Способ определения пригодности макаронных изделий к длительному хранению
METHOD FOR DETERMINING THE SUITABILITY OF PASTA FOR LONG-TERM STORAGE

Изобретение относится к области исследования реологических свойств материалов, а именно к пищевой промышленности, в частности к макаронной отрасли, и может быть использовано при производстве макаронных изделий, а также в лабораториях для оценки их способности к длительному хранению.
Известен способ контроля прочности макаронных изделий на приборе Строганова (Медведев Г.М. «Технология и технохимический контроль макаронного производства» М.: Колос, 1998, 272 с), который предусматривает установку образца макаронного изделия в пазы стоек прибора, прикрепленных к площадке циферблатных весов и установленных на расстояние друг от друга 150 мм. Нагрузку на середину макаронного изделия создают с помощью наконечника, закрепленного к перекладине, опирающейся на верхнюю пару стоек прибора, который плавно опускается с определенной скоростью при помощи винта штурвалом с рукояткой. После соприкосновения наконечника с образцом макаронного изделия нагрузку равномерно увеличивают до величины предельного усилия нагружения, при котором происходит разрушение макаронного изделия. Величину предельного усилия нагружения устанавливают в момент излома по показаниям стрелки циферблатных весов прибора. Усилие, при котором происходит разрушение макаронного изделия, измеряют с точностью до 0,1 Н. Предельное усилие нагружения исследуемых образцов рассчитывают как среднее арифметическое десяти определений.
Недостатком известного способа является недостаточно высокая точность определяемого значения прочности макаронных изделий за счет того, что расстояние между стойками прибора не регулируется, не учитывается внешний диаметр макаронных изделий. В процессе измерения не регулируется скорость нагрузки на исследуемый образец, в результате значение внутренних сил, действующих на единицу площади сечения деформируемого макаронного изделия, завышается, происходит искажение определяемого значения показателя прочности. Кроме того, данный способ предусматривает определение значения показания прочности только для трубчатых макаронных изделий. Также недостатком данного способа является невозможность его использования для определения способности макаронных изделий для длительного хранения по их реологическим свойствам.
Известен способ определения прочности сухих макаронных изделий (Патент RU 2264623, 20.11.2005), включающий отбор пробы, размещение макаронного изделия на опоры столика, прикрепленного к площадке прибора, с регулируемым расстоянием между опорами в зависимости от наружного диаметра изделий. Нагрузку на середину макаронного изделия создают с помощью индентора, закрепленного к верхней перекладине прибора. Устанавливают скорость нагружения, прикладываемого усилия индентором, равную (10±1) г/с, определяют величину предельного усилия нагружения, прикладываемого с помощью индентора к середине макаронного изделия, и предельной деформации, рассчитывают удельную прочность (предел прочности) и модуль упругости макаронного изделия.
Недостатком известного способа является недостаточно высокая достоверность оценки реологических свойств макаронных изделий, так как не учитывается показатель эластичности макаронных изделий после варки. Кроме того, при оценке прочности сухих макаронных изделий не установлены предельно-допустимые значения по удельной прочности макаронных изделий для оценки их способности к длительному хранению.
В соответствии с ГОСТ 31743-2017 рекомендуемый срок годности макаронных изделий без дополнительного сырья составляет 24 месяца. К макаронным изделиям длительного хранения относят продукцию со сроком годности более 24 месяцев, в течение которого она соответствует показателям безопасности, установленным в нормативной и технической документации, сохраняет потребительские свойства, заявленные в маркировке. Контроль реологических показателей таких, как удельная прочность (предел прочности), эластичность, позволяет определить возможность длительного хранения макаронных изделий со сроком годности не менее 36 месяцев с сохранением потребительских свойств продукта.
Техническим результатом изобретения является разработка объективного и достоверного способа оценки способности макаронных изделий к длительному хранению по их реологическим показателям.
Указанный технический результат достигается тем, что способ определения реологических свойств макаронных изделий для длительного хранения, включающий отбор лабораторной пробы сухих макаронных изделий, определение наружного и внутреннего диаметров изделий, причем внутренний диаметр определяют только для трубчатых макаронных изделий, деление пробы на две равные части, измерение у образца из первой части лабораторной пробы предельного усилия нагружения, прикладываемого с помощью индентора к середине макаронного изделия до варки, помещенного на опоры столика, прикрепленного к площадке прибора и деформации изделия при предельном нагружении, определение по полученным данным удельной прочности макаронных изделий до варки, варку и охлаждение до температуры 20±2°С макаронных изделий из второй части лабораторной пробы, измерение общей и упругой деформации макаронных изделий после варки путем укладки охлажденных макаронных изделий плотными рядами в форму с размерами 70×70 мм на столике прибора, сжатием их индентором с начальным усилием нагружения 7 г и скоростью движения 0,1 мм/с с дальнейшим увеличением усилия нагружения, прикладываемого к макаронным изделиям от 7 г до 250 г, после чего начинается реверсивное движение индентора с той же скоростью движения до усилия в 7 г, причем скорость движения индентора до касания с продуктом составляет 0,2 мм/с, а при возврате в базовую точку - 1,0 мм/с, и определение по полученным данным эластичности макаронных изделий после варки, по величине удельной прочности макаронных изделий до варки и эластичности макаронных изделий после варки устанавливают способность макаронных изделий к длительному хранению в том случае, если для где
0,0098 - переводной коэффициент результата измерения предельного усилия нагружения, выраженного в граммах, в ньютоны;
σ - удельная прочность (предел прочности), МПа;
пр
F - предельное усилие нагружения, г;
z
W - момент сопротивления поперечного сечения образца, который рассчитывается по формуле
где
z
4
I - момент инерции, мм.
Момент инерции в зависимости от типа макаронных изделий рассчитывают по формуле:
для трубчатых
для нитевидных
где
н
d - наружный диаметр макаронного изделия, мм;
в
d - внутренний диаметр макаронного изделия, мм.
Макаронные изделия из второй части лабораторной пробы варят в двадцатикратном объеме воды до готовности. Сваренные макаронные изделия переносят на сито диаметром 200 мм и размером отверстий 1-2 мм, дают варочной воде стечь, охлаждают до температуры 20±2°С. Длинные макаронные изделия нарезают длиной 70 мм, раскладывают плотными рядами в форму с размерами 70×70 мм на столике прибора «Структурометр СТ-2», сжимают их индентором с начальным усилием нагружения 7 г и скоростью движения 0,1 мм/с с дальнейшим увеличением усилия нагружения, прикладываемого к макаронным изделиям от 7 г до 250 г, после чего начинается реверсивное движение индентора с той же скоростью движения до усилия в 7 г (фиг.2). Скорость движения индентора до касания с продуктом составляет 0,2 мм/с, а при возврате в базовую точку - 1,0 мм/с.Определяют общую и упругую деформацию макаронных изделий после варки и по полученным данным по формуле 3 рассчитывают эластичность.
где:
упр
h - упругая деформация, мм;
общ
h - общая деформация, мм;
эл
Δ h - эластичность.
Экспериментально установлено, что макаронные изделия являются пригодными для длительного хранения, в том случае, если для нитевидных макаронных изделий значение их удельной прочности до варки составляет более 48,0 МПа и эластичности после варки составляет более 0,30, для трубчатых макаронных изделий их значение удельной прочности до варки составляет более 34,3 МПа и эластичности после варки составляет более 0,80.
н
H
Пример 1. Отбирают 100 г нитевидных, длинных макаронных изделий из лабораторной пробы, делят на две равные части. В первой части определяют наружный диаметр макаронных изделий до варки d с помощью штангельциркуля с точностью 0,1 мм, получают d=1,6 мм. По полученному значению устанавливают расстояние между опорами столика прибора «Структурометр СТ-2» по формуле 1
пр
Помещают макаронное изделие на опоры прибора «Структурометр СТ-2» (фиг.1). Устанавливают скорость нагружения прикладываемого усилия индентором, равную 10 г/с, определяют значения предельного усилия нагружения F=377,27 г и предельной деформации h=3,1 мм. По полученным значениям рассчитывают удельную прочность (предел прочности) σ по формуле 2
3
3
общ
yпp
3J1
Вторую часть пробы макаронных изделий в количестве 50 г варят в 1000 см дистиллированной воды в варочном сосуде с толстым дном вместимостью 2,0-2,5 дм при умеренном кипении, проверяя их готовность давильной пластиной через каждую минуту после вторичного закипания, до тех пор, пока не исчезнет непрерывная белая линия, видимая в центре пластины. Сваренные макаронные изделия переносят на сито диаметром 200 мм с размером отверстий 1-2 мм, дают варочной воде стечь, охлаждают до температуры 20°С, нарезают длиной 70 мм, укладывают плотными рядами в форму с размерами 70×70 мм (фиг.2), устанавливают на приборе «Структурометр СТ-2» скорость движения индентора 0,1 мм/с, начальное усилие нагружения 7 г на макаронные изделия, определяют общую деформацию h=0,830 мм и упругую деформацию h=0,254 мм макаронных изделий и по полученным данным рассчитывают эластичность A h по формуле 3
Полученные результаты сравнивают с предельно-допустимыми значениями удельной прочности макаронных изделий до варки и эластичности макаронных изделий после варки. При этом значение удельной прочности нитевидных макаронных изделий до варки составляет более 48,0 МПа, а эластичность нитевидных макаронных изделий после варки более 0,30. Следовательно, макаронные изделия пригодны для длительного хранения.
H
BH
H
B
H
Пример 2. Отбирают 100 г трубчатых макаронных изделий из лабораторной пробы, делят на две равные части. В первой части определяют наружный d и внутренний d диаметр макаронных изделий до варки с помощью штангельциркуля с точностью 0,1 мм, получают d=2,6 мм и d=0,8 мм. По полученному значению d устанавливают расстояние между опорами столика прибора «Структурометр СТ-2» по формуле 1
пp
BH
Помещают макаронное изделие на опоры прибора «Структурометр СТ-2» (фиг.1). Устанавливают скорость нагружения прикладываемого усилия индентором, равную 10 г/с, определяют значения предельного усилия нагружения F=503,4 г и предельной деформации h=0,3 мм. По полученным значениям рассчитывают удельную прочность (предел прочности) О по формуле 2. В расчете использует полученное значение d=0,8 мм.
3
3
общ
yпp
эл
Вторую часть пробы макаронных изделий в количестве 50 г варят в 1000 см дистиллированной воды в варочном сосуде с толстым дном вместимостью 2,0-2,5 дм при умеренном кипении, проверяя их готовность давильной пластиной через каждую минуту после вторичного закипания, до тех пор, пока не исчезнет непрерывная белая линия, видимая в центре пластины. Сваренные макаронные изделия переносят на сито диаметром 200 мм с размером отверстий 1-2 мм, дают варочной воде стечь, охлаждают до температуры 20°С, нарезают длиной 70 мм, укладывают плотными рядами в форму с размерами 70×70 мм (фиг.2), устанавливают на приборе «Структурометр СТ-2» скорость движения индентора 0,1 мм/с, начальное усилие нагружения 7 г на макаронные изделия, определяют общую деформацию h=0,657 мм и упругую деформацию h=0,376 мм макаронных изделий и по полученным данным рассчитывают эластичность Δ h по формуле 3
Полученные результаты сравнивают с предельно-допустимыми значениями удельной прочности макаронных изделий до варки и эластичности макаронных изделий после варки. При этом значение удельной прочности трубчатых макаронных изделий до варки составляет более 34,3 МПа, а эластичность трубчатых макаронных изделий после варки менее 0,80. Следовательно, макаронные изделия не пригодны для длительного хранения.
Таким образом, изобретение позволяет объективно и достоверно оценить способность макаронных изделий к длительному хранению по их реологическим свойствам.