Реферат Квалиметрическое прогнозирование в пищевой промышленности
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
На правах рукописи
ЯНКОВСКАЯ ВАЛЕНТИНА СЕРГЕЕВНА
РАЗРАБОТКА КВАЛИМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА
И БЕЗОПАСНОСТИ ТВОРОЖНЫХ ПРОДУКТОВ
Специальность 05.02.23 – Стандартизация и управление качеством продукции
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Москва
2008
Работа выполнена на кафедре «Стандартизация, сертификация и управление качеством пищевых продуктов» Московского государственного университета прикладной биотехнологии.
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,
Дунченко Н.И. (МГУПБ)
Официальные оппоненты: - доктор технических наук, доцент
Корнеева В.М. (МГТУ им. Н.Э. Баумана)
- кандидат технических наук, доцент
Калинина Л.В. (МГУПБ)
Ведущая организация: - ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия»
Защита диссертации состоится « 23 » апреля
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПБ.
Автореферат разослан «____» __________
Ученый секретарь диссертационного совета,
кандидат технических наук, профессор Забашта А.Г.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы
В условиях вступления России в ВТО проблема управления качеством и обеспечения его высокого уровня является актуальной и практически значимой. Открытый характер современного российского рынка с его острой конкуренцией ставит перед пищевыми предприятиями важную задачу, связанную с быстрой и целенаправленной разработкой новых видов продуктов с учетом изменяющихся требований потребителей.
Основные теоретические предпосылки и научные исследования в области проектирования новых видов продукции отражены в работах: И.А. Рогова, Е.И. Титова, А.М. Бражникова, Ю.А. Ивашкина, И.И. Протопопова, Н.И. Дунченко, А.Б. Лисицына, Н.С. Родионовой, Э.С. Токаева, А.И. Жаринова, В.Д. Косого, Н.А. Тихомировой, Н.Н. Липатова (мл.), В.В. Хорольского, А.М. Андерсона, Р.Д. Купера, М. Эрла, Р. Эрла, П.Е. Грина, В.Е. Соудера и др.
Применение методов квалиметрического прогнозирования при управлении качеством проектируемой продукции позволит обеспечить не только высокий уровень качества и конкурентоспособность, но и свести к минимуму корректировки продукции после ее появления на рынке.
В настоящее время отсутствует единая система квалиметрического прогнозирования показателей качества и безопасности, позволяющая установить такие требования к качеству продукции на этапе ее проектирования, которые бы отвечали ожиданиям потребителей. В связи с этим являются актуальными научные исследования по созданию квалиметрической модели прогнозирования качества продукции, включающей в себя определение номенклатуры показателей качества и безопасности, комплекс количественных методов оценки, установление численных значений показателей качества, которыми должен обладать продукт, чтобы отвечать прогнозируемым потребительским ожиданиям, и разработку предложений по обеспечению ожидаемого качества продукции.
Большой вклад в развитие теории и практики стандартизации и управления качеством внесли Ю.П. Адлер, В.М. Кантере, В.А. Матисон, Н.И. Дунченко, И.А. Макеева, В.М. Корнеева, Е.В. Крюкова, Г.В. Панкина, В.А. Панфилов, Г.Г. Азгальдов, Г.Д. Крылова, Т.В. Чижикова, А.В. Бородин, Ю.Н. Берновский, А.И. Субетто, Г.Д. Бурдун, А.В. Версан, Л.К. Исаев, А.В. Гличев, Г.С. Гун, Б.В. Щербина, Э. Деминг, Д. Джуран, У. Акао, К. Исикава и др.
Диссертационная работа выполнена в рамках темы № 1-1-06 «Методологическое обеспечение безопасности и качества пищевого сырья, используемого при создании полифункциональных модулей и продуктов, нутритивноадекватных потребностям студентов» и темы № 05/04 «Разработка структурированных молочных продуктов с использованием коллагенсодержащих препаратов».
Цель и задачи исследования
Целью диссертационной работы являлось формирование квалиметрической модели прогнозирования показателей качества и безопасности творожных продуктов с использованием методологии структурирования функции качества путем анализа потребительских предпочтений, применения экспертных оценок, ранжирования и изучения корреляции показателей.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- провести изучение и прогнозирование современного рынка творожных продуктов, ранжирование показателей потребительских предпочтений;
- разработать матрицу потребительских требований для творожных продуктов с применением разработанных шкал оценки интенсивности и приемлемости органолептических свойств творожных продуктов и результатов исследования корреляционной зависимости между органолептическими показателями, общим химическим и сырьевым составом, физико-химическими и структурно-механическими свойствами;
- разработать дерево показателей качества и безопасности творожных продуктов и предложения по обеспечению ожидаемого качества продукции;
- сформулировать квалиметрическую модель прогнозирования показателей качества и безопасности творожных продуктов;
- провести практическую реализацию результатов квалиметрического прогнозирования на примере разработки новых видов творожных продуктов и разработать техническую документацию на новые виды продуктов.
Научная новизна
На основе экспериментальных исследований:
- методом экспертных оценок установлены коэффициенты весомости показателей потребительских предпочтений и изучена корреляционная зависимость между органолептическими показателями и физико-химическими, технологическими и структурно-механическими свойствами творожных продуктов;
- научно обоснована матрица потребительских требований к творожным десертам и творожным сырам;
- сформировано дерево показателей качества и безопасности творожных продуктов c коэффициентами весомости и предложено уравнение комплексного показателя качества творожных продуктов;
- предложена квалиметрическая модель прогнозирования показателей качества и безопасности творожных продуктов;
- научно обоснован выбор сырьевых компонентов, влияющих на целевые значения показателей качества творожных продуктов и установлены регрессионные зависимости структурно-механических свойств творожных продуктов от сырьевого состава и режимов тепловой обработки.
Практическая значимость
Разработаны анкеты целевого назначения для проведения социологического опроса и определен целевой потребитель продукции. Разработаны гедонические словесные шкалы для оценки интенсивности и приемлемости органолептических свойств, позволяющие определить степень влияния количественно измеряемых показателей на органолептические свойства творожных продуктов. Выявлена потребительская фасетная классификация творожных продуктов, учитывающая их назначение в рационе питания. С использованием квалиметрической модели прогнозирования показателей качества и безопасности творожных продуктов разработаны рецептуры и технологии производства двух новых видов творожных продуктов. Проведена сравнительная оценка показателей качества и безопасности новых творожных продуктов с предложенной формулой комплексного показателя качества. Утверждена техническая документация (ТУ и ТИ 9222-050-02068640-07 «Крем творожный пастеризованный», ТУ и ТИ 9222-051-02068640-07 «Паста творожная пастеризованная»). Новизна научно обоснованного решения отражена в патенте на изобретение № 2311788 «Композиция для производства творожного продукта» и в положительном решении о выдаче патента на изобретение по заявке № 2006144931/13 (049065) «Способ получения термизированного молочно-сывороточного продукта». Результаты исследований внедрены на ОАО «Очаковский молочный завод», а также использованы в учебном процессе: в рамках дисциплин «Основы научных исследований», «Квалиметрия и управление качеством» и в дипломном проектировании для студентов специальности 200503 – Стандартизация и сертификация.
Апробация работы
Результаты работы обсуждены и доложены на III, IV, V и VI международных научных конференциях студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (Москва, 2004, 2005, 2006 и 2007), международной научно-практической конференции «Перспективные нано- и биотехнологии в производстве продуктов функционального назначения» (Краснодар, 2006).
Публикации
По основным материалам исследований опубликовано 13 печатных работ, из которых 3 – в центральных изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов, библиографического списка, содержащего 321 наименований и приложений.
Основная часть изложена на 225 страницах, включает 34 таблицы и 102 рисунка.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы и изложена общая направленность исследований. Сформулированы цель и задачи собственных исследований.
В первой главе представлен систематизированный обзор научно-технической, нормативной и патентной литературы, в котором рассмотрены основные мировые тенденции управления качеством и безопасностью продукции (TQM, ISO, НАССР, GMP и др.), квалиметрического прогнозирования, методологические подходы к формированию квалиметрической модели при оценке и прогнозировании качества продукции; номенклатура нормируемых показателей качества творожных продуктов и анализ технологических решений расширения ассортимента и повышения конкурентоспособности творожных продуктов.
Во второй главе сформулирована методология прогнозирования качества продукции, изложена организация проведения работы, представлена схема реализации работы (рис. 1), описаны квалиметрические и экспериментальные методы исследований и даны характеристики объектов исследований. Для выполнения экспериментальной части и практической реализации результатов квалиметрического прогнозирования использовались стандартные методы испытания и современные приборы и оборудование.
Объектами исследований являлись:
- творожные десерты: продукт А – продукт творожный термизированный с фруктовым наполнителем «Даниссимо», продукт Б – паста творожная десертная с фруктовым наполнителем «Наслаждение», продукт В – продукт творожный фруктовый «Чудо творожное», продукт Г – паста творожная кисломолочная классическая фруктовая с бифидобактериями ActiRegularis «Активиа», продукт Д – крем творожный термизированный с фруктовым наполнителем;
- творожные сыры: продукт А – крем растительно-творожный пастеризованный с кусочками зелени, продукт Б – воздушный творожный сыр с зеленью, продукт В – сыр творожный «Альметте» с зеленью, продукт Г – творожный крем-сыр «Сваля» со свежей зеленью;
- модельные среды.
Описана разработка 3 типов анкет целевого назначения (А, Б и В) для потребительской оценки и прогнозирования ожидаемого качества творожных продуктов.
Анкеты А позволяют установить целевого потребителя творожных продуктов, перечень показателей потребительских предпочтений и выявить требования к ожидаемому качеству продукции, выраженные на «языке потребителей». Анкеты Б предназначены для установления коэффициентов весомости и проведения ранжирования показателей потребительских предпочтений. С помощью анкет В проводится потребительская оценка качества имеющихся на рынке творожных продуктов.
Повторность опытов 3-5-кратная. Полученные экспериментальные данные обрабатывали методами математической статистики с использованием персонального компьютера Pentium-4 с помощью программы Microsoft Excel и Statistika 7.
| Обзор технической и патентной литературы, анализ нормативной и технической документации на творожные продукты ↓ Формулирование основных этапов квалиметрического прогнозирования качества продукции | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | │ | | | ↓ | | | | ↓ | | ↓ | ||||||||||||||||||||||||
| Квалиметрическая модель прогнозирования показателей качества и безопасности творожных продуктов | | | | ↓ | | Разработка анкет целевого назначения | → | Социологи-ческий опрос | | Разработка шкал | → | Изучение корреляцион- ной зависимости между показателями качества творожных продуктов | ||||||||||||||||||||||
| | Выявление идентификационных показателей качества творожных продуктов | | Выявление показателей безопасности творожных продуктов | | | |||||||||||||||||||||||||||||
| | | ↓ | | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Анализ данных социологи-ческого опроса | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | ↓ | | ↓ | | | | ↓ | | | | ↓ | |||||||||||||||||||||||
| | Формирование матрицы потребительских требований для творожных продуктов | | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| | ↓ | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| | | Формирование дерева показателей качества и безопасности творожных продуктов | | | ||||||||||||||||||||||||||||||
| | | ↓ | | | ||||||||||||||||||||||||||||||
| | | Разработка расчетной формулы комплексного показателя качества продукции | | | ||||||||||||||||||||||||||||||
| | | ↓ | | | ||||||||||||||||||||||||||||||
| | | Разработка предложений по обеспечению ожидаемого качества творожных продуктов | | | ||||||||||||||||||||||||||||||
| | | | ↓ | | | | ||||||||||||||||||||||||||||
| | Практическая реализация результатов квалиметрического прогнозирования на примере разработки новых видов творожных продуктов | | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| | Разработка рецептуры и технологии творожных продуктов | Сравнительная оценка показателей качества новых творожных продуктов | Разработка технической документации на новые виды творожных продуктов | | ||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 1. Схема организации работы
В третьей главе представлены результаты социологического опроса и квалиметрического прогнозирования качества творожных продуктов.
Изучение и прогнозирование современного рынка творожных продуктов
В результате социологического опроса установлено, что целевым потребителем творожных продуктов является женщина в возрасте от 17 до 30 лет, живущая в мегаполисе и заботящаяся о своем здоровье. Социологические исследования позволили выявить фасетную классификацию творожных продуктов, согласно которой с точки зрения потребителя творожные продукты классифицируются на две группы:
«творожные десерты» – это сладкие творожные продукты, потребляемые в качестве десерта, к которым относятся творожные продукты с фруктово-ягодными наполнителями, орехами, злаками, шоколадные, ванильные и т.д.;
«творожные сыры» – это творожные продукты, потребительское назначение которых – расширение ассортимента продуктов, подобных плавленому сыру в качестве пасты для бутербродов или в дополнение к основным блюдам. К ним относятся творожные продукты с солью, специями, приправами и т.д.
Методом попарного сопоставления определены коэффициенты весомости наиболее важных показателей потребительских предпочтений для творожных продуктов и проведено их ранжирование (рис. 2).
Рис. 2. Диаграмма коэффициентов весомости показателей потребительских предпочтений для творожных продуктов
В результате исследований установлено, что в формировании требований к ожидаемому качеству продукции, выраженных на «языке потребителей», важную роль играют показатели, имеющие высокие значения коэффициентов весомости, такие как вкус, полезность, отсутствие отделения сыворотки, наличие кусочков наполнителя, однородная консистенция, длительный срок хранения, отсутствие консервантов, ароматизаторов и красителей. Проведенные исследования позволяют прогнозировать потребительские предпочтения и, следовательно, спрос на творожные продукты, отвечающие ожиданиям потребителей.
Определение корреляционных связей между потребительскими требованиями и показателями качества творожных продуктов
При анализе научной литературы и технической документации по творожным продуктам выявлены количественно измеряемые показатели качества конечного продукта. С целью определения зависимостей между показателями потребительских предпочтений и количественно измеряемыми показателями готового продукта разработаны 9-балльные гедонические словесные шкалы для оценки интенсивности и приемлемости органолептических показателей, проведен комплекс экспертных, экспериментальных и лабораторных исследований на модельных образцах. С применением корреляционного анализа установлены коэффициенты корреляции r при уровне значимости α = 0,05 и определена степень связи между органолептическими показателями, массовыми долями жира (в диапазоне от 0,5 до 10 %), сахара (от 1 до 20 %), белка (от 4 до 18 %), воды (от 80 до 90,5 %) и соли (от 0 до 1,5 %), титруемой кислотностью, влагосвязывающей способностью, пластичностью и предельным напряжением сдвига (табл. 1). Корреляционный анализ свидетельствует о сильном влиянии линейной составляющей, что отражено в линейной регрессии. Для обозначения степени связи между исследуемыми показателями в соответствии с методологией структурирования функции качества использовали следующие символы и значения веса связи показателей: ● – сильная связь (вес 9); ○ – средняя связь (вес 3); ∆ – слабая связь (вес 1). Например, установлена сильная степень связи ● (0,75 < | r | < 0,95) между показателями массовой доли сахара и вкусом модельной среды; средняя степень связи ○ (0,5 < | r | < 0,75) – между массовой долей сахара и цветом; слабая степень связи ∆ (0,2 < | r | < 0,5) – между массовой долей сахара и консистенцией, массовой долей сахара и отсутствием сыворотки; отсутствие связи (| r | < 0,2) – между массовой долей сахара и запахом модельной среды.
Структурирование функции качества творожных продуктов
Для перевода показателей потребительских предпочтений, выраженных на «языке потребителей», в количественно измеряемые показатели, т.е. на «язык технологов», и прогнозирования качества творожных продуктов, проведено структурирование функции качества, включающее в себя следующие этапы: построение корреляционной матрицы или так называемой «крыши дома» с использованием данных корреляционного анализа, проведение оценки качества продукции конкурентов и степени удовлетворенности потребителей их продукцией, установление планируемых значений показателей качества творожных продуктов и формирование матрицы первого уровня – матрицы потребительских требований (рис. 3). В результате анализа матрицы первого уровня из 17 количественно измеряемых показателей выбраны 11 целевых показателей и спрогнозировано направление их изменения для достижения ожидаемого качества продукции. Таким образом, матрицы потребительских требований к творожным продуктам позволяют обеспечить направленное улучшение показателей качества проектируемой продукции.
| Табл. 1. Степень корреляции между интенсивностью органолептических показателей, общим химическим и сырьевым составом, физико-химическими и структурно-механическими свойствами модельной среды | |
Формирование дерева показателей качества и безопасности
творожных продуктов
В соответствии со стандартом ИСО 9000:1994 качеством называют совокупность характеристик объекта, относящихся к его способности удовлетворять установленные и предполагаемые потребности, т.е. оценка качества продукции предполагает установление соответствия ее требованиям нормативной и технической документации, требованиям безопасности и удовлетворению желаний потребителей.
Требования к нормируемым идентификационным показателям качества творожных продуктов установлены в ГОСТ Р 51293-99, ГОСТ Р 51917-2003, ГОСТ Р 51074-2003, ГОСТ Р 52738-2007 и технической документации на данный вид продукции. Показатели безопасности и их предельно допустимые уровни для творожных продуктов установлены требованиями СанПиН 2.3.2.1078-01 (п. 1.2.2.1 – п. 1.2.2.3). Установленный перечень показателей безопасности творожных продуктов и идентификационных показателей систематизирован и отражен в дереве показателей качества и безопасности творожных продуктов (рис. 4). Согласно методологии его построения качество продукта является показателем 0-го (высшего) ранга и может иметь численное значение от 0 до 1. К показателям 1-го ранга относятся 3 группы показателей: идентификационные, показатели потребительских предпочтений и показатели безопасности творожных продуктов, которые формируются из комплексных показателей 2-го ранга, составляющих иерархическую структуру единичных показателей 3-го ранга.
На основании результатов проведенных исследований предложена формула комплексного показателя качества творожных продуктов, учитывающая показатели безопасности и идентификационные показатели как «коэффициенты вето». В том случае, если показатели безопасности неудовлетворительны, то качество продукции при всех прочих равных условиях является нулевым, т.е. продукт нельзя использовать по назначению.
При условии несоответствия фактических значений идентификационных показателей качества требованиям нормативной и технической документации, качество продукции равно нулю, так как в соответствии с ФЗ «О защите прав потребителей» и ФЗ «О качестве и безопасности пищевых продуктов» нарушаются права потребителя.
В связи с этим расчетная формула комплексного показателя качества творожных продуктов выглядит следующим образом:
К
где К – комплексный показатель качества продукта;
kаj и kbz – показатель безопасности j-го свойства и идентификационный показатель z-го свойства, представляющие собой «коэффициенты вето», т.е. переменную, равную 0 (при несоответствии установленным требованиям) или 1 (при соответствии установленным требованиям);
Мсi – коэффициент весомости i-го показателя потребительских предпочтений;
kсi – относительный показатель качества i-го показателя потребительских предпочтений.
| | Рис. 4. Дерево показателей качества и безопасности творожных продуктов |
Коэффициент вето равен нулю в случае, если хотя бы один из показателей безопасности (kаj) превышает значение предельно допустимого уровня, или если значение идентификационного z-го показателя (kbz) не соответствует требованиям нормативной или технической документации. В противоположном случае коэффициент вето равен 1.
При квалиметрической оценке качества проектируемого продукта по сравнению с имеющимися на рынке аналогами относительный показатель качества потребительских предпочтений i-го свойства (kсi) определяется как отношение целевого значения i-го показателя качества (Piцелев. знач.) к значению этого показателя в продукте (Piпродукта). Причем отношение числовых значений показателей качества составляются так, чтобы при повышении качества оно стремилось к 1, а при снижении – к 0:
kсi = Piцелев. знач. / Piпродукта или kсi = Piпродукта / Piцелев. знач.. (3.2.)
В случае, когда значение показателя не оказывает существенного влияния на его оценку потребителем, целевым значением устанавливается фактическое значение показателя качества. При расчете kсi для показателей, характеризующих наличие или отсутствие компонента, он определяется как разница между целевым и фактическим значениями.
Таким образом, при соблюдении обязательных условий – безопасности продукции и соответствия требованиям технической документации – качество творожных продуктов определяется:
а) показателями потребительских предпочтений с использованием экспертных оценок:
К = 15,3·k1+ 5,6·k2+ 9,5·k3+ 3,0·k4+12,7·k5+10,3·k6+ 9,3·k7+
13,4·k8+ 9,1·k9+ 4,3·k10+ 7,5·k11, (3.3.)
где К – комплексный показатель качества творожных продуктов, учитывающий показатели потребительских предпочтений, %;
k1…k11 – относительный показатель качества творожного продукта: 1 – вкус, 2 – запах, 3 – консистенция, 4 – цвет, 5 – отсутствие отделения сыворотки, 6 – наличие кусочков наполнителя, 7 – срок годности, 8 – полезности, 9 – отсутствие консервантов, ароматизаторов и красителей, 10 – калорийность, 11 – приемлемая цена;
б) фактическими значениями целевых показателей качества и их относительным весом:
- для творожных десертов:
Q = 7,1·q1+ 5,3·q2+ 11,9·q3+ 6,3·q4+7,9·q5+4,0·q6+ 3,2·q7+ 2,0·q8+ 4,3·q9+
8,5·q10+ 4,5·q11+ 7,1·q12+ 6,7·q13+ 6,7·q14+ 8,3·q15+ 4,2·q16+ 8,4·q17, (3.4.)
- для творожных сыров:
Q = 7,1·q1+ 2,7·q2+ 11,5·q3+ 6,2·q4+7,7·q5+3,9·q6+ 3,1·q7+ 2,0·q8+ 4,1·q9+
7,0·q10+ 4,4·q11+ 6,8·q12+ 6,6·q13+ 6,6·q14+ 8,0·q15+ 4,1·q16+ 8,2·q17, (3.5.)
где Q – комплексный показатель качества творожных продуктов, учитывающий фактические значения целевых показателей качества и их относительный вес, %;
q1…q17 – относительный показатель качества творожного продукта: массовые доли: 1 – жира, 2 – сахара (творожные десерты) или соли (творожные сыры), 3 – белка, 4 – воды; количества: 5 – структурообразователей, 6 – консервантов, 7 – ароматизаторов, 8 – красителей, 9 – функциональных добавок, 10 – наполнителя; 11 – энергетическая ценность; 12 – кислотность; 13 – пластичность; 14 – предельное напряжение сдвига; 15 – влагосвязывающая способность; 16 – срок годности и 17 – цена продукции. Значения q1…q17 рассчитываются аналогично k1…k11 по формуле 3.2.
Предложения по обеспечению ожидаемого качества творожных продуктов
На заключительном этапе создания квалиметрической модели прогнозирования показателей качества и безопасности разработаны предложения по обеспечению ожидаемого качества, позволяющие производителю правильно расставить акценты при проектировании и контроле производства творожных продуктов и обозначить способы достижения целевых значений. Для этого проведено структурирование количественно измеряемых показателей и установлены их коэффициенты весомости. Анализ корреляционных зависимостей между количественно измеряемыми показателями качества, представленных в матрице потребительских требований, показал, что качество творожных продуктов обуславливается показателями состава продукта, т.е. рецептурой. На основании данных корреляционного анализа, научно-технической и патентной литературы разработаны матрицы второго уровня согласно методологии структурирования функции качества и построены диаграммы Парето (для творожных десертов и сыров) (рис. 5), позволяющие количественно определить вклад каждого компонента рецептуры в формирование общего качества продукта.
| структуро-образователь | обезжирен- ный творог | сливки | вкусовой наполнитель | сахар | консервант | краситель | ароматизатор |
Рис. 5. Диаграмма Парето вклада компонентов рецептуры в формирование качества
творожных десертов
Установлено, что при производстве творожных продуктов наряду с основными молочными компонентами, такими как обезжиренный творог (относительный вес равен 24,2 %) и сливки (16,7 %), структурообразователь (27,5 %) является наиболее значимым ингредиентом. Таким образом, одним из важнейших инструментов достижения требуемых значений показателей качества продукции является структурообразователь, условия применения которого определяются его видом, функционально-технологическими свойствами, кислотностью, температурой обработки, способом внесения и пр.
Анализ результатов квалиметрического прогнозирования позволяет разработать предложения по обеспечению ожидаемого качества творожных продуктов:
- достижение однородной консистенции за счет использования структурообразователей;
- снижение массовой доли жира и энергетической ценности;
- применение натуральных ингредиентов, не наносящих вред здоровью потребителя;
- снижение себестоимости продукции;
- введение в рецептуру компонентов, полезных для здоровья;
- увеличение срока годности продукта без использования консервантов.
Формирование квалиметрической модели прогнозирования показателей качества и безопасности творожных продуктов
На основании результатов проведенных исследований сформирована квалиметрическая модель прогнозирования качества и безопасности творожных продуктов, графическое изображение которой представлено на рис. 6. Результатом квалиметрического прогнозирования является установление численных значений показателей качества и безопасности продукции, отвечающих ожидаемым требованиям потребителей, т.е. при квалиметрическом прогнозировании, можно получить ответ на вопросы: «Каким хочет видеть завтрашний продукт сегодняшний потребитель?» и «Как этого достигнуть?».
В четвертой главе представлен материал по практической реализации результатов квалиметрического прогнозирования на примере разработки новых видов творожных продуктов.
Разработка рецептуры и технологии творожных продуктов
с учетом требований потребителей
С учетом предложений по обеспечению ожидаемого качества творожных продуктов проведены эксперименты по использованию многофункционального структурообразователя для разработки новых видов творожных продуктов. В качестве многофункционального структурообразователя для проектируемых продуктов выбраны коллагенсодержащие препараты (SCANPRO Т 95, SCANPRO BR 95 и Тipro 601).
С целью определения рационального соотношения основных сырьевых компонентов рецептуры и режимов тепловой обработки продукта был
| | Обозначения используемых методов и инструментов исследований: 1 – метод «мозгового штурма»; 2 – социологические исследования с применением разработанных анкет; 3 – метод попарного сопоставления; 4 – метод комплексной оценки качества; 5 – анализ нормативной документации; 6 – анализ технической документации; 7 – анализ научно-технической и патентной литературы; 8 – корреляционный анализ; 9 – методология структурирования функции качества; 10 – диаграмма Парето. Рис. 6. Графическое изображение квалиметрической модели прогнозирования показателей качества и безопасности творожных продуктов |
спланирован полный факторный эксперимент. В качестве целевой функции рассматривали предельное напряжение сдвига, влагосвязывающую способность и пластичность в качестве управляемых факторов:
- массовую долю обезжиренного творога в диапазоне от 25 до 80 %;
- температуру пастеризации продукта в диапазоне от 67 до 95 ºС;
- массовую долю структурообразователя с уровнем варьирования согласно рекомендациям по их использованию: SCANPRO Т 95 – от 0,3 до 1,0 %; SCANPRO BR 95 и Тipro 601 – от 0,5 до 2,0 %.
Использовали модельные среды, состоящие из обезжиренного творога, сливок с массовой долей жира 10 и 20 % и структурообразователя, которые перемешивали и подвергали тепловой обработке. В результате проведения полного факторного эксперимента и последующего статистического анализа результатов получены регрессионные уравнения зависимости предельного напряжения сдвига, пластичности и влагосвязывающей способности, от управляемых факторов:
- для модельной среды со сливками м.д.ж. = 10 %:
SCANPRO
Т 95:
У = 45,108–0,675·k–121,025·x–0,394·t + 6,221·k·t + 0,011·k·х + 1,551·x·t–0,025·k·x·t;
SCANPRO BR 95:
У = 0,451 + 0,843·k +23,955·x + 0,329·t + 1,402·k·x;
Тipro 601:
У = –56,825 + 1,341·k + 96,534·x + 1,156·t + 0,549·k·x +0,008·k·t–0,624·x·t +0,017·k·x·t;
- для модельной среды со сливками м.д.ж. = 20 %:
SCANPRO
Т 95:
У = 49,888–0,698·k–127,217·x–0,489·t + 6,462·k·t + 0,012·k·х + 2,793·x·t–0,033·k·x·t;
SCANPRO BR 95:
У
= 0,473 + 0,840·k +24,824·x + 0,293·t + 1,616·k·x;
Т
ipro 601:
У = –53,380 +1,360·k + 93,510·x +0,843·t + 0,505·k·x +0,009·k·t–0,900·x·t + 0,013·k·x·t;
где k – массовая доля творога в модельной среде, %;
x – массовая доля коллагенсодержащих препаратов в модельной среде, %;
t – температура пастеризации продукта, ºС.
Для пластичности и влагосвязывающей способности были получены регрессионные уравнения аналогичного вида. На основании полученных регрессионных уравнений построены поверхности отклика и изолинии сечения влияния концентрации коллагенсодержащих препаратов и температуры пастеризации продукта на значения предельного напряжения сдвига, пластичности и влагосвязывающей способности модельной среды с различными целевыми значениями массовой доли жира. На рис. 7 представлена поверхность отклика влияния концентрации коллагенсодержащего препарата SCANPRO T 95 и температуры пастеризации на значение предельного напряжения сдвига модельной среды с массовой долей жира 3,7 %.
Рис. 7. Поверхность отклика влияния концентрации
SCANPRO Т 95 и температуры пастеризации на предельное напряжение сдвига модельной среды
с массовой долей жира 3,7 %
На основе анализа результатов полного факторного эксперимента разработаны технологии производства и рецептуры творожных десертов и творожных сыров (табл. 2) с целевыми значениями массовой доли жира (3,7 и 12,5 % соответственно), предельного напряжения сдвига (105 и 240 Па соответственно) и температурой тепловой обработки (80-85 °С с выдержкой 1 мин), обеспечивающими целевое значение срока годности в соответствии с квалиметрической моделью прогнозирования.
Табл. 2. Варианты рецептур творожных десертов и творожных сыров
| Наименование компонентов | Массовая доля компонентов в различных рецептурах | |||||
| Творожный десерт | Творожный сыр | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| Обезжиренный творог | 66,5 | 66,5 | 66,4 | 39,4 | 38,8 | 39,2 |
| Сливки с м.д.ж. = 10% | 33,0 | 33,0 | 33,0 | - | - | - |
| Сливки с м.д.ж. = 20% | - | - | - | 60,0 | 60,0 | 60,0 |
| SCANPRO Т 95 | 0,5 | - | - | 0,6 | - | - |
| SCANPRO BR 95 | - | 0,5 | - | - | 1,2 | - |
| Тipro 601 | - | - | 0,6 | - | - | 0,8 |
| Итого | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 |
Сравнительная оценка показателей качества новых творожных продуктов
В образцах творожных десертов и творожных сыров, выработанных в промышленных условиях, определяли фактические значения целевых показателей качества творожных продуктов и проводили оценку показателей потребительских предпочтений. Квалиметрическую оценку проводили на основе вычисления комплексного показателя качества по формулам 3.3-3.5. Результаты представлены на рис. 8.
Рис. 8. Сравнительная оценка показателей качества разработанных творожных десертов (слева) и творожных сыров (справа)
Значения комплексного показателя качества К, характеризующего потребительские предпочтения для новых творожных десертов и творожных сыров, составляют 95,5 и 98,1 % соответственно; значения комплексного показателя качества Q, характеризующего оценку количественно измеряемых показателей, – 98,5 и 98,2 % соответственно. Иными словами, разработанные продукты наиболее полно отвечают ожиданиям потребителей, что обеспечит их высокий спрос и конкурентное преимущество.
Полученные данные подтверждают, что предложенная квалиметрическая модель прогнозирования позволяет разработать продукцию, отвечающую ожиданиям потребителей, и свести к минимуму работы по корректированию качества продукта после его появления на рынке.
Основные выводы
1. В результате проведенного анализа современного рынка творожных продуктов и социологического опроса с использованием разработанных анкет целевого назначения выявлена потребительская фасетная классификация творожных продуктов, учитывающая их назначение в рационе питания, установлен целевой потребитель творожных продуктов.
2. Проведено ранжирование и определены коэффициенты весомости показателей качества творожных продуктов; установлены требования к ожидаемому качеству продукции, выраженные на «языке потребителей».
3. Разработаны матрицы потребительских требований творожных десертов и творожных сыров на основе установленной корреляционной зависимости между показателями качества творожных продуктов и степенью связи между ними с использованием разработанных гедонических шкал.
4. Сформировано дерево показателей качества и безопасности творожных продуктов и предложена формула комплексного показателя качества творожных продуктов.
5. Разработаны предложения по обеспечению ожидаемого качества новых творожных продуктов, включающие обоснование выбора сырьевых компонентов, влияющих на целевые значения показателей качества творожных продуктов.
6. Сформулирована квалиметрическая модель прогнозирования показателей качества и безопасности творожных продуктов.
7. Разработаны рецептуры и технологии новых творожных десертов и сыров с учетом требований потребителей на основе предложенной квалиметрической модели прогнозирования показателей качества и безопасности творожных продуктов.
8. Утверждена техническая документация на новые продукты: ТУ 9222-050-02068640-07 «Крем творожный пастеризованный» и ТУ 9222–051–02068640–07 «Паста творожная пастеризованная». Получены патент на изобретение № 2311788 «Композиция для производства творожного продукта» и положительное решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 2006144931/13 (049065) «Способ получения термизированного молочно-сывороточного продукта». Результаты внедрены на ОАО «Очаковский молочный завод».
По материалам диссертации опубликованы следующие работы:
1. Дунченко Н.И. Молочная основа с коллагенсодержащими препаратами / Н.И. Дунченко, Р.С. Аль-Кайси, В.С. Янковская, И.П. Савенкова, В.Б. Борисенкова // Молочая промышленность. – 2004. – № 11. – С. 46-47.
2. Савенкова И.П. О возможности производства молочных продуктов, выработанных с использованием коллагенсодержащих препаратов / И.П. Савенкова, В.С. Янковская, С.В. Купцова, Р.С. Аль-Кайси, Н.И. Дунченко, В.Б. Борисенкова // Живые системы и биологическая безопасность населения: материалы III международной научной конференции студентов и молодых ученых. – М.: МГУПБ, 2004. – С. 151-153.
3. Дунченко Н.И. Изучение влияния коллагенсодержащих препаратов на структурно-механические свойства молочной основы / Н.И. Дунченко, В.С. Янковская, Р.С. Аль-Кайси, И.П. Савенкова, В.Б. Борисенкова // Пищевые биотехнологии: проблемы и перспективы в 21 веке: материалы II Международного симпозиума. – Владивосток: Изд-во ТГЭУ, 2004. – С. 92-95.
4. Янковская В.С. Влияние коллагенсодержащих препаратов на функционально-технологические свойства молочной основы / В.С. Янковская, И.П. Савенкова, Н.И. Дунченко, В.Б. Борисенкова // Пищевые биотехнологии: проблемы и перспективы в 21 веке: материалы II Международного симпозиума. – Владивосток: Изд-во ТГЭУ, 2004. – С. 124-125.
5. Дунченко Н.И. Сравнительный анализ характеристик молочных гелей на основе коллагенсодержащих препаратов и желатина / Н.И. Дунченко, И.А. Косова, В.С. Янковская, С.И. Перминов // Биотехнология: состояние и перспективы развития: материалы Третьего Московского международного конгресса. – М.: ЗАО «Экспо-биохим-технологии», РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2005. – Ч. 2. – С. 99-100.
6. Янковская В.С. Разработка рекомендаций по применению белковых коллагенсодержащих препаратов / В.С. Янковская, Н.И. Дунченко // Живые системы и биологическая безопасность населения: материалы IV международной научной конференции студентов и молодых ученых. – М.: МГУПБ, 2005. – С. 80-81.
7. Дунченко Н.И. Функционально-технологические свойства коллагенсодержащей молочной основы / Н.И. Дунченко, В.С. Янковская, Р.С. Аль-Кайси, И.П. Савенкова, С.И. Перминов // Известия ВУЗов. Пищевая технология. – Краснодар. – 2005. – № 4. – С. 34-36.
8. Янковская В.С. Разработка элементов системы качества при производстве творожных десертов / В.С. Янковская, Н.И. Дунченко // Живые системы и биологическая безопасность населения: материалы V международной научной конференции студентов и молодых ученых. – М.: МГУПБ, 2006. – С. 195-197.
9. Дунченко Н.И. Квалиметрическая оценка качества продуктов на основе творога / Н.И. Дунченко, В.С. Янковская // Перспективные нано- и биотехнологии в производстве продуктов функционального назначения: материалы международной научно-практической конференции. – Краснодар. – 2007. – С. 91-92.
10. Янковская В.С. Проектирование творожных продуктов для питания молодежи // Молочая промышленность. – 2007. – № 12. – С. 71-72.
11. Янковская В.С. Структурирование функции качества для проектирования творожных продуктов / В.С. Янковская, О.Н. Самохина, Н.И. Дунченко // Живые системы и биологическая безопасность населения: материалы VI международной научной конференции студентов и молодых ученых. – М.: МГУПБ, 2007. – С. 218-219.
12. Пат. 2311788 Российская Федерация, С 2 А 23 С 23/00. Композиция для производства творожного продукта / Н.И. Дунченко, В.С. Янковская, Н.С. Кононов, И.П. Савенкова. – № 2006110083/13; заявл. 30.03.2006 ; опубл. 10.12.2007, Бюл. № 34. – 4 с.
13. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке на изобретение № 2006144931/13 (049065). Способ получения термизированного молочно-сывороточного продукта / Н.И. Дунченко, Р. Аль-Кайси, Н.С. Кононов, В.С. Янковская, С.В. Купцова, И.П. Савенкова. – заявл. 19.12.2006.
Подписано в печать 14.03.2008 г.
Усл.п.л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ
МГУПБ. 109316, Москва, ул. Талалихина, 33
ООО «Полисувенир» 109316, Москва, ул. Талалихина, 33.
Тел. 677-03-86
