Анализ качества свекловичной мелассы на доказательной основе референтных значений показателей

Свекловичная меласса представляет собой комплекс природных компонентов сахарной свеклы, дополненный образовавшимися в процессе переработки корнеплодов органическими и минеральными соединениями. Каждое направление промышленного использования мелассы, например, бродильное производство или производство лимонной кислоты, предполагает наличие определенных показателей ее качества. При этом информация об их достоверных пределах содержания и варьирования как нормируемых стандартом, так и предъявляемых потребителями отсутствует. Отмеченная ситуация препятствует возможности выбора потребителями мелассы нужного качества. Цель исследования состояла в установлении обоснованных на вероятностной основе референтных значений для основных показателей качества мелассы. Объектом исследования служили промышленные образцы мелассы 35 российских свеклосахарных заводов производственных сезонов 2019-2023 гг., характеризуемые на основе 10 показателей качества. Полученные мониторинговые данные были преобразованы в интервальные вариационные ряды с последующей проверкой гипотезы о соответствии нормальному распределению. Расчет доверительных интервалов показателей качества мелассы выполнен согласно классической интервальной оценке генеральной средней. Подтвержденные нулевые гипотезы непараметрических тестов Колмогорова-Смирнова (λ) и Пирсона (χ²), а также близкие по значениям средние арифметические, медианы и моды свидетельствуют о соответствии показателей качества нормальному закону распределения. Не выявлено значимой корреляции (по Чеддоку) между показателями, кроме содержания сахарозы и сбраживаемых сахаров (r=0,848). Верхний предел референтного значения содержания кальция, равный 0,83 % СаО, выходил за пороговый уровень для бродильного производства и производства лимонной кислоты (соответственно 0,8 и 0,7 % СаО); верхнее референтное значение содержания редуцирующих веществ – 0,65 % превышало пороговый уровень для бродильных производств (0,5 %). Полученные референтные значения могут обеспечить более эффективное использование свекловичной мелассы в разных сферах экономики. 

1. Технологическая адекватность продукции свеклосахарного производства, используемой в пищевой промышленности / М. И. Егорова, Л. Н. Пузанова, И. С. Михалева и др. // Пищевые системы. 2023. Т. 6. № 3. С. 298–307. doi: 10.21323/26189771-2023-6-3-298-307.

2. Свекловичная меласса – обессахаривание, состав, свойства и возможности практического использования / Э. Шарка, З. Бубник, А. Хинкова и др. // Сахар и свекла. 2013. № 2. С. 26–38.

3. Short communication: Characterization of molasses chemical composition / A. Palmonari, D. Cavallini, C. J. Sniffen, et al. // Jurnal of Dairy Science. 2020. Vol. 103. No. 7. P. 6244–6249. doi: 10.3168/jds.2019-17644.

4. Обоснование способа получения сахара при глубокой переработке свекловичной мелассы / Н. Г. Кульнева, П. Ю. Сурин, В. А. Федорук и др. // Вестник ВГУИТ. 2022. Т. 84. № 1. С. 58–65. doi: 10.20914/2310-1202-2022-1-58-65.

5. Utilization of desugarized sugar beet molasses for the production of poly (3-hydroxybutyrate) by halophilic Bacillus megaterium uyuni S29 / M. Schmid, H. Song, M. Raschbauer, et al. // Process Biochemistry. 2019. Vol. 86. P. 9–15. doi: 10.1016/j.procbio.2019.08.001.

6. Dynamics and complexity of dark fermentation microbial communities producing hydrogen from sugar beet molasses in continuously operating packed bed reactors / A. Detman, D. Laubitz, A. Chojnacka, et al. // Front. Microbiol. 2021. Vol. 11. P. 1–19. URL: https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2020.612344/full (дата обращения: 23.04.2024). doi: 10.3389/fmicb.2020.612344.

7. Анализ способов микробиологической обработки мелассы для получения альтернативных видов топлива / С. О. Семенихин, О. В. Федосеева, М. В. Бабакина и др. // Известия вузов. Пищевая технология. 2019. № 6-5. С. 6–9. doi: 10.26297/05793009.2019.5-6.1.

8. Zhang S., Wang J., Jiang H. Microbial production of value-added bioproducts and enzymes from molasses, a by-product of sugar industry // Food Chemistry. 2021. Vol. 346. Article 128860. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0308814620327229 (дата обращения: 23.04.2024). doi: 10.1016/j.foodchem.2020.128860.

9. Попов В. С., Воробьева Н. В. Научно-практическое обоснование возможности использования мелассы для культивирования Bifidobacterium bifidum // Достижения науки и техники АПК. 2021. Т. 35. № 1. С. 48–51. doi: 10.24411/0235-2451-2021-10109.

10. A review regarding the use of molasses in animal nutrition / A. L. Mordenti, E. Giaretta, L. Campidonico, et al. // Animals. 2021. Vol. 11. No. 1. Article 115. URL: https://www.mdpi.com/2076-2615/11/1/115 (дата обращения: 23.04.2024). doi: 10.3390/ani11010115.

11. Круглик С. В. О способе использования обедненной мелассы // Сахар. 2020. № 1. С. 14–18.

12. Евгина С. А., Савельев Л. И. Современные теория и практика референтных интервалов // Лабораторная служба. 2019. Т. 8. № 2. С. 36–44. doi: 10.17116/labs2019802136.

13. Расчет референтных интервалов для показателей крови у детей и подростков: обзор проектов / Ж. В. Гришина, С. О. Ключников, В. С. Фещенко и др. // Медицина экстремальных ситуаций. 2023. Т. 25. № 1. С. 4–11. doi: 10.47183/mes.2023.008.

14. Характеристика качества молока и его зависимость от различных факторов / В. К. Скоркин, Д. К. Ларкин, И. А. Тихомиров и др. // Вестник ВНИИМЖ. 2019. № 1 (33). С. 14–20.

15. Проверка гипотезы нормальности числа падения овсяной муки по малым выборкам / Н. А. Шмалько, И. А. Никитин, Д. А. Велина и др. // Вестник ВГУИТ. 2023. Т. 85. № 1. С. 118–126. doi: 10.20914/2310-1202-2023-1-118-126.

16. Руководство по организации контроля технологического потока производства сахара из сахароносного растительного сырья (сахарной свеклы) / М. И. Егорова, Л. И. Беляева, Л. Н. Пузанова и др. Курск: Курский ФАНЦ, 2022. 186 с.

17. Методы оценки технологических качеств сахарной свёклы с использованием показателей содержания калия, натрия и α-аминного азота, определённых в свёкле и продуктах её переработки / В. Н. Кухар, А. П. Чернявский, Л. И. Чернявская и др. // Сахар. 2019. № 1. С. 18–36.

18. Заляжных В. В. О критериях одиночных выбросов // Журнал естественнонаучных исследований. 2022. Т. 7. № 1. С. 16–21. doi: 10.12737/issn.2500-0489.

19. Лемешко Б. Ю., Лемешко С. Б. Проблемы применения непараметрических критериев согласия в задачах обработки результатов измерений // Системы анализа и обработки данных. 2021. № 2 (82). С. 47–66. doi: 10.17212/2782-2001-2021-2-47-66.

20. Александровская Л. Н., Кириллин А. В., Кербер О. Б. Выбор ряда критериев проверки отклонения распределения вероятностей от нормального закона в практике инженерного статистического анализа // Труды ФГУП «НПЦАП». Системы и приборы управления. 2017. № 1. С. 42–52.

21. Durakovic B. Design of experiments: Application, concepts, examples: state of the art // Periodicals of Engineering and Natural Sciences. 2017. Vol. 5. No. 3. Р. 421–439.

22. Тарасенко И. Д., Дударев В. А. Использование статистических критериев для оценки качества данных (на примере данных по свойствам неорганических веществ) // Тонкие химические технологии. 2017. Т. 12. № 3. С. 101–105.