
	«Селексен»	406,2	406,2
	Смесь «Флавоцен (дигидрокверцетин)» и «Селексен» (6:4)	404,5	404,4

 

Таким образом, установлено, что введение оптимизированной композиционной смеси пищевых добавок «Флавоцен (дигидрокверцетин)» и «Селексен» усиливает стабилизирующий эффект на хранящийся продукт по сравнению с их индивидуальным воздействием [235].

На следующем этапе экспериментальных исследований была разработананейросетевая системапрогнозирования свойств МЗП «Витазар» в процессе хранения(язык программирования Python 3.5, свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016619497 от 22.08.2016 г) [266], предназначенная для статистической обработки результатов экспериментальных данных, включающих условия хранения, а также значения перекисных чисел. Исследуемая исходная информация включает в себя следующие показатели: наименование продукта, влажность объекта (%), температура хранения (^oС), относительная влажность окружающего воздуха (%), вид и концентрация стабилизатора (% мас.). Процесс оптимизации заключается в анализе массива данных, а также в построении и обучении на их основе нейронной сети, использующейся в дальнейшем для выявления зависимостей между значениями перекисного числа и условиями хранения. Установленные коэффициенты нейронной сети показаны на рисунке 3.32.

Рисунок 3.32. Архитектура нейронной сети, где: х1  – наименование объекта; х2  – влажность объекта, %; х3 - температура окружающей среды, ^оС; х4 - относительная влажность окружающей среды, %; х5 – вид стабилизатора; х6 - концентрация стабилизатора; у – значение перекисного числа, мМ/кг

           

       Результатом работы программного продукта является графическое отображение трехмерных зависимостей перекисного числа от показателей температуры и относительной влажности окружающей среды, а также перекисного числа от показателей влажности продукта и концентрации стабилизатора при фиксации остальных показателей. На рисунке 3.32 показан итог работы нейронной сети на примере зависимости y (x ₃, x ₄) с зафиксированными входными параметрами (x ₂=5 %, x ₆=0,01692 %), в качестве стабилизаторов показателей качества в процессе хранения принята композиционная смесь пищевых добавок «Флавоцен (дигидрокверцетин)» и «Селексен» [235].

 

Рисунок 3.32. Результат работы нейронной сети для композиционной смеси пищевых добавок «Флавоцен (дигидрокверцетин)» и «Селексен» (6:4) с зафиксированными входными параметрами (x 2=5 %, x 6=0,01692 %)

Полученная нейронная сеть позволяет уточнять концентрацию вводимого стабилизатора-антиоксиданта в зависимости от влажности объекта, температуры и относительной влажности окружающей среды, а также планировать режимы хранения МЗП «Витазар» в контролируемых средах.