Разработка методологии и новых методов контроля качества продукции растениеводства
| Вид материала | Автореферат |
- Планирование и стимулирование качества продукции. Организация и виды технического контроля, 18.58kb.
- Правовое регулирование контроля качества подготовки выпускников вузов, 245.01kb.
- Высокоточные технологии производства виноградных вин и методы контроля их качества, 90.11kb.
- 5. "Анализ производства продукции растениеводства", 551.88kb.
- Тема Анализ производства продукции растениеводства, 214.39kb.
- Рабочая программа дисциплины «Технология производства продукции растениеводства» для, 276.35kb.
- Рабочая программа дисциплины «Технология производства продукции растениеводства» для, 277.51kb.
- Рабочая программа по курсу «Технология производства продукции растениеводства» для, 277.92kb.
- Курс семестр Всего зачетных единиц Трудоемкость дисциплины в часах, 26.33kb.
- Рабочая программа по дисциплине: «Технология хранения и переработки продукции растениеводства», 233.3kb.
На правах рукописи
ПОПОВА Ольга Григорьевна
разработка методологии и новых методов контроля качества продукции растениеводства
| Специальность 05.18.01– | Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства |
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора сельскохозяйственных наук
Москва-2009
Работа выполнена в ГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет»
| Научный консультант: | доктор биологических наук, профессор Стрельников Виктор Владимирович |
| Официальные оппоненты: | доктор технических наук, профессор член - корреспондент РАСХН Шаззо Рамазан Измайлович |
| | доктор биологических наук, профессор Новиков Николай Николаевич |
| | доктор технических наук, профессор Нелина Валентина Владимировна |
| Ведущая организация: | Государственное научное учреждение Краснодарский НИИ сельского хозяйства имени П.П. Лукьяненко Россельхозакадемии |
Защита состоится 2009 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 220.043.05 при ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева» по адресу: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49. С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке РГАУ – МСХА имени
К.А. Тимирязева.
Автореферат разослан « __ » 2009 г.
и размещен на сайте ВАК www.vak.ed.gov.ru
Ученый секретарь
диссертационного совета Н.Н. Лазарев
1.Общая характеристика работы
Актуальность исследования. Правительством России поставлена важнейшая задача агропромышленному комплексу – развитие сельского хозяйства, создание условий для возделывания и переработки сельскохозяйственной продукции, повышение её конкурентоспособности. Национальный проект «Развитие АПК» предусматривает интенсивное развитие традиционных отраслей аграрной специализации, намечено увеличить объемы продуктов переработки.
Наиболее интенсивно развивается производство мучных кондитерских изделий. В период 2008 года к периоду 2007 года их выпуск увеличился на 4%, что свидетельствует о востребованности этой группы растениеводческой продукции и необходимости дальнейшего расширения ассортимента. Предназначение кондитерского изделия неизменно, но используемое сырье и качество могут изменяться. При производстве мучных кондитерских изделий используется, в основном, высококачественная пшеничная мука, однако расширение ассортимента мучных кондитерских изделий делает актуальным решение вопроса применения муки, получаемой из других зерновых культур.
В связи с этим, большой интерес представляет зерновая культура тритикале, которая обладает высокой урожайностью, устойчивостью к заморозкам и болезням. Тритикалевая мука содержит сбалансированный состава минеральных веществ, витаминов, белка, крахмала и незаменимых аминокислот, что является достаточным основанием для исследований закономерностей изменения её свойств при взаимодействии с другими ингредиентами в сахаро –жировой среде полуфабрикатов кондитерских изделий.
Использование в составе мучных кондитерских изделий ингредиентов растительного происхождения: сахаров, масел растительных, плодов, ягод придают им особую изысканность. Актуальным для практического улучшения свойств мучных кондитерских изделий является внесение в полуфабрикат полисахаридов растительного происхождения – пектинов. Вступая во взаимосвязь с основным и дополнительным сырьем, пектины изменяют качественные характеристики готового мучного кондитерского изделия. Комплексообразующая способность пектинов изменяет в лучшую сторону показатели их безопасности.
Показатели безопасности, химический состав продукции растениеводства раскрыты в научных работах И.М. Скурихина, В.А. Тутельяна и др. Исследованиями российских ученых (И.С. Лурье, Г.О. Магомедова, А.Я. Олейниковой, Л.И. Пучковой, и др.) раскрыты методы определения органолептических, физико-химических характеристик сырья, полуфабрикатов и готовых изделий.
Используемые в настоящее время методы контроля качества продукции растениеводства позволяют установить лишь единичные характеристики безопасности и качества для сырьевых групп продукции растениеводства и полученных из них мучных кондитерских изделий. Однако, для установления конкурентоспособности продукта важен также показатель критерия качества, показывающий существенные отличия сырья, полуфабрикатов, готовых изделий.
Методологический подход к разработке новых методов контроля качества на всех стадиях технологического процесса, является мало изученной и не раскрытой частью переработки растениеводческой продукции.
Создание методологии на основе распределения показателей качества сырья, математическое описание и разработка новых методов контроля показателей критерия качества растениеводческой продукции позволяют прогнозировать возможность использования достижений селекционеров, определять соотношения количества сырья, а также целесообразность проектирования и постановки на производство новых видов мучных кондитерских изделий, что определяет актуальность выбранной темы.
Актуальность темы диссертационной работы подтверждается Государственной программой развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008 – 2012 годы, утвержденной правительством РФ (постановление N 446 от 14 июля 2007 года).
Цель работы. Создание научно-практических основ методологии и разработка новых методов контроля качества продукции растениеводства на различных стадиях технологического процесса переработки.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- провести систематизацию и анализ нормативной, научно-исследовательской и патентно-информационной литературы по теме исследования;
- провести анализ сырья растительного происхождения, в том числе тритикалевой муки по характеристикам безопасности и пищевой ценности, установить и исследовать их инверсионные характеристики качества;
- исследовать комплексообразующую и гелеобразующую способность пектина и её влияние на изменения технологического процесса;
- провести статистический анализ характеристик качества мучных кондитерских изделий по установленной взаимосвязи технологических показателей;
- разработать системную модель выбора технологических данных для разработки новых методов контроля критерия качества готового продукта;
- создать универсальную математическую модель формирования взаимосвязи между показателями качества сырья, полуфабрикатов, готовых мучных кондитерских изделий;
- обосновать и провести расчет показателя критерия качества для пектиносодержащих вафель из муки тритикале – «Текстура», построенный на взаимосвязи характеристик вкуса, запаха, внешнего вида, строения в изломе, массовой доли общего сахара, влажности;
- обосновать расчет показателя критерия качества для пектиносодержащих пряничных изделий из муки тритикале – «Флейвор», построенный на взаимосвязи характеристик продукта, классифицированных по его рецептуре;
- разработать показатель критерия качества для пектиносодержащих кексов из муки тритикале – «Воздушность», показывающий изменение плотности кекса с учетом технологических особенностей пектина и муки тритикале;
- разработать для каждой новой характеристики качества классификационные диапазонные предельные значения;
- с учетом расчетных данных установить целесообразность разработки новых видов пектиносодержащих кондитерских изделий из муки тритикале;
- разработать технологию и провести опытно - промышленную апробацию новых видов пектиносодержащих кондитерских изделий из муки тритикале;
- подтвердить достоверность проведенных расчетов определения показателей критерия качества путем исследования новых видов мучных кондитерских изделий из нетрадиционного сырья;
- оценить экономическую эффективность от внедрения разработанных методов контроля качества мучных кондитерских изделий и новых видов пектиносодержащих кондитерских изделий из муки тритикале.
Научная концепция работы. Разработка методологии теоретических и практических основ перспективных методов контроля качества сырья, полуфабрикатов, готовых мучных кондитерских изделий заключается в решении фрагмента актуальной проблемы полноценного питания населения путем научного и технологического обоснования и разработки быстрых, объективных и достоверных методов определения показателей критерия качества, позволяющих оперативно контролировать ход технологического процесса от сырья до готовой продукции, показать существенные отличия контролируемого процесса, повысить конкурентоспособность выпускаемых пищевых продуктов, получить социальный и экономический эффект, сохранить высокий пищевой статус и здоровье людей.
Научные положения, выносимые на защиту. Разработку методологии новых методов контроля качества продукции растениеводства, включающих объединение множества нормированных требований в единую характеристику, обеспечивают:
- применение теоретически и экспериментально установленного сложного, пофазно раскрытого значения показателей качества всего технологического цикла переработки растительного сырья в мучные кондитерские изделия;
- разработка математической модели взаимосвязи нормированных единичных характеристик качества исследуемой растениеводческой продукции;
- расчет показателя критерия качества, отображающего существенные отличия каждой партии готовых мучных кондитерских изделий, выработанных с использованием нетрадиционного сырья.
Научная новизна исследований. Разработана методология и новые методы контроля качества продукции растениеводства.
Впервые установлены инверсионные характеристики растительного сырья и их взаимосвязь при производстве мучных кондитерских изделий.
Впервые ранжированы гелеобразующие свойства пектина по его загущающей, водоудерживающей и стабилизирующей способностям.
Впервые разработана методология, позволяющая усовершенствовать нормативную базу контроля качества мучных кондитерских изделий на основе системной модели качества.
Впервые создана математическая модель формирования взаимосвязи показателей качества сырья, полуфабрикатов, готовых мучных кондитерских.
Впервые предложены новые методы контроля качества:
- показателя критерия качества «Текстура», устанавливаемого по взаимосвязи нормированных характеристик качества в пектиносодержащих вафлях из тритикалевой муки;
- показателя критерия качества «Флейвор», устанавливаемого по взаимосвязи характеристик продукта, классифицированных по его рецептуре в пектиносодержащих пряниках из тритикалевой муки,
Впервые разработан метод контроля качества, характеризующий взаимосвязь пектина и тритикалевой муки в кексах, выработанных на химических разрыхлителях, обоснована необходимость введения нового показателя критерия качества – «Воздушность».
Обоснованы и разработаны классификационные диапазонные предельные значения показателей критерия качества, устанавливающие ограничения при разработке и постановке на производство новых видов мучных кондитерских изделий.
Разработаны новые виды пектиносодержащих вафель, пряников, кексов из тритикалевой муки.
Новизна предлагаемых технических решений подтверждена тремя патентами РФ на изобретения.
Практическая значимость работы. Разработана методология и новые методы контроля качества технологического процесса, позволяющие установить существенные отличия каждой партии пектиносодержащих кондитерских изделий из тритикалевой муки, имеющей специфические характеристики.
Разработаны основные принципы моделирования взаимосвязи показателей качества, представляющие основу новых методов контроля критерия качества при переработке растениеводческой продукции.
Разработаны и утверждены:
«Рекомендации по формированию методологии разработки новых показателей контроля качества продукции растениеводства»;
«Методические рекомендации по разработке показателя критерия качества вафель – текстура»;
«Методические рекомендации по разработке показателя критерия качества изделий кондитерских пряничных – флейвор»;
«Методические рекомендации по разработке показателя критерия качества кексов – воздушность».
Даны предложения о включении показателей критерия качества в проект Федерального закона «Специальный технический регламент на кондитерскую продукцию и её производство».
Результаты разработки методологии и новых методов контроля качества рекомендовано реализовать в следующих нормативных документах: показатель критерия качества для вафель «Текстура» – внести в ГОСТ 14031-68; показатель критерия качества для кондитерских изделий пряничных «Флейвор» – внести в ГОСТ 15810-96; показатель критерия качества для кексов «Воздушность» – внести в ГОСТ 15052-96.
Разработанная методология рекомендована для использования в стандарте предприятия при разработке новых видов мучных кондитерских изделий.
По результатам выполненных исследований разработан комплект нормативной документации на следующие кондитерские изделия: пектиносодержащие вафли из муки тритикале с ягодной начинкой (ТУ 9133-045-00370797-2007); пектиносодержащие пряники из муки тритикале с ягодной начинкой (ТУ 9133-044-00370797-2007); пектиносодержащие кексы из муки тритикале с ягодной начинкой (ТУ 9136-043-00370797-2007).
Результаты опытно - промышленной пробации позволили рекомендовать для производства пектиносодержащие кондитерские изделия из тритикалевой муки с получением фактического экономического эффекта.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены, и одобрены на заседаниях кафедры Технологии хранения и переработки растениеводческой продукции КубГАУ (Краснодар 2007-2009 гг.) на: Всесоюзной научной конференции «Пути повышения качества зерна, зернопродуктов, улучшения ассортимента крупы, муки, хлеба» (г. Москва, 1989 г.), Всесоюзной конференции «Совершенствование контроля качества продукции в условиях защиты интересов потребителя» (г. Краснодар, 1990 г.), Всероссийской конференции «Экоаналитика-96» (г. Краснодар, 1996 г.), V Международной научно-практической конференции независимого научного аграрно-экономического общества России «Финансовое оздоровление предприятий АПК» (г. Москва, 2001 г.), научно-практической конференции «Приоритетные направления развития агропромышленного комплекса в современных условиях» (г. Краснодар, 2002 г.), V Международной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, молодых ученых и студентов «Управление качеством: теория и современная практика. (г. Ростов-на-Дону, 2005 г.), X Международной научно-практической конференции независимого научного аграрно-экономического общества России «Математические методы и модели в экономике АПК. Немчиновские чтения» (г. Москва, 2006 г.), Х Международной научно-практической конференции «Глобализация проблем Российских производств» (г. Сочи 2009г.)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 монографии, 48 научных статей и публикаций в материалах конференций, в том числе 7 статей в журналах, рекомендованных ВАК Российской Федерации, получено три патента РФ на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 разделов, заключения, списка литературы и приложений. Основная часть работы изложена на 317 страницах компьютерного текста, содержит 37 рисунков и 67 таблиц. Список литературы включает 506 наименований, в том числе 80 – иностранных авторов.
Представленная работа является обобщением научных исследований, проведенных автором лично и в качестве научного руководителя трех защищенных диссертационных работ в период с 1999 года по 2008год.
2. Объекты и методы исследования
2.1 Объекты исследования. В соответствии с целью и задачами диссертационной работы объектами исследований служили:
- образцы зерна и муки, выработанной из озимых и яровых сортов пшеницы: Победа-50, Палпич, Восторг, Дока, Таня, Краснодарская 93, Гром; озимых и яровых сортов тритикале: Сотник, Ярило, Валентин 90, Лидер, Патриот.
- образцы цитрусовых пектинов XSS -100 и LM-105 AS, яблочного пектина CLASSIK AU 701;
- образцы сахара-песка; патоки крахмальной; крахмала; кукурузного, подсолнечного масла; пюре ягодного; ягод земляники;
- промышленные образцы вафель, пряников, кексов, выработанные ЗАО «Тимашевский кондитерский комбинат», ООО «Целевые комплексные программы» и ЗАО «Кубаньхлебпром», а также образцы мучных кондитерских изделий, выработанные в лабораторных условиях.
2.2 Методы исследования. Органолептический анализ исследуемых образцов проводили в соответствии с международными стандартами ISO 5492, 5496, 6658, 8589, 5459. Физико-химические характеристики определяли классическими методами, предусмотренными в нормативной документации на каждый вид растениеводческой продукции.
Планирование эксперимента по разработке методологии и новых методов контроля качества продукции было проведено на основе системной модели качества при окончательном контроле и испытаниях (ИСО 9004). Взаимосвязь показателей качества раскрыта на основании диаграммы «причин и следствий», известной при моделировании качества как «ветвистая схема характерных фактов». За основу математических расчетов показателей критерия качества взята линейная балансовая модель В. Леонтьева. Учитывая, что показатели качества – величины векторные, использовано понятие «вектора полных затрат»:
; (1)
; (2)где: Х переменная органолептических характеристик; Y – переменная физико-химические характеристик; А – установленный коэффициент взаимосвязи пектина и муки тритикале.
Структурная схема эксперимента представлена на рисунке 1.
Систематизация и анализ научно-технической и патентно-информационной
литературы по теме исследования
Разработка методологии и новых методов контроля качества продукции
растениеводства на основе единичных показателей безопасности и качества
Статистический анализ
растениеводческой продукции
Совершенствование контроля мучных кондитерских изделий
Исследование зерна пшеницы и тритикале
Статистический анализ
характеристик качества мучных
кондитерских изделий
Расчет параметров распределения
технологических характеристик
качества растениеводческого сырья
Использование статистических данных в методологии разработки новых методов контроля качества
Использование комплексообразующей способности и дифференцирование
гелеобразующей способности пектина
Разработка математической
модели новых методов контроля качества пектиносодержащих кондитерских изделий
Исследование показателей качества
мучных кондитерских изделий
Разработка новых методов контроля критерия качества продукта
Единые показатели критерия качества
Единичный показатель критерия качества
Система взаимосвязи характеристик продукта, классифицированных в зависимости от
рецептуры продукта
- флейвор
Система взаимосвязи органолептических и физико-химических
характеристик
- текстура
Установленное число
соотношения плотности
к общему объему
пектиносодержащего
кекса из тритикалевой
муки - воздушность
Технологические изменения, происходящие при формировании качества продукта
Подтверждение достоверности произведенных расчетов
Рисунок 1 – Структурная схема эксперимента
Достоверность полученных данных подтверждается двумя ими тремя повторностями проведения опытов. Расчеты проведены с точностью до 0,1 искомой величины.