4.2.4 Дослідження при зберіганні висококалорійних майонезів.
Графік 4.1 Зміна стійкості висококалорійних майонезних емульсій протягом періоду зберігання.
Графік 4.2 Зміна кислотності висококалорійних майонезних емульсій протягом періоду зберігання
Кислотність продукту збільшується, але в цілому показники відповідають вимогам стандарту. Стійкість емульсії в процесі всього зберігання знаходилась на рівні 100% стійкості незруйнованої емульсії.
Дослідженнями підтверджено мінімальний термін зберігання висококалорійних майонезів на основі нетрадиційних олій 30 днів.
4.3.1 Розробка рецептури середньокалорійного майонезу на основі ріпакової олії та купажів соняшникової та ріпакової олій порівняно з використанням традиційної соняшникової олії.
Факторний аналіз
1.Визначаємо вхідні параметри, які найбільше впливають на стійкість емульсії майонезу:
х1 – вміст рафінованої дезодорованої ріпакової олії,%
х2 -вміст емульгатора (яєчний жовток) , %
х3- вміст стабілізатора ( камеді гуару та ксантану),%
Вихідним параметром за яким регулюватимемо процес приймаємо :
у – стійкість емульсії,%
2.Вибираємо вид поліноміальної функції:
у=f(x1 , x2,х3)
3.В загальному виді складаємо рівняння регресії :
у= В0 + В1*x1+ В2*x2 + В3*х3+ +В12*x1*x2+В13*x1*x3+В23*x2*x3+В123*x1*x2*x3
4.Необхідна кількість дослідів визначається за формулою:
N= pγ, де
р- кількість рівнів,
γ- кількість факторів
N= 23=8
5.Нормалізуємо вихідне рівняння регресії, тобто перетворюємо х безрозмірні нормалізовані і позначаємо z:
,
де
хі – значення фактора на максимальному значенні
х0і – значення фактора на мінімальному значенні
Δі – крок варіювання фактора.
6.Виходячи з цього запишемо рівняння регресії після нормалізації :
у= В0 + В1*z1+ В2*z2 + В3*z3+ В12*z1*z2+В13*z1*z3+В23*z2*z3+В123*z1*z2*z3
7.Складаємо таблицю, в якій зазначимо діапазон змін кожного фактору:
Таблиця 4.11
Найменування рівнів варіювання |
Позначення |
Фактори |
||
x1,% |
x2,% |
х3,% |
||
Верхній |
+ |
54 |
1,6 |
0,4 |
Середній |
0 |
47 |
1,2 |
0,3 |
Нижній |
- |
40 |
0,8 |
0,2 |
Крок |
Δ |
7 |
0,4 |
0,1 |
9.Вибираємо кількість паралельних дослідів:
m=3
10.Складаємо матрицю повного двохфакторного експеременту:
Таблиця 4.12
№ досліду |
Матриця експеремунту |
Значення досліду |
|
S2одн |
|||||||||
z0 |
z1 |
z2 |
z3 |
z1z2 |
z1 z3 |
z2z3 |
z1z2z3 |
y1 |
y2 |
y3 |
|||
1 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
100 |
100 |
100 |
100 |
0 |
2 |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
- |
- |
- |
100 |
100 |
100 |
100 |
0 |
3 |
+ |
+ |
- |
+ |
- |
+ |
- |
- |
100 |
100 |
100 |
100 |
0 |
4 |
+ |
+ |
- |
- |
- |
- |
+ |
+ |
100 |
99 |
99 |
99,3 |
0,335 |
5 |
++ |
- |
+ |
+ |
- |
- |
=+ |
- |
100 |
100 |
99 |
99,7 |
0,335 |
6 |
++ |
- |
+ |
- |
- |
+ |
- |
+ |
97 |
98 |
98 |
97,7 |
0,335 |
7 |
++ |
- |
- |
+ |
+ |
- |
- |
+ |
97 |
97 |
98 |
97,3 |
0,335 |
8 |
++ |
- |
- |
- |
+ |
+ |
+ |
- |
95 |
96 |
97 |
96 |
1 |
Обробка експерементальних даних за дисперсійно-кореляційним аналізом.
1. Перевірка на однорідність дисперсій вихідної величини :
,
де g- кількість повторностей в кожній строці,
і- номер строки в плані експеременту
1.S2одн= (100-100)2+(100-100)2+(100-100)2/3-1=0
2. S2одн= (100-100)2+(100-100)2+(100-100)2/3-1=0
3. S2одн= (100-100)2+(100-100)2+(100-100)2/3-1=0
4. S2одн= (99,3-100)2+(99,3-99)2+(99,3-99)2/3-1=0,335
5. S2одн= (99,7-100)2+(99,7-100)2+(99,7-99)2/3-1=0,335
6. S2одн= (97,7-97)2+(97,7-98)2+(97,7-98)2/3-1=0,335
7. S2одн= (97,3-97)2+(97,3-97)2+(97,7-98)2/3-1=0,335
8. S2одн= (96-95)2+(96-96)2+(96-97)2/3-1=1
Критерій Кохрена:
1.Gp=1/2,34=0,43
Gт=0,8159 (α =0,05; ƒ1=N=8; ƒ2=m-1=2)
Gp<Gт, отже дисперсія є однорідною, а значення відтворюваними
2. Знаходження дисперсії відтворюваності:
S2відт=2,34/8= 0,29
3. Знаходимо коефіцієнти рівняння регресії:
B0 = 100+100+100+99,3+99,7+97,7+97,3+96/8 = 98,75
B1=100+100+100+99,3-99,7-97,7-97,3-96/8 = 1,075
B2=100+100-100-99,3+99,7+97,7-97,3-96/8 = 0,6
В3=100-100+100-99,3+99,7-97,7+97,3-96/8 = 0,5
B12=100+100-100-99,3-99,7-97,7+97,3+96/8 = 0,425
В13=100-100+100-99,3-99,7+97,7-97,3+96/8 = -0,325
В23 100-100-100+99,3+99,7-97,7-97,3+96/8 = 0
В123=100-100-100+99,3-99,7+97,7+97,3-96/8 = -0,175
4. Перевірка на значущість коефіцієнтів регресії.
Коефіцієнт Стьюдента :
=0,036
=0,19
=5,66
=3,158
=2,63
=2,24
=1,71
t6=0
=0,92
tт =2,12 (α = 0,05; ƒ = N*(m-1) = 8*(3-1)=16)
Якщо tт<tbk коефіцієнт вважається значущим і в рівнянні регресії залишається.
Тоді y= 98,75 + 1,075*z1+ 0,6*z2 +0,5*z3 +0,425*z1*z2
5. Перевірка рівняння регресії на адекватність.
Критерій Фішера:
Перевірка адекватності рівняння регресії :
98,75 +1,075*(+1)+0,6*(+1) +0,5*(+1)+0,425*(+1)=100,5
98,75 +1,075*(+1)+0,6*(+1) +0,5*(-1)+0,425*(+1)=99,5
98,75 +1,075*(+1)+0,6*(-1) +0,5*(+1)+0,425*(-1)=100,15
98,75 +1,075*(+1)+0,6*(-1) +0,5*(-1)+0,425*(-1)=99,15
98,75
+1,075*(-1)+0,6*(+1) +0,5*(+1)+0,425*(-1)=99,2
98,75
+1,075*(-1)+0,6*(+1) +0,5*(-1)+0,425*(-1)=98,2
98,75
+1,075*(-1)+0,6*(-1) +0,5*(+1)+0,425*(+1)=97,15
98,75
+1,075*(-1)+0,6*(-1) +0,5*(-1)+0,425*(+1)=99,15
Різниця
а.100,5-100 = 0,5
б.99,5-100=0,5
в.100,15-100=0,15
г.99,15-99,3=0,15
д. 99,2-98,7=0,5
и.98,2-97,7=0,5
ї.97,15-97,3=0,15
ж.96,15-96=0,15
S2од =0,52+0,52+0,152+0,152+0,52+0,52+0,152+0,152/8-3 = 0,218
Fp=0,218/0,29=0,75
Fт= (α=0,05; ƒ1=N-1=7; ƒ2=N*(m-1)=8*(3-1)=16) ; Fт=3,01
Якщо Fp<Fт, то рівняння регресії вважається адекватним.
Отже, це рівняння може слугувати основою для пошуку оптимальних умов ведення процесу.
Запис математичної моделі.
1. Розкодування вхідних і вихідних параметрів.
y=
98,75+1,075*
+
0,6*
+0,5*
+
0,425
*
y= 84,62-0,065*х1*х2+ 0,23*х1+4,5*х2+5*х3
Задаємо стійкість емульсії 98%, кількість олії – 50%, а кількість камеді гуару та ксантану 0,2%. Тоді необхідна кількість яєчного жовтка складатиме:
84,62+3,25*х2+11,5+4,5*х2+1=98
97,12+1,25*х2= 98
1,25*х2 = 0,88
х2 = 0,7 %
Отже, для отримання стійкості 98 % необхідно 0,7% яєчного жовтка , 50 % рафінованої дезодорованої ріпакової олії та 0,2 камеді гуару та ксантану. Оптимальну рецептуру встановили для середньокалорійних майонезів, вважаючи, що такі майонези виробляють з жирністю не нижче 50%