Тривале зберігання коренеплодів редиски: наукове обґрунтування, практичне застосування

В процесі дихання навколо коренеплодів у поліетиленовому мішку наповнюється вуглекислий газ. Наповнення вуглекислого газу навколо об'єктів зберігання дещо менше ніж поглинання ним кисню. Ця невідповідність за поясненням П. Марселена 235 відбувається через те, що проникливість поліетилену по відношенню до вуглекислого газу більше, ніж до кисню, а також тим, що величина коефіцієнта дихання недостатньо велика. Через поглинання кисню, який знаходиться у поліетиленовому мішку, останній скорочується, якщо мішок запаяний або міцно зав'язаний, парціальний тиск азоту підвищується. Поліетилен проникливий для азоту, тому він поступово виходить із поліетиленового мішка, а плівка все більше притискається до продукції.

Багато синтетичних плівок селективно-проникливі, тому газообмін між продукцією і зовнішнім середовищем постійно відбувається, але коефіцієнт проникливості для кисню і вуглекислого газу у різних плівок різний. Треба підбирати такі плівки, щоб створювати в середовищі мішка потрібну конденсацію вуглекислого газу і кисню, таким чином в середині поліетиленового мішка створюється модифіковане газове середовище, яке потрібне для збереження продукції.

Для забезпечення потрібної інтенсивності газообміну ізольованої ємкості з оточуючим середовищем поверхня її селективно-проникливого матеріалу розраховується у відповідності з рівнянням газового балансу за наступним формулам 200:

(6.1)

або

(6.2)

де: - об'ємна концентрація кисню і вуглекислого газу у середовищі, яке оточує ємність, у долях від сумарної концентрації, що приймається за одиницю;

- об'ємна концентрація кисню і вуглекислого газу в газовій суміші, яка подається в ємність у долях від сумарної концентрації, що приймається за одиницю;

- площа селективно-проникливої для компонентів газового середовища поверхні оточень ємності або окремо стоячих фільтрів, БМ;

- коефіцієнти газопроникливості селективно-проникливої поверхні для кисню, вуглекислого газу, м/атаг;

- поглинання кисню і виділення вуглекислого газу об'єктами зберігання в акті дихання при фактичній концентрації компонентів середовища на даний момент часу. Величина - перемінна, вона залежить при постійній температурі від концентрації кисню та вуглекислого газу, м³/тг;

- тиск середовища відповідно в середині і зовні ємності, атм;

- маса продукції завантаженої в ємність, т.

На думку авторів 200 необхідне співвідношення газопроникливості плівки по вуглекислому газу і кисню у цьому випадку виражається формулою:

(6.3)

Коли оточуючим поліетиленові пакети або ящики середовищем являється повітря, для якого = 0,21, =0, ця формула приймає вигляд:

(6.4)

При однакових значеннях і сума величин концентрації кисню і вуглекислого газу в ізольованій поліетиленовій ємності , т.т. вмісту кисню в повітрі. При різних значеннях і якими володіють селективно-проникливі плівки, ця сума менша концентрації кисню у повітрі. В ізольованій від зовнішнього середовища поліетиленовій ємності утворюється газова суміш з концентрацією азоту вище, ніж у повітрі внаслідок чого азот виходить з поліетиленового мішка або пакета, загальна кількість газової суміші в ньому поступово зменшується і створюється вакуум.

Якщо поліетиленові мішки або пакети не запаяні, а тільки зав'язані або мають перфорацію для вирівнювання внутрішнього і зовнішнього тисків, у наведених формулах, крім дифузії компонентів газового середовища через селективно-проникливий матеріал, якщо вони цим обладнані, враховують проходження газів через отвори в упаковці.

Для створення ємкості із селективно-проникливих матеріалів газового середовища з змістом кисню 3 % і вуглекислого газу 5 % необхідно, щоб:

. Коефіцієнт селективної проникливості плівки для вуглекислого газу , повинен дорівнювати при зберіганні продукції в поліетиленових пакетах на 1-3 кг - 0,003ч0,005, в стаціонарних ящиках з поліетиленовими вкладишами - 0,010ч0,013 і для газових фільтрів (дифузійних вставок) - 0,6-0,8 м/добу•ата

При зберіганні соковитої продукції використовують у більшості випадків поліетиленові плівки низької густини (ГОСТ 10354), для яких співвідношення . При товщині плівки 30, 40 і 70 мкм коефіцієнти її проникливості для вуглекислого газу мають бути прийнятними рівними відповідно 2,65•10^-3; 3,5•10^-3; 4,4•10^-3 і 6,2•10^-3м/доба•ата. Модифікація атмосфери в середовищі упаковки лише доповнює дію температури, а не замінює її.

Таким чином, в результаті дихання соковитої продукції (у нашому випадку коренеплодів редиски) в упаковці з плівки зростає кількість вуглекислого газу і зменшується вміст кисню. Поліетилен володіє порівняно високою газопроникливістю, причому до вуглекислого газу в декілька разів більше, ніж до кисню, низькою водо- і паро проникливістю, високою еластичністю.

6.2 Застосування узагальненої функції бажаності Харрінгтона для обґрунтування ефективності збереженості редиски в спожитковій тарі

Для виразу комплексної оцінки якості коренеплодів редиски з урахуванням особливостей використання різних видів спожиткової тари будемо використовувати узагальнену функцію бажаності Харрінгтона, яка виражається в безрозмірних одиницях. У основі побудови цієї узагальненої функції лежить ідея перетворення натуральних значень приватних відгуків у безрозмірну шкалу бажаності або переваги. Використання функції бажаності проводилося у такій послідовності: вибір властивостей об'єкта досліджень, вибір базових відміток шкали бажаності, розрахунок одиничних функцій бажаності, d_і, побудова узагальненої функції бажаності, D, розрахунок узагальненого показника якості та аналіз отриманих результатів і висновки. Шкала бажаності відноситься до психофізичних шкал. Її призначення - встановлення відповідності між фізичними і психологічними параметрами. Тут під фізичними параметрами розуміються всілякі відгуки, які характеризують функціонування досліджуваного об'єкту. Серед них можуть бути естетичні і навіть статистичні параметри, а під психологічними параметрами розуміються чисто суб'єктивні оцінки експериментатора бажаності (наданій переваги) того або іншого значення відгуку. Щоб отримати шкалу бажаності, зручно користуватися готовими розробленими таблицями відповідностей між стосунками переваги в емпіричній і числовій (психологічній) системах (табл. 6.1).

Таблиця 6.1

Стандартні відмітки по шкалі бажаності

Бажаність	Відмітки по шкалі бажаності
Дуже добра	1,00-0,80
Добра	0,80-0,63
Задовільна	0,63-0,37
Погана	0,37-0,20
Дуже погана	0,20-0,00

Значення приватного відгуку, переведене в безрозмірну шкалу бажаності, позначається через і {і= 1,2,....n} та називається приватною бажаністю. Шкала бажаності має інтервал від нуля до одиниці. Значення і=0 відповідає абсолютно неприйнятному рівню цієї властивості, а значення і=1 самому кращому значенню властивості. Поняттю "Дуже добре" відповідають значення на шкалі бажаності 1>і>0,8, а поняттю "дуже погано" 0<і<0,2 і т.д. Вибір відміток на шкалі бажаності 0,63 і 0,37 пояснюється зручністю обчислень 0,63~1,1 - 1/і, 0,37~1/і. Значення і=0,37 зазвичай відповідає межі допустимих значень. Усе пояснюється досить просто. У таблиці 6.1 представлені числа, які відповідають деяким точкам кривої (рис.6.1.), яка задається рівнянням і = е ~У або D=exp-exp(-y), де exp - прийняте позначення експоненти.

На осі ординат нанесені значення бажаності, що змінюються від 0 до 1. По осі абсцис вказані значення відгуку, записані в умовному масштабі. за початок відліку 0 по цій осі обрано значення, яке відповідає бажаності 0,37. Вибір саме цієї точки пов'язаний з тим, що вона є точкою перегину кривої, що у свою чергу створює певні зручності при обчисленнях. Те ж саме вірне для значення бажаності 0,63. Вибір цієї кривої не є єдиною можливістю. Проте вона виникла в результаті спостережень за реальними рішеннями експериментаторів і має такі корисні властивості як безперервність, монотонність і гладкість. Крім того, ця крива добре передає той факт, що в областях бажаностей, близьких до 0 і 1, "чутливість" її істотно нижча, ніж в середній зоні. Симетрично відносно нуля на осі у' (у' - кодована шкала) розташовані кодовані значення відгуку. Значення на кодованій шкалі прийнято вибирати від 3 до 6. Можна використовувати шість інтервалів у бік убування і шість у бік зростання, але у нашому випадку достатньо і по три інтервали (рис. 6.1). Вибір числа інтервалів визначає крутизну кривої у середній зоні [4].

Рис 6.1. Графічне зображення стандартної функції бажаності Харінгтона

Узагальнений показник бажаності D представляє середню геометричну із деякої кількості окремих безрозмірних показників бажаності d_і, які розраховуються з урахуванням їх значущості в даному комплексі властивостей. Показник розраховують за формулою:

D = (6.5)

Функція визначена в інтервалі 0 - 1 і використовується як безрозмірна шкала, названа шкалою бажаності для оцінки рівнів параметрів об'єктів, які порівнюються. За допомогою шкали бажаності оцінюють параметри об'єктів дослідження з метою їх придатності до використання чи практичного застосування. Кожному фактичному значенню функції бажаності надається конкретний зміст, пов'язаний з рівнем досліджуваного об'єкта. Причому значення функції бажаності, яке рівне 0, відповідає неприйнятному рівню параметра, при значенні якого товар непридатний для використання; значення функції бажаності, що дорівнює 1,00, відповідає цілком прийнятному рівню параметра, або такому значенню, при якому подальше поліпшення недоцільне або неможливе.

Для обчислення показників бажаності на практиці частіше зустрічаються криві експоненціального виду, які мають обмеження з однієї сторони.

Для односторонніх обмежень представленого виду (формула) найбільш зручною формою перетворення y в d є залежність:

d(у) = (ехр (- ехр (-у^/)) (6.6)

Функція бажаності встановлює взаємозв'язок між показниками бажаності і деякими безрозмірними показниками лінійною залежністю

у^/ = b₀ + b₁y (6.7)

Коефіцієнти b₀ та b₁ можна визначити, якщо задати для двох значень властивостей y відповідні значення бажаності d переважно в інтервалі 0,2< d < 0,8.

Шкала бажаності відноситься до психофізичних шкал. Її призначення - встановити відповідність між фізичними та психологічними параметрами. Під фізичними параметрами розуміють окремі значення показників, які характеризують об'єкт. У нашому дослідженні такими окремими значеннями були використані втрата сухих речовин, втрата цукрів, втрата вітаміну С, вихід товарної продукції, дегустаційна оцінка (табл.6.2).

Функція бажаності виникає із спостережень за реальними рішеннями експериментатора. В області близькій 0 та 1 її «відчутність» стає нижче, ніж у середній зоні, що також відмічає експериментальний факт. Функція бажаності складена для кодованої шкали. Значення на кодованій шкалі, відповідне ідеальному, граничному значенню відгуку, прийнято вибирати від 3 до 6; d (3) = 0.951, а d (6) = 0.998. Чим більше значень кодованої шкали використовується, тим менша відчутність у зоні області «добре». Друга точка також відома - це границя допустимих значень їй відповідає на кодованій шкалі нуль d (0) = 0,37. Границі інших областей вибираються інтуїтивно з досвіду експериментатора, їм відповідають значення 1,5; 0,77; 0,48 на кодованій шкалі: d (1,5) = 0,8; d (0,77) = 0,63; d (?0,48) = 0,2. Функція бажаності складена для кодованої шкали. Значення на кодованій шкалі, відповідне ідеальному, граничному значенню відгуку, прийнято вибирати від 3 до 6; d (3) = 0,951, а d (6) = 0,998. Чим більше значень кодованої шкали використовується, тим менша відчутність у зоні області «добре». Друга точка також відома - це границя допустимих значень їй відповідає на кодованій шкалі нуль d (0) = 0,37. Границі інших областей вибираються інтуїтивно з досвіду експериментатора, їм відповідають значення 1,5; 0,77; 0,48 на кодованій шкалі: d (1,5) = 0,8; d (0,77) = 0,63; d (? 0,48) = 0,2. Вектор границі кодування має вид: - 0,47; 0; 0,77; 1,5; 3 - 6 по даним значенням за допомогою лінійної інтерполяції відображаємо натуральні відгуки на кодовану шкалу і по ній визначаємо значення функції бажаності. Для цього складаємо матрицю кодування. Усі окремі відгуки кодуємо у відповідності до шкали кодування - підготовка до інтрополяції (табл. 6.3.) і переносимо на шкалу бажаності рис 6.1

Таблиця 6.2

Зміна вмісту хімічних речовин, виходу товарної продукції та дегустаційної оцінки редиски сорту Червоний велетень залежно від виду спожиткової тари під час зберігання

Вид спожиткової тари	Сухі речовини, %	Вітамін С, мг на 100 г	Цукри, %	Дегустаційна оцінка, бал	Вихід товарної продукції,%
	до зберігання	після зберігання	різниця	до зберігання	після зберігання	різниця	до зберігання	після зберігання	різниця	до зберігання	після зберігання	різниця
Пакет із ПП-40 контроль	6,37	5,41	0,96	35,8	23,74	12,08	4,23	3,34	0,86	4,16	3,88	0,28	89,7
Лоток ПЕТ		5,58	0,79		23,91	11,91		3,64	0,59	3,94	3,69	0,25	90,7
Герметичний пакет із ПП-30		5,79	0,58		24,38	11,44		3,82	0,41	4,40	4,21	0,20	91,4
Лоток із пінополістиролу		5,64	0,73		23,87	11,95		3,31	0,92	4,11	3,82	0,30	88,9
Картонні коробки		4,92	1,45		21,63	14,19		2,96	1,27	4,14	3,59	0,55	90,2
min			0,58			11,44			0,41			0,20	88,9
max			1,45			14,19			1,27			0,55	91,4

Таблиця 6.3

Граничні значення натуральних відгуків, відображені на кодовану шкалу

Відгук	у = ?1,5	у = ?1	у = ?0,48	у =0	у=0,77	у =1	у =1,5	у =2	у =3
Втрата сухих речовин	1,36	1,26	1,18	1,09	0,99	0,92	0,84	0,75	0,58
Втрата загаль- ного цукру	1,21	1,12	1,03	0,94	0,81	0,76	0,67	0,58	0,40
Втрата вітаміну С	13,9	13,65	13, 3	13,10	12,8	12,55	12,27	12,0	11,4
Вихід товарної продукції	88,9	89,2	89,4	89,9	90,3	90,6	90,9	91,3	92,0
Дегуста-ційна оцінка	0,51	0,47	0,44	0,40	0,35	0,33	0,30	0,26	0,19

Далі проводимо розрахунки узагальнених відгуків. Наведемо приклад розрахунку узагальненого окремого відгуку зберігання коренеплодів редиски у поліетиленовому пакет з товщиною плівки 40 мкм (1 відгук - сухі речовини): у = 0,77 + (0,96 - 0,99) = 0,868. Маючи інформацію про y, ми можемо визначити d_i за формулою 6.2, наведеною вище. Після того, як вибрана шкала бажаності і окремі відгуки перетворені в окремі функції бажаності переходимо до основної задачі - розрахунку узагальненого показника D - узагальненої функції бажаності. Якщо значення натуральних відгуків знаходиться у межах 1,5 - 3,0 по шкалі бажаності, то відгук має дуже добру оцінку, 0,77 - 1,5 - добру, саме до чого необхідно прагнути. Тобто, втрати сухих речовин під час зберігання коренеплодів редиски повинні бути від 0,58 до 0,99 %, цукрів - 0,40 - 0,81%, вітаміну С - 11,44 ? 12,80 мг/100г, вихід товарної продукції - 90,6 - 92, 0 %, зміна дегустаційної оцінки - 0,19 - 0,35 бали. У результаті розрахунків відповідних значень функцій бажаності одержуємо відгуки перетворення (табл. 6.4), відгук d, перемноживши значення якого після визначення кореня 5 ступеня, одержуємо узагальнений відгук (табл. 6.5). Значення узагальненого відгуку супроводжується оцінкою по шкалі бажаності.

Таблиця 6 4

Відгуки перетворення по шкалі бажаності

Вид спожиткової тари	Відгуки перетворення для показників
	Сухі Речо-вини	Вітамін С	Цукри	Вихід товарної про-дукції	Дегуста-ційна оцінка
Пакет із ПП-40 (контроль)	0,420525	0,288952	0,157509	1,270635	0,174387
Лоток ПЕТ	0,170904	0,115828	0,144267	0,512400	0,118163
Герметичний пакет із ПП-30	0,050591	0,050591	0,05318	0,118163	0,051099
Лоток із піно полістиролу	0,327017	0,125455	0,210797	0,135882	0,22605
Картонні коробки	4,250683	7,213919	6,210954	1,783953	1,87523

Таблиця 6.5

Перетворені відгуки та узагальнений відгук по шкалі бажаності

Вид спожиткової тари	Перетворені окремі відгуки, d	Уза-галь- нений відгук, D
	Сухі речо вини	Віта-мін С	Цукри	Вихід товар-ної про-дукції	Дегустаційна оцінка
Пакет із ПП 40 (контроль)	0,6572	0,8545	0,7494	0,2813	0,8402	0,630
Лоток ПЕТ	0,8431	0,8908	0,8659	0,5996	1,1251	0,848
Герметичний пакет із ПП-30	0,9507	0,9507	1,0545	0,8887	0,9502	0,957
Лоток із пінополістиролу	0,7215	0,8823	0,8102	0,8731	0,7980	0,814
Картонні коробки	0,0143	0,0007	0,0020	0,1685	0,1539	0,0141

Таким чином, дуже добре зберігається редиска сорту Червоний велетень в пакеті поліетиленовому з герметичними защипами з товщиною плівки 30 мкм - відмітка по шкалі бажаності складає 0,96, добре в лотку ПЕТ - 0,84 та в лотку з пінополістиролу закритого харчовою плівкою - 0,81, задовільну в поліетиленовому пакеті з товщиною плівки 40 мкм (контроль) - 0,63. Дуже погано зберігалися в картонній коробці, відмітка по шкалі бажаності для цього виду спожиткової тари складає 0,014.

Для визначення оцінки збереженості коренеплодів редиски сорту Червоний з білим кінчиком ми використали шкалу бажаності Харрінгтона (рис. 6.1) та характеристичні показники коренеплодів редиски після зберігання (таблиця 6.6).У результаті розрахунків відповідних значень функцій бажаності одержуємо таблицю перетворених окремих відгуків, таблицю значень по кодованій шкалі функцій бажаності (табл.6.7).

Таблиця 6.7

Відгуки перетворення по шкалі бажаності

Вид спожиткової тари	Відгуки перетворення для показників
	Сухі Речо-вини	Вітамін С	Цукри	Вихід товарної про-дукції	Дегуста-ційна оцінка
Пакет із ПП-40 (контроль)	0,67086	2,447809	0,18149	0,091158	0,330297
Лоток ПЕТ	0,210797	0,130564	0,328652	0,147175	0,101735
Герметичний пакет із ПП-30	0,045923	0,02166	0,025665	0,091158	0,196574
Лоток із піно полістиролу	0,30554	0,129268	0,119348	0,223805	0,38641
Картонні коробки	3,733483	3,481567	3,214409	1,932222	4,293317

Перемноживши перетворені окремі відгуки, після визначення кореня п'ятої ступені, одержуємо узагальнений відгук. Значення узагальненого відгуку супроводжується оцінкою по шкалі бажаності. Таким чином, дуже добру оцінку для зберігання коренеплодів редиски має пакет поліетиленовий з герметичними защипами з товщиною плівки 30 мкм відмітка по шкалі бажаності 0,93; добру лоток ПЕТ - 0,82 та лоток з пінополістиролу закритий харчовою плівкою з відміткою шкали бажаності 0,84; задовільну - поліетиленовий пакет з товщиною плівки 40 мкм (контроль) із значенням 0,54; погану - картонна коробка - 0,04 (табл. 6.8)

Таблиця 6.6

Зміна вмісту хімічних речовин, виходу товарної продукції та дегустаційної оцінки редиски сорту Червоний з білим кінчиком залежно від виду спожиткової тари під час зберігання

Вид спожиткової тари	Сухі речовини, %	Вітамін С, мг на 100 г	Цукри, %	Дегустаційна оцінка, бал	Вихід товарної продукції,%
	до зберігання	після зберігання	різниця	до зберігання	після зберігання	різниця	до зберігання	після зберігання	різниця	до зберігання	після зберігання	різниця
Пакет із ПП-40 контроль)	4,16	3,20	0,96	23,7	21,4	2,33	3,75	2,28	1,47	4,11	3,86	0,25	89,0
Лоток ПЕТ		3,36	0,80		21,6	2,11		2,26	1,49	4,07	3,89	0,18	90,4
Герметичний пакет із ПП-30		3,64	0,52		21,8	1,93		2,38	1,37	4,18	4,13	0,05	91,2
Лоток із пінополістиролу		3,34	0,82		21,5	2,18		2,31	1,44	4,04	3,74	0,30	89,1
Картонні коробки		2,94	1,22		20,9	2,80		2,12	1,63	4,30	2,86	1,44	90,4
min			0,52			1,93			1,37			0,05	89,1
max			1,22			2,80			1,63			1,44	91,2

Таблиця 6..8

Перетворені відгуки та узагальнений відгук по шкалі бажаності

Вид спожиткової тари	Перетворені окремі відгуки, d	Уза-галь- нений відгук, D
	Сухі речо вини	Віта-мін С	Цукри	Вихід товар-ної про-дукції	Дегустаційна оцінка
Пакет із ПП 40 (контроль)	0,6708	2,4478	0,1814	0,9130	0,3302	0,542
Лоток ПЕТ	0,2107	0,1305	0,3286	0,8633	0,1017	0,832
Герметичний пакет із ПП-30	0,0459	0,0216	0,0256	0,9115	0,1965	0,926
Лоток із пінополістиролу	0,3055	0,1292	0,1193	0,7998	0,3864	0,847
Картонні коробки	3,7334	3,4815	3,2144	0,1453	4,2933	0,035

6.3 Обґрунтування оптимального виду спожиткової тари для зберігання редиски методом багатокритеріальної оптимізації

Для встановлення комплексу хімічних показників якості коренеплодів редиски, який характеризує вибір оптимального виду спожиткової тари для пакування редиски, був використаний метод багатокритеріальної оптимізації [186].

Метод багатокритеріальної оптимізації ґрунтується на застосуванні механізму прийняття рішень за багатьма критеріями, який дозволяє виключити вплив одиниць вимірювання показників якості та величин інтервалів допустимих значень кожного показника на вибір пакування (цільову функцію).

Хімічними показниками (критеріями А_J) коренеплодів редиски вибраних нами сортів при зберіганні виступають: вологість (А₁), вміст сухих речовин (А₂), загальних цукрів (А₃), вітаміну С (А₄), золи (А₅), клітковини (А₆).

Для виключення впливу одиниць вимірювання проведено операцію нормування, тобто значення показників переведено у безрозмірні величини (ѓ_j > ѓЮ-_j), при цьому попередньо визначено:

- максимальне (ѓ⁺_j) і мінімальне (ѓ-_j) значення j-го критерію досліджуваних видів спожиткової тари (х_і);

- оптимальне значення j-го критерію за умови: якщо оціночний критерій (ѓ_j) наближається до мінімального значення (ѓ^опт._j > min), то ѓ^опт._j = ѓ-_j; якщо оціночний критерій (ѓ_j) наближається до максимального значення (ѓ^опт._j > max), то ѓ ^опт._j = ѓ⁺_j;

Прагнення оптимального значення j-го критерію до min чи max враховується при виборі формули (7.8) або (7.9) при проведенні операції нормування [152]:

ѓЮ_j (х_і) = (ѓ_j (х_і) - ѓ-_j) / (ѓ⁺_j - ѓ-_j), якщо ѓ^опт._j > max (6.8)

ѓЮ_j (х_і) = (ѓ⁺_j - ѓ_j (х_і)) / (ѓ⁺_j - ѓ-_j), якщо ѓ^опт._j > min, де (6.9)

ѓЮ_j (х_і) - значення j-го критерію в нормованому вигляді для j-го виду спожиткової тари;

ѓ_j (х_і) - значення j-го критерію для j-го виду спожиткової тари у відповідних одиницях вимірювання;

[ѓ⁺_j; ѓ-_j] - область допустимих значень j-го критерію порівнюваних видів спожиткової тари.

Після нормування проведено розрахунок значень цільової функції (ц) для кожного виду спожиткової тари (х_і) за формулою [152]:

ц (х_і) = ?ⁿ | ѓЮ_j (х_і) - ѓЮ_j (х ^u) | > min, де 0 ? ѓЮ_j (х_і) ? 1 (6.10)

ѓЮ_j (х ^u) = 1.

ц (х_і) - цільова функція і-го виду спожиткової тари;

n - кількість критеріїв;

ѓЮ_j(х_і) - значення j-го критерію в нормованому вигляді для j-го виду спожиткової тари;

х^u - ідеальний сорт (з оптимальними значеннями критеріїв);

ѓ^€(х^u) - значення j-го критерію в нормованому вигляді для ідеального виду спожиткової тари.

Доведення, чому ѓЮ_j (х^u) = 1:

Якщо ѓ^опт._j > max, то згідно формули (6.8)

ѓЮ_j (х^u) = (ѓ_j (х^u) - ѓ-_j) / (ѓ⁺_j - ѓ-_j), оскільки ѓ_j (х^u) = ѓ^опт._j = ѓ⁺_j, то

ѓЮ_j (х^u) = (ѓ⁺_j - ѓ-_j) / (ѓ⁺_j - ѓ-_j) = 1/1 = 1. (6.11)

Якщо ѓ^опт._j > min, то згідно формули (7.9)

ѓЮ_j (х^u) = (ѓ⁺_j - ѓ_j (х^u)) / (ѓ⁺_j - ѓ-_j), оскільки ѓ_j (х^u) = ѓ^опт._j = ѓ-_j, то

ѓЮ_j (х^u)=(ѓ⁺_j - ѓ-_j)/ (ѓ⁺_j - ѓ-_j) = 1/1 = 1. (6.12)

Вибір оптимального виду спожиткової тари визначається за умови найбільшого наближення його цільової функції ц (х_і) до цільової функції ідеального виду спожиткової тари ц (х^u), яка дорівнює 0.

Доведемо, що ц (х^u) = 0:

Згідно формули

зберігання коренеплод редиска

(6.10) ц (х^u) = ?ⁿ | ѓЮ_j (х^u) - ѓЮ_j (х^u) | = ?ⁿ | 1-1 | = 0.

Менша величина цільової функції упаковки ц (х_і) в діапазоні значень критеріїв дослідних варіантів констатує більшу придатність цього варіанту упаковки для зберігання коренеплодів редиски.

Результати досліджень і розрахунків стосовно вибору спожиткової тари представлено у таблиці 6.9 і таблиці 6.10. Дані представлено за двосторонньою альтернативно-критеріальною класифікацією: значення критеріїв характеризують вид спожиткової тари (ѓ_j) та хімічні показники на кінець терміну зберігання (А_j) в кількісному та безрозмірному вигляді.

При проведенні порівняльної оцінки результатів досліджень встановлений ранжувальний ряд для сортів Червоний велетень і Червоний з білим кінчиком, який характеризує види спожиткової тари для упаковки коренеплодів редиски для кращого їх зберігання.

Для сорту редиски Червоний велетень (табл. 6.9) оптимальним видом спожиткової тари для тривалого зберігання виявлено герметичний пакет із поліетиленової плівки товщиною 30 мкм із застібкою, оскільки значення цільової функції найменше - 2,19, що зумовило перший ранг для цього варіанта. До другого рангу відноситься лоток ПЕТ, що підтверджується значенням цільової функції ц(х₂)= 2,29. До третього рангу - лоток з пінополістиролу, закритий харчовою плівкою - ц(х₄)= 2,38. Четвертий ранг займає контрольний вид упаковки - це поліетиленовий пакет з товщиною плівки 40 мкм. За комплексом показників найменш придатною для зберігання являється картонна коробка - цільова функція цього виду упаковки ц(х₅)= 3,27.

Для сорту редиски Червоний з білим кінчиком (табл. 6.10) найкращим видом спожиткової тари являється лоток ПЕТ цільова функція якого ц(х₂)= 2,04. За ним йде пакет поліетиленовий із герметичними защипами (ц(х₃)= 2,30) та лоток з пінополістиролу закритий харчовою плівкою (ц(х₄)= 2,36)). Четвертий ранг займає контрольний вид пакування (ц(х₂)= 2,29). Для цього сорту картонна коробка також виявилася непридатною для пакування, її цільова функція якої складає - ц(х₅)= 3,17. Отже, лоток ПЕТ, для сорту редиски Червоний з білим кінчиком, та пакет поліетиленовий з герметичними защипами з товщиною плівки 30 мкм, для сорту редиски Червоний велетень, виявилися найкращими видами спожиткової тари.

Таблиця 6.9

Результати значень цільових функцій ц (х₁)....... ц (х₅) при виборі оптимального варіанту пакування редиски сорту Червоний велетень для тривалого зберігання

Альтернативи	Критерії, Аj
	Вологість (%), А1	Сухі речовини (%), А2	Загальні цукри (%), А3	Вітамін С (мг на 100 г), А5	Сума зольних елементів (%), А6	Клітко- вина (%) А7
	ѓ1	ѓ€ 1	ѓ2	ѓ€ 2	ѓ3	ѓ€ 3	ѓ4	ѓ€ 4	ѓ5	ѓ€ 5	ѓ6	ѓ€ 6
х1	Плівка 40мкм (Контроль)	94,59	0,44	5,41	0,62	3,37	0,58	23,74	0,61	0,41	0,32	1,93	0,63
х2	Лоток ПЕТ	94,42	0,40	5,58	0,70	3,64	0,69	23,91	0,63	0,53	0,59	1,99	0,60
х3	Пакет з защипами	94,21	0,36	5,79	0,80	3,82	0,73	24,38	0,70	0,57	0,68	2,13	0,53
х4	Лоток з пінополісти-ролу	94,36	0,39	5,64	0,73	3,31	0,55	23,87	0,63	0,54	0,61	1,78	0,71
х5	Коробка картонна	95,05	0,54	4,92	0,38	2,96	0,40	21,63	0,31	0,38	0,25	1,52	0,85
ѓ - j	92,52		4,12		2,01		19,43		0,27		1,24
ѓ + j	97,23		6,21		4,36		26,53		0,71		3,12
ѓ j (хu)		1		1		1		1		1		1
ѓ j опт	97,23 [max]		6,21 [max]		4,36 [max]		26,53 [max]		0,71 [max]		1,24 [min]

Таблиця 6.10

Результати значень цільових функцій ц (х₁)....... ц (х₅) при виборі оптимального варіанту пакування редиски сорту Червоний з білим кінчиком для тривалого зберігання

Альтернативи	Критерії, Аj
	Вологість (%), А1	Сухі речовини (%), А2	Загальні цукри (%), А3	Вітамін С (мг на 100 г), А5	Сума зольних елементів (%), А6	Клітко- вина (%) А7
	ѓ1	ѓ€ 1	ѓ2	ѓ€ 2	ѓ3	ѓ€ 3	ѓ4	ѓ€ 4	ѓ5	ѓ€ 5	ѓ6	ѓ€ 6
х1	Плівка 40мкм (Контроль)	94,59	0,44	5,41	0,62	3,37	0,58	23,74	0,61	0,41	0,32	1,93	0,63
х2	Лоток ПЕТ	94,42	0,40	5,58	0,70	3,64	0,69	23,91	0,63	0,53	0,59	1,99	0,60
х3	Пакет з защипами	94,21	0,36	5,79	0,80	3,82	0,73	24,38	0,70	0,57	0,68	2,13	0,53
х4	Лоток з пінополісти-ролу	94,36	0,39	5,64	0,73	3,31	0,55	23,87	0,63	0,54	0,61	1,78	0,71
х5	Коробка картонна	95,05	0,54	4,92	0,38	2,96	0,40	21,63	0,31	0,38	0,25	1,52	0,85
ѓ - j	92,52		4,12		2,01		19,43		0,27		1,24
ѓ + j	97,23		6,21		4,36		26,53		0,71		3,12
ѓ j (хu)		1		1		1		1		1		1
ѓ j опт	97,23 [max]		6,21 [max]		4,36 [max]		26,53 [max]		0,71 [max]		1,24 [min]

6.4 Математичний взаємозв'язок між показниками збереженості та показниками якості коренеплодів редиски

Біологічні об'єкти існують в тісному взаємозв'язку із середовищем в якому вони перебувають, між собою, а також із ознаками в межах одного виду. Дослідження багатофакторності цих взаємозв'язків пов'язані із інтуїцією дослідника і суб'єктивним тлумаченням внаслідок надійних об'єктивних критеріїв [187]. Метод кореляційних плеяд дає можливість об'єктивно відділити суттєві зв'язки від несуттєвих, об'єктивно розмістити ознаки за ступенем їх значущості, визначити структуру взаємозв'язків в середині будь-якого комплексу ознак. В основі методу лежить те, що ознаки зв'язані між собою не хаотично, а утворюють скупчення групи. Ознаки, що входять в одну групу сильніше зв'язані між собою, ніж із ознаками інших груп. В межах кожної групи є ознака - індикатор, яка сильніше зв'язана із рештою ознак своєї групи. П.В. Терентьєв [188] для позначення цього явища ввів термін кореляційна плеяда, під яким розуміють групу ознак, які зв'язані між собою сильніше ніж з ознаками інших плеяд.

Метою досліджень було встановлення взаємозалежності показників збереженості, залежності від них виходу товарної продукції та якісних показників коренеплодів редиски.

Послідовність побудови кореляційних плеяд наступна:

1) за допомогою сучасних програм статистичного аналізу розрахували коефіцієнти множинних кореляцій між ознаками за певної кількості зв'язків.

2) будували кореляційні матриці залежностей в яких виділяли коефіцієнти кореляції, достовірні на достовірному рівні (додаток БН)

3) будували кореляційні кільця, які визначали первинні центри зв'язків

4) на основі біологічного тлумачення змісту зв'язків будували кореляційні плеяди різних геометричних типів (зірка, ланцюг, мережа).

Ступінь залежності і взаємозв'язків встановлювалася для показників:

ЗВ - зовнішній вигляд; К - консистенція; С - смак; З - запах; ВР - вид на розрізі; ВМ - природні втрати маси, %; ЗВ - загальні втрати,%; СР - вміст сухих речовин %; ЗЦ - вміст загальних цукрів %.

Важливе теоретичне і практичне значення має встановлення взаємозв'язків між показниками, які формують поняття збереженість, їх ступінь впливу один на одного. Для сорту редиски Червоний з білим кінчиком весняного і осіннього урожаю кореляційні плеяди мають вигляд рис.6.2 та рис 6.3.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6.2 Кореляційна плеяда залежності між кількісними і якісними показниками збереженості коренеплодів редиски сорту Червоний з білим кінчиком весняного урожаю

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис6.3 Кореляційна плеяда залежності між кількісними і якісними показниками збереженості коренеплодів редиски сорту Червоний з білим кінчиком осіннього урожаю

За даними рис. 6.2 показники утворюють симетричні тріади, які рівнозначно впливають на показник збереженості. Головним показником - індикаторами є загальні втрати, які мають обернену сильну залежність від збереженості (r = -1). Остання в свою чергу обернено залежить і від ВМ (r = - 0,72). В свою чергу ВМ і ЗВ сильно взаємопов'язані між собою між собою (r= 0,73). Такий взаємозв'язок впливає на формування якісних показників коренеплодів в процесі зберігання. Для коренеплодів осіннього строку вирощування (рис.6.3) існує досить сильний обернений взаємозв'язок між показниками збереженість і втрати маси (r = - 0,92), збереженість і загальні втрати (r=- 1), а між ВМ та ЗВ сильна пряма залежність (r = 0,92). В середині кореляційної плеяди сформована тріада між показниками збереженість, СР та ЗЦ. Прямий сильний зв'язок в цій тріаді між показниками СР та ЗЦ (r = 0,93), сильний між збереженістю і СР (r = 0,62).

Для коренеплодів редиски сорту Червоний велетень кореляційні плеяди мають змішаний та мережевий тип і представлені на рис 6.4 і рис. 6.5.Показники плеяди (рис. 6.4) формують два яруси: верхній ярус - це тріада в якій видно тісний прямий взаємозв'язок між показниками СР та ЗЦ (r = 0,62), нижній ярус кільце, в якому існує досить тісний обернений зв'язок між показниками ВМ та ЗВ (r = - 0,91). Між всіма іншими показниками існують середні прямі та обернені залежності. Кореляційна плеяда (рис.6.5), яка характеризує взаємозв'язки між показниками збереженості у редиски Червоний велетень осіннього строку вирощування, показує досить слабкі прямі і оберненні зв'язки і залежність між показниками ЗЦ та ЗВ (r = - 0,10), збереженість та ЗЦ (r = 0,09).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6.4 Кореляційна плеяда залежності між кількісними і якісними показниками збереженості коренеплодів редиски сорту Червоний велетень весняного вирощування

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6.5 Кореляційна плеяда залежності між кількісними і якісними показниками збереженості коренеплодів редиски сорту Червоний велетень осіннього вирощування

Дослідження якості коренеплодів редиски різних сортів, груп стиглості і строків вирощування показали, що вона пов'язана із органолептичними показниками, їх взаємозв'язками між собою в межах окремих видів.

Побудова кореляційних плеяд (рис.6.6 та рис.6.7) для сорту Червоний з білим кінчиком, які характеризують якість коренеплодів після зберігання, показали, що існують головні показники-індикатори, які сильно між собою корелюють та створюють тріади, в середині яких існує різна сила зв'язків між показниками.

Показниками - індикаторами в цих плеядах являються вид на розрізі (ВР), зовнішній вигляд (ЗВ) та консистенція (К). Між цими показниками існує сильний прямий зв'язок: ЗВ та ВР (r = 0,97), К та ВР (r = 0,98), ЗВ та К (r = 0,93). У тріаді показників смаку (С), запаху (З) та консистенції (К) існує сильна пряма залежність між всіма показниками. Коефіцієнти кореляції коливаються в межах (r = 0,95- 0,98).

Геометричний тип плеяд для сорту Червоний велетень різних строків вирощування відрізняються Проте головні показники-індикатори залишаються ті ж самі. Вони створюють внутрішні тріади показників якості. Це прямий і сильний зв'язок між зовнішнім виглядом (ЗВ) і смаком (С) (r = 0,98), консистенцією (К) і запахом (З) (r = 0,89), запахом (З) і видом на розрізі (ВР) (r = 0,97). Вказані показники мають і інші зв'язки, але вони не досить сильні зовнішній вигляд (ЗВ) та ВР (r = 0,56), смак (С) та консистенція (К) (r = 0,69)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6.6 Кореляційна плеяда залежності між показниками якості коренеплодів редиски сорту Червоний з білим кінчиком весняного урожаю

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6.7 Кореляційна плеяда залежності між показниками якості коренеплодів редиски сорту Червоний з білим кінчиком осіннього урожаю

Таким чином, при зберігання коренеплодів редиски визначальними показниками - індикаторами виступають загальні втрати та втрати маси, які мають сильний прямий та обернений зв'язки і впливають на вміст сухих речовин, які є визначальним показником хімічного складу коренеплодів. А також зовнішній вигляд, вид на розрізі та консистенція, які формують смак і запах коренеплодів і впливають на загальну органолептичну оцінку якості редиски.

Отже дослідження показали виправдане застосування методу кореляційних плеяд при оцінці якості коренеплодів редиски. Комбінований вплив показників збереженості, хімічного складу і органолептичних показників формує показники індикатори, які є основними для оцінки і прогнозування якості коренеплодів редиски.

РОЗДІЛ 7. ЕКОНОМІЧНА ТА ЕНЕРГЕТИЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗБЕРІГАННЯ РЕДИСКИ

Економічну ефективність зберігання коренеплодів визначають як різницю між сумою виручки від реалізації продукції та сумою витрат, пов'язаних із закупівлею, зберіганням та реалізацією продукції.

Ефективне зберігання коренеплодів можливе лише за умови зберігання їх якості з мінімальними втратами протягом періоду закупівлі та зберігання [120,175]. Ефективність зберігання коренеплодів забезпечується суттєвою різницею цін в осінній і зимово-весняний період. У зв'язку із сезонністю виробництва, ціна на коренеплоди в період збору урожаю і масового насичення ними ринку - нижчі ніж зимою та весною, коли є дефіцит даної продукції.

Основними показниками економічної ефективності зберігання продукції є прибуток в розрахунку на одну тонну коренеплодів і рівень рентабельності [127]. Їх величини залежать від собівартості продукції, закладеної на зберігання в холодильні камери, витрат на зберігання, лежкості коренеплодів і ціни реалізації після зберігання. Собівартість редиски із відкритого ґрунту складає 0,5 грн./кг, в свою чергу затрати праці на вирощування тепличної продукції збільшуються у 50-70 разів, капіталовкладення в 200 разів, собівартість збільшується в 15-20 разів і складає 7,5 - 10 грн./кг [153].

Витрати на зберігання коренеплодів редиски з використанням різних видів спожиткової тари значно вищі, ніж при звичайному зберіганні - в овочевих ящиках, насипом. Однак, збільшення виходу товарної продукції і краща якість після процесу зберігання, покриває додаткові витрати, пов'язані з цим процесом.

В ході проведення досліджень, було поставлено за мету вивчити ефективність зберігання коренеплодів редиски з використанням різних видів спожиткової тари та при зберіганні різними способами. Ефективність зберігання редиски в спожитковій тарі із полімерних матеріалів визначається зниженням втрат, збереженням більш високого рівня якості коренеплодів і подовженням терміну зберігання.

В період наших досліджень закупівельна ціна досліджуваних сортів редиски коливалася залежно від періоду закупки. Так, весняний урожай редиски Червоний з білим кінчиком до закладки на зберігання закуповували по ціні 3000 грн/т, осінній - 2000 грн./т. Закупівельна ціна на редиску сорту Червоний велетень була стабільною, не залежно від періоду закупівлі і становила 4000 грн./т.

Витрати на зберігання вищезазначених коренеплодів складаються з таких статей: заробітна плата з нарахуваннями (підготовка продукції до фасування, пакування і розміщення, підготовка продукції до реалізації);витрати на електроенергію (за існуючими тарифами) та матеріали (вартість спожиткової тари для фасування); втрати продукції протягом періоду зберігання.

Для прикладу, розглянемо редиску сорту Червоний з білим кінчиком весняного і осіннього урожаю, який зберігався з використанням різних видів спожиткової тари. Термін зберігання в спожитковій тарі із полімерних матеріалів складав 92 доби, в картонній тарі - 65 діб. Витрати на зберігання 1 тони коренеплодів редиски різнилися між собою витратами на електроенергію (для редиски, що зберігався в картонній коробці ці витрати були меншими за рахунок зменшення терміну зберігання) і витратами на спожиткову тару. Кожен вид спожиткової тари мав свою ціну. Найдешевшим видом спожиткової тари виявився пакет поліетиленовий з товщиною плівки 40 мкм - 20 грн. на тону продукції, найдорожчим - лоток з пінополістиролу, закритий харчовою плівкою - 150 грн. на тону продукції.

Хоча різниця в закупівельній ціні весняного і осіннього урожаю становить 1000 грн./т, ціна реалізації у весняний період становила в середньому 9300 грн./т, в осінній - 6700 грн./т, що пояснюється, в першому випадку - дефіцитом свіжої плодоовочевої продукції на ринку, в іншому - збільшенням її пропозиції.

Розраховуючи інтегральні показники ефективності зберігання редиски в різних видах спожиткової тари із полімерних матеріалів, можемо зазначити, що найбільш ефективним виявилося зберігання коренеплодів в пакеті поліетиленовому з товщиною плівки 30 мкм з герметичними ззащипами. При витратах на зберігання 767,47 грн. та втратами продукції на кінець періоду зберігання у розмірі 8,8 %, сума прибутку становить 4714,13 грн., рівень рентабельності склав 125,13%.

Контрольним зразком, при дослідженні процесу зберігання редиски у різних видах спожиткової тари, було обрано пакет поліетиленовий з товщиною плівки 40 мкм, рівень рентабельності при зберіганні в якому склав 120,87 %. Конкурувати з цим видом упаковки за рівнем рентабельності може лише пакет поліетиленовий з товщиною плівки 30 мкм та герметичними защипами. Це підтверджується розра...