*119721*

Современные информационные технологии/2.Вычислительная техника и программирование

Сєдих О.Л., Маковецька С.В.

Національний університет харчових технологій, Україна

Комп’ютерна підтримка розробки нових біологічно повноцінних продуктів екструзійної технології з використанням солоду

В останні роки широкого розповсюдження набуває екструзійний метод виробництва різноманітних продуктів швидкого приготування, дієтичних і призначених для дитячого харчування, кондитерських, борошняних, м’ясних, рибних та інших виробів. Як вихідний матеріал використовують сільськогосподарську сировину.

Екструзійна обробка − один із ефективних методів перетворення натуральної сировини в нову, більш придатну до споживання форму. Внаслідок комплексної дії тепла, вологи і механічних зусиль компоненти вихідних матеріалів зазнають різних змін, що сприяє підвищенню засвоюваності, появі аромату, поліпшенню смаку.

Харчова цінність продуктів визначається вмістом білків, жирів, вуглеводів, вітамінів, мінеральних речовин, а також біологічно активних сполук. Білки є найбільш цінним компонентом їжі. Вони беруть участь у важливих функціях організму. Особливість білків полягає в їх незамінності іншими харчовими речовинами. Білки їжі в організмі людини розщеплюються до органічних кислот, з яких знову синтезуються нові амінокислоти, а потім і білки. Це так звані замінні амінокислоти. Проте є вісім амінокислот, а саме: ізолейцин, лейцин, лізин, валін, метіонін, треонін, триптофан, фенілаланін, які не утворюються в організмі дорослої людини і надходять з їжею. Це так звані незамінні амінокислоти. При нестачі амінокислот затримуються ріст і розвиток організму.

Проте не слід забувати, що надлишок білка в харчуванні викликає перезбудження нервової системи, порушення обміну вітамінів (наприклад, A, B₆), і, як наслідок, гіповітаміноз.

Для визначення цінності амінокислотного складу використовують показник амінокислотного СКОРу, який дорівнює відношенню вмісту амінокислоти в досліджуваному білку до вмісту цієї ж амінокислоти в «ідеальному білку». Амінокислота, що має амінокислотний СКОР менший, ніж 100%, називається лімітуючою.

Аналіз хімічного складу сировини, яка традиційно використовувалась для виробництва сухих сніданків, показав, що всі вони мають кількісний дефіцит есенціальних амінокислот, тому для отримання продукту з повноцінним білком необхідно додавати до рецептури інгредієнти, які б компенсували нестачу дефіцитних амінокислот. Пропонується використовувати як збагачувач пророщені зернові культури, що містять в своєму складі незамінні амінокислоти, яких бракує в основній сировині, фізіологічно активні вуглеводи, багатий комплекс вітамінів і харчових волокон.

Керуючись методом нутріціології взаємного збагачення білків, можна створити такі рецептурні композиції, склад яких відповідав би усім вимогам еталона.

В таблиці 1 представлено вміст незамінних амінокислот в зернових білках та кількість відповідних амінокислот, яку потребує людина.

Таблиця 1

№	Назва амінокислоти	1– Пшениця	2 – Жито	3 – Ячмінь	4 – Овес	5 – Рис	6 – Просо	7– Кукурудза	8 – Горох	9 – Соя	Потреба людини
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Лізин	2,6	3,8	3,2	4,2	3,5	2,2	2,5	6,5	6,6	5,5
2	Метіонін	1,7	1,7	1,7	2,5	2,9	2,4	2,1	1,4	1,4	3,5
3	Триптофан	1,3	1,6	1,2	1,9	1,3	1,4	0,6	0,8	1,3	1,0
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
4	Валін	4,6	5,3	5,4	5,3	6,5	4,8	4,4	4,5	5,4	5,0
5	Ізолейцин	3,4	3,5	3,5	3,9	4,6	3,9	2,7	5,0	5,3	4,0
6	Лейцин	6,9	7,5	7,2	7,4	8,0	9,6	11,2	6,5	7,9	7,0
7	Треонін	2,6	3,2	3,3	3,3	3,5	3,3	3,2	3,8	3,8	4,0
8	Фенілалалін	4,3	5,2	5,3	5,1	5,2	4,8	4,1	4,8	5,1	6,0

Розрахунок біологічно повноцінної композиції виконано для суміші пшениці, ячміню та рису.

Вводимо кількість компонентів у суміші:

У відповідні k1,k2….k8 вводимо відповідні номери компонентів (в порядку збільшення):

Стоворюємо матрицю C, що відповідає значенням незамінних амінокислот для введених компонентів:

Стоворюємо вектор D, що відповідає середнім значенням кожної незамінної амінокислоти для введених компонентів:

Обчислюємо вектор BD як різницю між значеннями потреб людини (вектор B) та середніми значеннями (вектор D) кожної незамінної амінокислоти для введених компонентів:

Упорядковуємо значення вектора BD в порядку зменшення (вектор N_BD):

Знаходимо основні лімітуючи незамінні амінокислоти в цій композиції (вектор R):

Для даного прикладу лімітуючи незамінні амінокислоти – це лізин (1), метіонін (2), фенілалалін(8).

Створюємо матрицю С4 (коефіцєнти основних лімітуючих незамінних амінокислот в цій композиції) та відповідні значення потреб людини (вектор B4):

Розв’язуємо систему рівнянь відносно основних лімітуючих незамінних амінокислот:

Отримуємо значення вмісту незамінних амінокислот (г/100 г білка):

Розраховуємо амінокислотний СКОР, що дорівнює відношенню кількості амінокислоти в 100 г білка продукту до кількості тієї ж амінокислоти 100 г ідеального білка, і отримуємо значення в %:

Згідно із запропонованою рецептурною композицією, в продукті відсутній дефіцит незамінних амінокислот, тобто він має високу біологічну цінність.

Література:

1. Дьяконов В.П. Справочник по MAthCAD 7.0 PRO. М.: СК-ПРЕСС, 1998. 785 с.

2. Гурский Д.А., Турбина Е.С. Вычисления в MathCad 12. – СПб.: Питер, 2006

3. Ковбаса В.М., Терлецька В.А., Єгорова І.К. Розробка продуктів екструзійної технології з використанням пророщеного зерна. ― К.: УкрІНТЕІ, 1996. ― 20 с.