Библиографическое описание:

Харитонова И. Б., Силантьева Л. Проектирование состава композиций лекарственных растений методом математического моделирования [Текст] // Технические науки в России и за рубежом: материалы Междунар. науч. конф. (г. Москва, май 2011 г.). — М.: Ваш полиграфический партнер, 2011. — С. 27-31.

В данной статье рассматривается проектирование состава композиций лекарственных растений методом математического моделирования. В современной литературе понятие «проектирование состава» встречается все чаще. Это сравнительно новое научное направление исследований, позволяющее разрабатывать состав многокомпонентных продуктов с заданным комплексом качественных показателей.

Проектирование – сравнительно новое научное направление исследований, позволяющее разрабатывать состав многокомпонентных продуктов и композиций с заданным комплексом качественных показателей.

В соответствии с современными представлениями понятие «проектирование состава» означает разработку моделей, регламентирующих все этапы создания композиций заданного качества и представляющих собой систему уравнений, отражающих все изменения одного или нескольких ключевых параметров, на основе которых они разрабатываются. Наличие упомянутой системы уравнений позволяет достаточно корректно описывать изменение состава разрабатываемых композиций в зависимости от соотношения и квоты используемых сырьевых компонентов, что дает возможность заменить дальнейшее исследование процесса формирования состава композиций анализом его математической модели для получения решения поставленных конкретных задач [1,2].

При проектировании состава продуктов следует учитывать, что применение растительного сырья, обладающего повышенной биологической ценностью позволяет получать композиции, характеризующиеся улучшенным витаминным, минеральным, аминокислотным составом по сравнению с отдельно взятыми компонентами.

Наиболее изученным разделом математического моделирования является линейное программирование, для решения задач которого разработан целый комплекс эффективных методов, алгоритмов и задач [3].

Многочисленными исследованиями установлено, что растительное сырье является богатым источником минеральных веществ, пищевых волокон, аминокислот, витаминов, поэтому использование растительных компонентов в качестве добавок при производстве кисломолочных продуктов позволит значительно повысить их пищевую и биологическую ценность.

В данном случае разрабатывается кисломолочный продукт с добавлением растительных компонентов, которые представлены в виде композиций. Первая композиция состоит из травы чабреца, мелиссы лекарственной, петрушки и стебля сельдерея. Вторая композиция состоит из шалфея, ревеня, душицы и корня сельдерея. Композиция №3 состоит из топинамбура, корня сельдерея, тыквы и расторопши. Все растительные компоненты находятся в сухом состоянии в виде порошков. Цель проектирования состава композиций состоит в подборе компонентов таким образом, чтобы данная композиция удовлетворяла потребность человека в веществах, обладающих противовирусными свойствами (витамин С, ß-каротин, рутин), так как именно они обладают наивысшей противовирусной активностью. Химический состав лекарственных растений на 100 г и суточная потребность человека в указанных ниже веществах представлены в таблице.

Таблица 1

Химический состав высушенных растений на 100 г и суточная потребность

человека в некоторых веществах [4], [5].


Стебель сельдерея

Чабрец


Петрушка

Мелисса

Суточная потребность

Белки, г

11,3

9,1

26,6

19,93

75,0

Жиры, г

2,1

7,43

5,48

6,03

83,0

Углеводы,г

63,7

63,9

50,64

52,04

365,0

Бета-каротин, мг

1,2

2,3

1,2

0,53

5,0

В1, мг

0,44

0,51

0,2

0,29

1,5

В2, мг

0,5

0,4

2,38

1,42

2,0

В6, мг

0,46

0,55

0,9

2,58

2,0

В9, мкг

107,0

274,0

180,0

530,0

200,0

С, мг

86,5

50,0

125,0

150,0

70,0

Е, мг

5,55

7,48

8,96

~

10,0

РР, мг

4,64

4,94

9,94

6,5

20,0

Fe, мг

7,83

20,0

22,0

20,0

14,0

Калий, ,мг

4388,0

814,0

2683,0

1924,0

3500,0

Са, мг

587,0

1890,0

1140,0

1488,0

1000,0

Мg, мг

196,0

220,0

400,0

602,0

400,0

Na, мг

1435,0

70,0

452,0

344,0

4000,0

фосфор, мг

402,0

200,0

436,0

276,0

1000,0

рутин, мг

695,0

187,0

392,5

210,0

35,0

Пищевые

волокна, г

28,0

37,0

27,0

30,0

30,0

Таблица 2

Химический состав высушенных растений на 100 г и суточная потребность

человека в некоторых веществах [4], [5].


Корень сель-

дерея

Тыква

Расторо-

пша

Топи-

намбур

Шалфей

Ревень

Душица

Суточная потребность

Белки, г

7,8

6,5

17,4

13,7

10,63

3,5

12,66

75,0

Жиры, г

2,0

0,65

10,9

0,65

12,75

0,5

7,04

83,0

Углеводы,г

36,6

41,6

~

112,0

60,73

12,5

81,04

365,0

Бета-каротин, мг

0,01

9,0

~

0,05

3,5

0,3

4,8

5,0

В1, мг

0,06

0,4

~

0,45

0,75

0,05

0,29

1,5

В2, мг

0,2

0,4

~

0,4

0,34

0,3

0,32

2,0

В6, мг

-

0,85

~

~

2,7

0,2

1,2

2,0

В9, мкг

-

91,0

~

~

274

75,0

274,0

200,0

С, мг

15,0

52,0

40,0

40,0

32,4

30,0

51,4

70,0

Е, мг

-

3,0

25,0

1,3

7,48

1,0

1,7

10,0

РР, мг

1,8

4,6

~

10,4

5,72

1,0

4,12

20,0

Fe, мг

4,0

2,6

22,0

2,6

28,12

3,0

2,5

14,0

Калий, ,мг

2760,0

1326,0

326,7

1300,0

1070,0

1625,0

1522,0

3500,0

Са, мг

542,0

162,5

687,0

130,0

1652,0

220,0

200,0

1000,0

Мg, мг

284,0

91,0

327,0

80,0

428,0

85,0

346,0

400,0

Na, мг

662,0

26,0

~

20,0

11,0

10,0

77,0

4000,0

фосфор, мг

232,0

162,5

~

507,0

91,0

125,0

306,0

1000,0

рутин, мг

-

300,0

235,0

-

208,0

400,0

635,0

35,0

Пищевые

волокна, г

24,0

13,0

20,0

30,0

40,3

16,0

40,3

30,0


«~» означает отсутствие данных

Общий вид уравнения выглядит следующим образом:

,

где – величина регулируемого показателя в композиции;

– средняя величина относительного содержания регулируемого показателя в конкретном компоненте;

– относительное содержание компонентов в композиции, мас.%

Полученные системы уравнений были решены методом линейного программирования, что позволило получить относительное содержание компонентов композиций, которые представлены на рисунках.

Рис 1. Относительное содержание компонентов композиции №1

1 – петрушка; 2 – чабрец; 3 – мелисса; 4 – стебель сельдерея

Рис 2. Относительное содержание компонентов в композиции №2

1-корень сельдерея; 2- шалфей; 3- ревень; 4-душица


Рис 3. Относительное содержание компонентов в композиции №3

  1. расторопша; 2- тыква; 3- топинамбур; 4- корень сельдерея

Таким образом, при проектировании состава композиций лекарственных растений для их использования при производстве кисломолочных продуктов методом математического моделирования установлено оптимальное соотношение некоторых лекарственных трав: композиция №1 – петрушка: чабрец: мелисса: стебель сельдерея = 0,36: 0,18: 0,18: 0,28; композиция №2 - корень сельдерея: шалфей: ревень: душица = 0,15: 0,25: 0,25: 0,35; композиция №3 – топинамбур: тыква: расторопша: корень сельдерея = 0,25: 0,30: 0,30: 0,15.


Литература:

1. Анисимова А.В., Михайлов Н.А., Бедных Б.С., Бушуева И.Г. Проектирование состава продуктов детского питания: Обзорная информация. – М.: АгроНИИТЭИММП, 1995. – 35 с.

  1. Грачев Ю.П. Математические методы планирования

эксперимента. – М.: Пищевая промышленность, 1979. – 200 с.

  1. Акулич И.Л. Математическое программирование в примерах и задачах. – М.: Высшая школа, 1986. – 230 с.

  2. Скурихин И.М., Тутельян В.А. Химический состав российских пищевых продуктов. – М.: ДеЛи принт, 2002. – 237 с.

  3. База данных Министерства сельского хозяйства США (USDA

SR 23) USDA National nutrient database for standard reference.

Основные термины (генерируются автоматически): состава композиций, математического моделирования, лекарственных растений, состава композиций лекарственных, композиций лекарственных растений, методом математического моделирования, лекарственных растений методом, растений методом математического, влияния лекарственных растений, корня сельдерея, Проектирование состава композиций, Химический состав, Исследование влияния лекарственных, состав многокомпонентных продуктов, состава продуктов, проектирование состава композиций, проектировании состава, состава композиций анализом, корень сельдерея, комплексом качественных показателей.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос