24 / 44
22
ПИВО
и
НАПИТКИ
1
•
2010
ТЕХНОЛОГИЯ
продукта
Q
во времени
t
может быть
описан уравнением кинетики поряд-
ка
m
:
dQ
——=
K
(
T
)
Q
m
,
(1)
d
τ
где
K
(
T
) — константа скорости ре-
акции, подчиняющаяся закону Ар-
рениуса.
Вид функции качества пищевого
продукта для реакций различного
порядка выводится из уравнения (1).
По исследованию кинетических за-
кономерностей процессов порчи
различных пищевых продуктов ранее
сообщалось, что для большинства из-
ученных реакций характерен псевдо-
нулевой или псевдопервый порядок
[11]. В частности, неферментативное
потемнение относят к реакции нуле-
вого порядка.
С учетом выбранного показателя
изменения качества (интенсивность
окраски сока) искомые расчетные
уравнения будут иметь общий вид
для кинетического уравнения нуле-
вого порядка:
I
=
I
0
+
K
(
T
)
τ
,
(2)
первого порядка:
I
=
I
0
e
–
K
(
T
)
τ
.
(3)
Опытные данные по трем образ-
цам сока — ООС, трилон Б, ЖКС
обрабатывали методом наименьших
квадратов в автоматизированной
системе MathCad. Для определения
порядка реакции расчеты проводили
с учетом уравнений (2) и (3). Пара-
метры уравнения Аррениуса рассчи-
тывали по трем экспериментальным
температурам.
Так как эксперименты выпол-
няли более чем до 50%-ного изме-
нения контролируемого показате-
ля, то этого оказалось достаточно
для определения порядка реакции.
Для проверки гипотезы о порядке
реакции вполне удовлетворитель-
ной оценкой служит коэффициент
детерминации
R
2
:
∑
N
i
=1
(
y
i
–^
y
i
)
2
R
2
=1–————————,
(4)
∑
N
i
=1
(
y
i
– –
y
i
)
2
где
y
i
— экспериментально получен-
ные значения измеряемого параме-
тра (
i
=1, …,
N
); ^
y
i
— значение, полу-
ченное из уравнения регрессии; –
y
i
—
среднее из наблюдаемых значений;
N
— количество измерений [11].
При такой оценке предпочтение от-
дается тому порядку, при котором
R
2
ближе к 1. В табл. 2 приведены
значения коэффициента детерми-
нации для изучаемых образцов сока
для кинетических моделей нулевого
и первого порядков.
Анализ полученных расчетных
данных позволяет сделать вывод
о том, что в некоторых случаях по-
рядок реакции неразличим, скорее
можно отдать предпочтение нулево-
му порядку.
На рисунке представлены экспе-
риментальные и расчетные данные
по изменению интенсивности цвета
исследуемых образцов сока за время
наблюдений.
Значения параметров уравнения
Аррениуса и параметра уравнения
линейной регрессии (2) для раз-
личных образцов сока содержатся
в табл. 3.
Полученное уравнение линейной
регрессии вида (2) со значениями
параметров, приведенных в табл. 3,
позволяет рассчитать интенсив-
ность окраски исследуемых образ-
цов облепихового сока в зависимо-
сти от температуры и времени его
хранения.
Показано, что существует количе-
ственная зависимость между массо-
вой долей ионов железа в ООС и про-
должительностью его хранения, т.е.
при снижении содержания железа
срок хранения продукта значительно
увеличивается.
Для осветленного сока, обработан-
ного термоксидом, получить расчет-
ное уравнение не удалось по причине
отсутствия существенных изменений
контролируемого показателя в тече-
ние всего времени эксперименталь-
ного хранения.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Beveridge T., Li T. S. C., Oomah D., Smith A.
Sea Buckthorn Products: Manufacture and
Composition//J Agric. Food Chem. 1999.
№47 (9). P. 3480–3488.
2.
Чумичев А. И. и др.
Осветленный сок —
продукт комплексной обработки облепи-
хи//Пиво и напитки. 2009. №4. С.34–35.
3.
Koshelev Yu. A.
ets. Sea Buckthorn juice clari-
fication. Sea Buckthorn on the way between
science and industry interaction//Proceedings
of the Fourth International Sea Buckthorn As-
sociation Conference. 2009. September 1–6.
Belokuriha (Altai Region), Russia. Barnaul.
2009. P. 153–154.
4.
Zeb A.
Chemical and Nutritional Constituents
of Sea Buckthorn Juice//Pakistan J Nutrition.
2004. №3 (2). P. 99–106.
5.
Rios J.J., Fernandes-Garcia E., Mingues-Mos-
quera M. J., Perez-Galvez A.
Description of
volatile compounds generated by the degrada-
tion of carotenoids in paprika, tomato and ma-
rigold oleoresins//Food Chem. 2008. №106.
P. 1145–1153.
6.
Сборник
основных правил, технологиче-
ских инструкций и нормативных мате-
риалов по производству винодельческой
продукции. — М.: Пищепромиздат, 1998.
7.
Зинченко В. И.
Стабилизация плодово-
ягодных вин в современных условиях//Пи-
во и напитки. 2000. №3. С. 42–47.
8.
Сборник
международных методов ана-
лиза и оценки вин и сусел/Под. общ.
ред. Н. А. Мехузла. — М.: Пищевая про-
мышленность, 1993.
9.
Гулиев Р. Р. и др.
Международный метод
определения цветности вин применитель-
но к коньякам//Виноделие и виноградар-
ство. 2002. №3. С. 20–21.
10.
Севодина К.В., Верещагин А.Л.
Прогнози-
рование сроков хранения яблочного уксу-
са//Хранение и переработка сельхозсырья.
2008. №6. С. 59–62.
11.
Валентас К. Дж., Ротштейн Э., Сингх Р.П.
(ред.).
Пищевая инженерия: Справочник
с примерами расчетов. — СПб.: Профес-
сия, 2004.
12.
ГОСТ
Р 52184–2003. Консервы. Соки
фруктовые прямого отжима. Технические
условия. —М.: Стандартинформ, 2006.
Образец K
0
E·10
–4
, кДж/кмоль I0
ООС
2,2·10
4
3,0
3,44
Трилон Б 1,1·10
8
5,2
3,29
ЖКС
2,2·10
6
4,8
1,01
Таблица 3
Температура,
°C
ООС
Трилон Б
ЖКС
m
=0
m
=1
m
=0
m
=1
m
=0
m
=1
18
0,763
0,680
0,994
0,953
0,823
0,176
30
0,976
0,987
0,874
0,887
0,945
0,945
40
0,929
0,911
0,992
0,962
0,904
0,670
Таблица 2
Электрон ая Научная СельскоХозяйственная Библиотека