|
Моделирование ферментативных процессов и их программная
реализация.
Моделирование ферментативных процессов основано на зна-
нии кинетики и механизмов их протекания в хлебопекарных полу-
фабрикатах. Ферментативный гидролиз благодаря разнообразию и
специфичности действия ферментов на полуфабрикаты по существу
определяет протекание процессов набухания, растворения, пептиза-
ции, размножения и метаболизма микрофлоры.
Согласно имеющейся в литературе информации на данный пе-
риод ферментативные процессы, протекающие в хлебопекарных по-
луфабрикатах не формализованы.
Нами предлагается нижеследующий вариант решения этой задачи.
Представляют теоретический и практический интерес исследо-
вание окислительно-восстановительных реакций, как следствия воз-
действия ферментативного комплекса (ферменты муки, бродильной
микрофлоры и введенные ферментные препараты) на процесс созре-
вания полуфабриката по энергетической характеристике, т.е. по ве-
личине окислительно-восстановительного потенциала (ОВП).
Термин ОВП означает, что потенциал увеличивается с ростом
окислительных структур в полуфабрикатах, а уменьшается ОВП с
ростом восстановительных структур, т.е. определяет интенсивность
протекания окислительно-восстановительных преобразований в по-
луфабрикатах, а также определяет работу ферментативного ком-
плекса в них. При достижении динамического равновесия между
окисленными и восстановленными формами структурных соедине-
ний в полуфабрикатах, переход электронов с одной формы на дру-
гую стабилизируется и соответственно стабилизируется ОВП, кото-
рый определяет оптимальную степень готовность полуфабрикатов
(43,45, 66).
В производственных условиях (хлебозавод N22, г. Москва) про-
вели исследование биохимических процессов при созревании полу-
фабриката (теста) с целью разработки математической модели этого
процесса. С помощью потенциометрических электродных систем
осуществили измерение величин рН, а вязко-
сти по стандартной методике при брожении по-
луфабриката. Тесто готовили из пшеничной муки I сорта (средней
13
14
«силы»), воды, поваренной соли и прессованных дрожжей с маль-
тазной активностью 105 мин (штамм S.cerevisiae) при производстве
хлебобулочного изделия (батоны нарезные, массой 400 г.).
Автолиз и брожение теста осуществлялось при 32°С в течение
2-х часов.
В первой серии исследовали автолиз теста влажностью
48,5±0,3%, приготовленного из муки и воды. Во второй серии - авто-
лиз теста влажностью 48,5±0,2%, приготовленного из муки, воды и
соли (1,0% к весу муки). В третьей серии исследовали брожение
теста влажностью 48,5±0,3%, приготовленного из муки, воды, соли и
прессованных дрожжей (1,5% к весу муки). Все серии провели с 12-
кратной повторностью. Результаты исследований обработали на
ЭВМ с помощью программного пакета Mathcad и получили регрес-
сионные модели биохимических процессов (преобразований) проте-
кающих в тесте.
Рис. 4. Динамика процесса созревания теста
Предложенные математические модели процессов брожения
позволяют прогнозировать биохимические процессы, протекаю-
15
(начальное) и - 60 мВ (конечное), т.е. =270мВ;
(начальное) и 90 мВ (конечное), т.е. = 130мВ;
Д = 55 мм (начальное) и 69 мм (конечное); рН = изменилось от 6,0 до 5,6.
Проверка моделей на адекватность производилась по разрабо-
танным алгоритмам на ЭВМ. Результаты сравнения расчетных и экс-
периментальных данных показали, что разность их не превышает по
величинам ОВП - 7%,
Математическая модель (11) биохимических процессов, проте-
кающих в тесте, является более "сильной" (точной), чем модели (9)
и (10), так как в ней учтено влияние ингибитора (соли), ферментов
дрожжевой микрофлоры и продуктов метаболизма их.
По средним значениям измерений показателей построена дина-
мика процесса созревания теста (рис.4).
Анализ динамики процесса брожения теста показал, что дина-
мическое равновесное состояние процесса созревания полуфабриката
наступает после 90 мин и величина ОВП (-О
2
) при этом составляет
минус 60 ±2 мВ, что определяет оптимальную готовность его. Это
подтверждают показатели качества теста (максимальная подъ-
емная сила, бродильная активность, кислотность, активность
дрожжей и МКБ, газообразование) см. рис. 4.
где - скорость (активность) роста МКБ; - коэффициент, учиты-
вающий положительное влияние МКБ на развитие дрожжей; -
скорость (активность) роста дрожжей; - коэффициент, учиты-
вающий положительное влияние дрожжей на развитие МКБ.
16
щие при автолизе и брожении полуфабрикатов. Это эксперимен-
тально подтверждают оптимальные режимы протекания процессов
и качественные показатели их при созревания полуфабриката
(теста).
Do'stlaringiz bilan baham: |
