Разработка метода многокритериальной оптимизации пищевых рационов по показателям сбалансированности и функциональности

Для определения массовой доли эфирного масла из лука репчатого использовали метод отгонки летучих веществ с водяным паром с приемником Гинзберга.

Выделенные из сырья эфирные масла исследовали методом газо-жидкостной хроматографии для установления количественного содержания компонентов эфирного масла и их предварительной качественной идентификации.

Путем сравнения времени удерживания чистых компонентов с временем удерживания компонентов эфирного масла было идентифицировано 9 компонентов из 14 обнаруженных соединений в эфирных маслах из лука репчатого сортов Халцедон и Эллан.

Полученные результаты (таблица) свидетельствуют, что в числе идентифицированных соединений представлены органические кислоты—муравьиная, уксусная, пропионовая, амиловая, лауриновая. Возможно, пик 6 на хроматограмме - яблочная или лимонная кислота. Из основных компонентов эфирного масла лука репчатого идентифицированы 5-Я-пропилцисте-инсульфид, дисульфид, пропантиол, ^-метилцистеин-сульфид.

Кафедра технологии и организации питания

Поступила 26.04.04 г.

641.7.002.612.517

РАЗРАБОТКА МЕТОДА МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПИЩЕВЫХ РАЦИОНОВ ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ СБАЛАНСИРОВАННОСТИ И ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ

А.Н. ПАХОМОВ

Кубанский государственный технологический университет

Цель работы - постановка задачи оптимизации пищевого рациона по показателям сбалансированности и функциональности питания, а также его стоимости и требуемой калорийности. Рассмотрены методы векторной оптимизации пищевых рационов: метод приближения к идеальной точке и метод поиска Паре-то-оптимальных решений.

Пусть задано к продуктов, для каждого из которых известныппараметров а,у, \<1<к, 1 <]<п, по следующим группам: белки (в том числе аминокислотный состав), жиры (в том числе жирнокислотный состав, фосфолипиды), углеводы (в том числе пищевые волокна), витамины, макро- и микроэлементы.

Калорийность каждого продукта сведена в вектор <у, а цена - в вектор с. Параметры ау сведены в матрицу А = (а,,).

В перечень указанных продуктов могут быть включены функциональные пищевые продукты, содержащие т физиологически функциональных ингредиентов - незаменимых аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот, фосфолипидов, пищевых волокон, витаминов, минеральных элементов. При этом содержание каждого ингредиента в продуктах сведено в вектора /,,•••,Л,

Содержание параметров (белки, жиры и др.) в формуле сбалансированного питания обозначим эталонным вектором Ъ. Требуется определить количество каждого продукта х = {х^..., хк} (г/сут) так, чтобы значения параметров в полученном рационе питания максимально приближались к эталонным, при этом функциональные свойства были наиболее высокими, а

стоимость рациона - минимальной при требуемой калорийности.

Целевая функция для достижения эталонной сбалансированности рациона питания имеет вид [1,2]

Ах -Ъ

->Ш1П ,

где деление понимается как покоординатное деление векторов; 1 -единичный вектор размерности п;х- управление (количество каждого продукта в рационе питания).

Целевая функция для достижения максимальной физиологической функциональности рациона имеет векторный вид

J3(x) = f^x—Г+max, Jn»з(*) = ?ш,з •* —г* тах-

Целевая функция стоимости рациона питания имеет вид

(х) ~ с-х —тіп.

2 \ / х

Задача векторной оптимизации 7 = {/,, У2, /3, Jnl+з} содержит ограничения

х, >0,...,л4 >0; 4-х =б,

где 0 - заданная калорийность (суточная) рациона питания.

Проблема принятия оптимального решения по рассматриваемым целевым функциям (1)—(3), т.е. проблема скаляризации векторного критерия .7 [3], может быть решена несколькими методами, эффективность которых проверяется на конкретных данных.

Первый метод - метод приближения к идеальной точке

•/

Ор1

—>ГП1П,

где 1ор1 = - решения скалярных задач оптимизации

отдельно по локальным критериям (1)—(3), деление векторов понимается как покоординатное.

Второй метод заключается в поиске компромиссных решений в критерии вида взвешенной суммы

*Л С*) *^2

горі и 2

торЧ и 3

орг

—> тіп,

или вида

с-х

сх

/*•*

-> тіп.

Соотношения (5), (1)-(4); или (6), (1)-(4) или (7), (1М4) содержат постановку задачи многокритериаль-

ной оптимизации пищевых рационов по показателям

сбалансированности и функциональности.

Указанный метод оптимизации апробирован при

разработке рационов питания отдельных групп населения Краснодарского края, обеспечивающих нормализацию пищевого статуса и снижение риска развития заболеваний, связанных с питанием.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шаззо А.Ю., Усатиков С.В. Показатель сбалансированности продуктов по аминокислотному составу // Изв. вузов. Пищевая технология. - 1995. - № 3-4. - С. 67-68.

2. Артемьева Н.К., Макарова Г.А., Усатиков С.В. Интегральный критерий оптимизации пищевых рационов для различных групп населения // Там же. - С. 68-70.

3. Солодовников В.В., Зверев В.Ю. Применение методов теории автоматического управления и многократной оптимизации для автоматизации проектирования АСУ ТП. - М.: Машиностроение, 1984. - 48 с.

Кафедра технологии жиров, товароведения и экспертизы товаров

Поступила 09.11.04 г.

663.252.2

ПРОИЗВОДСТВО КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ СУ СЕЛ ИЗ НИЗКОСАХАРИСТОГО ВИНОГРАДА

Д.В. КУДЛАЙ

Кубанский государственный технологический университет

Одним из путей использования сусел из некондиционного винограда является их концентрирование. В связи с этим предпринята попытка производства криосусла из низкосахаристых сусел. Целесообразность выбора этого способа концентрирования объясняется тем, что в сусле, концентрированном методом вымо-гаживания, максимально сохраняются сахара и другие пенные компоненты исходного сырья.

Для концентрирования предлагается трехступенчатая схема охлаждения: 1 -я ступень---4°С; 2-я ступень

- -8°С; 3-я ступень - -20°С.

Одним из важнейших этапов криоконцентрирования является отделение образовавшихся кристаллов льда от сусла. Для этого при выполнении лабораторного эксперимента использовали центрифугирование на холоде при температуре охлаждения. В результате ус--ановлено, что протекавшие процессы полностью со-тветствовали диаграмме и теории Хейсса, согласно • оторой, если начальное содержание сухих веществ концентрация сусла) равно С5, а температура замерзания то при охлаждении до температуры ниже точки замерзания начнется вымораживание воды. Исходя из :-тих данных, при концентрации общего экстракта в исходном сусле 16,8% точка вымораживания на 1-й ступени находится при температуре —2,2°С, на 2-й ступе-

ни -8,4°С, на 3-й -19,8°С. На каждой ступени процесса контролировали основные параметры концентрата.

Полученные результаты свидетельствуют (таблица), что предлагаемым способом можно сконцентрировать низкосахаристое сусло до тех значений концентраций сахаров, которые требуются по действующим нормативным документам. Как показали исследования, концентрирование сахаров и компонентов общего экстракта протекало по аналогичной зависимости и коэффициент концентрирования сахаров и общего экстракта имел одинаковое значение. Отставание роста концентрации титруемых кислот объясняется тем, что при понижении температуры до значений, указанных в таблице, наблюдалось существенное снижение растворимости виннокислых солей калия и кальция и образование тар гратов.

Таблица

Ступени вымора- живания 1 емпера- тура, °С Массовая концентрация Коэффи- циент концен- трирова- ния

общего экстракта, % сахаров, % кислот, г/дм3

Исход-

ное сус- - °°« чо 14,8 11,4 -

ло

1-я -2*2 29,5 25,8 15,9 1,6

2-я -8,4 44,2 39,7 20,9 2,4

3-я -19,8 60,8 55,7 33,4 3,4