ВведениеСовременные мировые тенденции развития пищевых технологий основаны на использовании научных подходов, обеспечивающих высокое качество продуктов питания при снижении материало- и энергозатрат. В повышении конкурентоспособности российской пищевой продукции особую роль играют пищевые ингредиенты – пищевые добавки и технологические вспомогательные средства (технологические добавки). Их набор выражен функциональным многообразием, постоянным совершенствованием и импортозависимостью [1, 2].В пищевой индустрии производство белого свекловичного сахара возможно при использовании технологических вспомогательных средств. Применение широкого функционального спектра средств (антимикробные, пеногасители, ферментные препараты, антинакипины, флокулянты, коагулянты, деколоранты, сорбенты, затравочные материалы и др.) обусловлено как сложностью, множественностью и ресурсоемкостью процессов, так и разным технологическим качеством перерабатываемой сахарной свеклы, в том числе микробиологически зараженной. В последние годы в объеме перерабатываемых высокопродуктивных гибридов сахарной свеклы отмечено увеличение доли бактериально инфицированных корнеплодов [3]. Наличие в технологической линии на начальных процессах благоприятных условий для выживания и развития микроорганизмов (невысокая температура, влага, воздух, легкая доступность к питательным веществам) становится причиной появления их устойчивых форм к различного рода угнетающим факторам. Толерантность и резистентность многих видов бактерий обусловлена их способностью к существованию в состоянии биологических пленок [4, 5]. Наиболее характерные биопленкообразователи для производства сахара представлены слизеобразующими бактериями Leuconostoc mesenteroides. Они продуцируют из целевого компонента сахарозы внеклеточный полисахарид декстран, служащий основной структурной единицей экзополимерного матрикса биопленки.Слизеобразующие бактерии отнесены к проблемным как с позиций технологии сахара, так и его использования в качестве сырьевого ингредиента для производства других пищевых продуктов. Развитие и перемещение слизеобразующей микрофлоры в пищевых системах процессов сахарного производства приводит к накоплению в полуфабрикатах нежелательных веществ: высокомолекулярных соединений декстрана и левана, органических кислот, газов. Эти вещества тормозят протекание технологических процессов, снижают качество получаемых полуфабрикатов и потребительские свойства вырабатываемого белого сахара, увеличивая цветность и мутность растворов сахара, ухудшая его кристаллоструктуру, снижая микробиологическую чистоту [6–8]. В результате снижены необходимые функционально-технологические свойства сахара как сырьевого ингредиента. Это создает проблемы в пищевых технологиях (возникает пенообразование, ослизнение, повышение вязкости) и приводит к ухудшению потребительских свойств вырабатываемых продуктов питания: помутнению, образованию хлопьевидного осадка в безалкогольных и алкогольных напитках; непрозрачности желейных и карамельных кондитерских изделий и др. [9, 10]. Поэтому поиск возможностей повышения качества белого сахара из инфицированной сахарной свеклы актуален с производственной точки зрения.В научно-технической литературе недостаточно представлена информация по комплексному применению в производстве сахара технологических вспомогательных средств различной функциональной направленности. Начальный процесс экстрагирования сахарозы насыщен используемыми средствами. От его эффективного протекания зависит качество полуфабрикатов последующих процессов: от известково-углекислотной очистки диффузионного сока до получения белого сахара. При переработке инфицированной слизистым бактериозом сахарной свеклы обязательно применение антимикробного средства (для уничтожения и подавления развития микроорганизмов), пеногасителя (для снижения и устранения пенообразования), ферментного препарата гликозидазного действия (для гидролиза полисахаридов декстрана и левана). Изучению вопросов автономного применения конкретных препаратов этих средств (режимов и точек ввода, оптимальных доз и др.) посвящено большое количество публикаций отечественных и зарубежных ученых [11, 12]. Однако вопросу взаимодействия между ними не уделено достаточного внимания. В сфере применения пищевых ингредиентов к фокусу исследований отнесены взаимодействия между различными пищевыми добавками для повышения пищевой ценности и качества вырабатываемых продуктов питания [13].В связи с этим цель исследования заключалась в установлении закономерностей изменения технологических индикаторов полуфабрикатов технологического потока, полученных при совместном применении ферментного препарата, антимикробного средства и пеногасителя в заданном диапазоне доз в процессе экстрагирования сахарозы из бактериально инфицированной сахарной свеклы. Объекты и методы исследованияИсследования проводили в лаборатории технологий сахара НИИ сахарной промышленности ФГБНУ «Курский ФАНЦ». Объектом исследований служили полуфабрикаты сока (диффузионный, преддефекованный, первой и второй ступеней сатурации) и сиропа, полученные из корнеплодов сахарной свеклы второй степени инфицирования слизистым бактериозом, предназначенные для переработки на сахарных заводах Центрально-Черноземного региона в производственный сезон 2019–2020 гг.В качестве технологических вспомогательных средств использовали антимикробное средство Бетасепт по ТУ 2381-001-92287788-2014; пеногаситель Волтес ФСС 93 по ТУ 2226-100-34686523-09; ферменто-антисептирующий препарат Декстрасепт 2 по ТУ 20.14.64-001-09265941-2017, содержащий декстраназу с активностью не менее 7000 ед./г и леваназу с активностью не менее 400 ед./мл.Исследования проводили на основе методов физического и математического моделирования последовательных технологических процессов производства белого сахара: получение свекловичной стружки, экстрагирование сахарозы, известково-углекислотная очистка диффузионного сока, сгущение очищенного сока. Экстрагирование сахарозы из свекловичной стружки осуществляли при температуре 68–70 °С подогретой до 80 °С и подкисленной серной кислотой до рН 5,5–5,8 водопроводной водой в соотношении стружка:вода 1:1. Дозы и точки ввода применяемых вышеуказанных средств устанавливали согласно технологической документации по их применению.Известково-углекислотную очистку диффузионного сока проводили путем многократной последовательной обработки известковым молоком Са(ОН)2 плотностью 1,18–1,19 г/см3 и углекислым газом СО2 с удалением осадка несахаров. Также соблюдали существующий технологический режим (температуру, щелочность, продолжительность) и алгоритм ведения процессов: предварительная дефекация, основная дефекация, первая ступень сатурации, фильтрование, дефекация, вторая ступень сатурации, фильтрование. Полученный очищенный сок сгущали выпариванием до содержания сухих веществ (СВ) 68–72 %.В качестве технологических индикаторов полуфабрикатов рассматривали информативные показатели качества, которые определяли по общепринятым в сахарном производстве методикам. Содержание сахарозы измеряли на поляриметре Saccharomat NIR W2, содержание сухих веществ – на рефрактометре DUR-SW, цветность – на фотометре Coloromat 100. Степень инфицирования слизистым бактериозом определяли методом микроскопирования окрашенного мазка «раздавленная капля» с использованием микроскопа Levenhuk D740Т [12]. Скорость осаждения устанавливали по изменению высоты слоя осадка в течение первых 5 мин, выражая в см/мин. Мутность определяли комплексометрическим методом по разности содержания солей кальция – общего и растворимых [14].Экспериментальная часть работы выполнена с использованием матрицы 13-вариантного лабораторного опыта на основе D-оптимального плана Бокса-Бенкена 2-го порядка для трех факторов на трех уровнях их варьирования (табл. 1). Таблица 1. Сокращенная факториальная схема реализации лабораторного опытаTable 1. Short factorial scheme of the  experiment  ВведениеСовременные мировые тенденции развитияпищевых технологий основаны на использованиинаучных подходов, обеспечивающих высокое качествопродуктов питания при снижении материало- иэнергозатрат. В повышении конкурентоспособностироссийской пищевой продукции особую рольиграют пищевые ингредиенты – пищевые добавкии технологические вспомогательные средства(технологические добавки). Их набор выраженфункциональным многообразием, постояннымсовершенствованием и импортозависимостью [1, 2].В пищевой индустрии производство белогосвекловичного сахара возможно при использованиитехнологических вспомогательных средств.Применение широкого функционального спектрасредств (антимикробные, пеногасители, фер-ментные препараты, антинакипины, флокулянты,коагулянты, деколоранты, сорбенты, затравочныематериалы и др.) обусловлено как сложностью,множественностью и ресурсоемкостью процессов,так и разным технологическим качествомперерабатываемой сахарной свеклы, в том числемикробиологически зараженной. В последние годыв объеме перерабатываемых высокопродуктивныхгибридов сахарной свеклы отмечено увеличение долибактериально инфицированных корнеплодов [3].Наличие в технологической линии на начальныхпроцессах благоприятных условий для выживанияи развития микроорганизмов (невысокаятемпература, влага, воздух, легкая доступностьк питательным веществам) становится причинойпоявления их устойчивых форм к различногорода угнетающим факторам. Толерантностьи резистентность многих видов бактерийобусловлена их способностью к существованиюв состоянии биологических пленок [4, 5].Наиболее характерные биопленкообразователи дляпроизводства сахара представлены слизеобразующимибактериями Leuconostoc mesenteroides. Онипродуцируют из целевого компонента сахарозывнеклеточный полисахарид декстран, служащийFederal Agricultural Kursk Research Center , Kursk, RussiaReceived: March 31, 2021 Accepted in revised form: May 01, 2021Accepted for publication: July 15, 2021*е-mail: belyaeva_li@mail.ru© L.I. Belyaeva, M.K. Pruzhin, A.V. Ostapenko, V.N. Gurova, 202 1Abstract.Introduction. Technological aids play a special role in sugar production technology, but their complex effectiveness requires acomprehensive and in-depth study. The research objective was to establish the patterns of change in the technological indicatorsof semi-finished products obtained from bacterially infected sugar beets with the combined use of an enzyme preparation,antimicrobial agent, and defoamer.Study objects and methods. The study involved such semi-finished products as juice (diffusion, pre-defecated, first and secondsaturation) and syrup, the quality of which was determined according to standard methods. The laboratory experiment wascarried out on the basis of the second-order D-optimal Box-Behn ken plan for three factors at three levels.Results and discussion. The research revealed positive dynamics of the following technological indicators: sucrose content,deposition rate, turbidity, chromaticity, and general purification effect. The sugar beet had the second degree of infectionwith mucous bacteriosis. Purified juice underwent lime-carbon dioxide purification and thickening under the combinationof enzyme preparation Dextrasept 2, antimicrobial agent Betasept, and antifoam agent Voltes FSS 93. The greatest increasein sucrose at the level of 1.1% by DM weight was confirmed by a higher overall effect of purification of diffusion juice(2.2 %). The values of turbidity of the purified juice and syrup were below the threshold values. The low values resultedfrom the increase in the sedimentation rate of the pre-defective juice and the juice of the first saturation by an average of4.1 and 3.2 times, respectively, due to the effective removal of high molecular weight compounds. The share of the enzymepreparation was 40–71%, antimicrobial agent – 19–49%, defoamer – 1.6–6.5%. The values of the multicriteria optimizationparameter corresponded with technological indicators. The optimal combination (per 1000 tons of beets) included 6–8 kg ofDextrasept 2, 1.5–2.0 kg of Betasept, and 15–20 kg of Voltes FSS 93. As a result, the yield of white sugar increased by 0.25%.Conclusion. The regression dependencies can be recommended for predicting the main technological indicators of semi-finishedproducts. The resulting data makes it possible to determine the effectiveness of the combined use of an enzyme preparation,antimicrobial agent, and defoamer in sugar production. Further research will identify the patterns of multifactorial interactionof these preparations.Keywords. Sugar, sugar beet, microorganisms, enzyme preparation, juice, syrup, turbidity, color, regressionFor citation: Belyaeva LI, Pruzhin MK, Ostapenko AV, Gurova VN. Improvement of Technological Indicators of Semi-Finished Products of Sugar Production from Bacterially Infected Sugar Beet. Food Processing: Techniques and Technology.2021;51(3):458–469. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-3-458-469.460Belyaeva L.I. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2021, vol. 51, no. 3, pp. 458–469основной структурной единицей экзополимерногоматрикса биопленки.Слизеобразующие бактерии отнесены кпроблемным как с позиций технологии сахара,так и его использования в качестве сырьевогоингредиента для производства других пищевыхпродуктов. Развитие и перемещение слизеобразующеймикрофлоры в пищевых системах процессовсахарного производства приводит к накоплениюв полуфабрикатах нежелательных веществ:высокомолекулярных соединений декстрана илевана, органических кислот, газов. Эти веществатормозят протекание технологических процессов,снижают качество получаемых полуфабрикатови потребительские свойства вырабатываемогобелого сахара, увеличивая цветность и мутностьрастворов сахара, ухудшая его кристаллоструктуру,снижая микробиологическую чистоту [6–8]. Врезультате снижены необходимые функционально-технологические свойства сахара как сырьевогоингредиента. Это создает проблемы в пищевыхтехнологиях (возникает пенообразование, ослизнение,повышение вязкости) и приводит к ухудшениюпотребительских свойств вырабатываемых продуктовпитания: помутнению, образованию хлопьевидногоосадка в безалкогольных и алкогольных напитках;непрозрачности желейных и карамельныхкондитерских изделий и др. [9, 10]. Поэтому поисквозможностей повышения качества белого сахараиз инфицированной сахарной свеклы актуален спроизводственной точки зрения.В научно-технической литературе недостаточнопредставлена информация по комплексномуприменению в производстве сахара технологическихвспомогательных средств различной функциональнойнаправленности. Начальный процесс экстрагированиясахарозы насыщен используемыми средствами. Отего эффективного протекания зависит качествополуфабрикатов последующих процессов: отизвестково-углекислотной очистки диффузионногосока до получения белого сахара. При переработкеинфицированной слизистым бактериозом сахарнойсвеклы обязательно применение антимикробногосредства (для уничтожения и подавления развитиямикроорганизмов), пеногасителя (для сниженияи устранения пенообразования), ферментногопрепарата гликозидазного действия (для гидролизаполисахаридов декстрана и левана). Изучениювопросов автономного применения конкретныхпрепаратов этих средств (режимов и точек ввода,оптимальных доз и др.) посвящено большоеколичество публикаций отечественных и зарубежныхученых [11, 12]. Однако вопросу взаимодействиямежду ними не уделено достаточного внимания. Всфере применения пищевых ингредиентов к фокусуисследований отнесены взаимодействия междуразличными пищевыми добавками для повышенияпищевой ценности и качества вырабатываемыхпродуктов питания [13].В связи с этим цель исследования заключаласьв установлении закономерностей изменениятехнологических индикаторов полуфабрикатовтехнологического потока, полученных при совместномприменении ферментного препарата, антимикробногосредства и пеногасителя в заданном диапазоне доз впроцессе экстрагирования сахарозы из бактериальноинфицированной сахарной свеклы.Объекты и методы исследованияИсследования проводили в лабораториитехнологий сахара НИИ сахарной промышленностиФГБНУ «Курский ФАНЦ». Объектами исследованиястали полуфабрикаты сока (диффузионный,преддефекованный, первой и второй ступенейсатурации) и сиропа, полученные из корнеплодовсахарной свеклы второй степени инфицированияслизистым бактериозом, предназначенные дляпереработки на сахарных заводах Центрально-Черноземного региона в производственный сезон2019–2020 гг.В качестве технологических вспомогательныхсредств использовали антимикробное средствоБетасепт по ТУ 2381-001-92287788-2014; пеногасительВолтес ФСС 93 по ТУ 2226-100-34686523-09;ферменто-антисептирующий препарат Декстрасепт2 по ТУ 20.14.64-001-09265941-2017, содержащийдекстраназу с активностью не менее 7000 ед./г илеваназу с активностью не менее 400 ед./мл.Исследования проводили на основе методовфизического и математического моделированияпоследовательных технологических процессовпроизводства белого сахара: получение свекловичнойстружки, экстрагирование сахарозы, известково-углекислотная очистка диффузионного сока,сгущение очищенного сока. Экстрагированиесахарозы из свекловичной стружки осуществлялипри температуре 68–70 °С подогретой до 80 °Си подкисленной серной кислотой до рН 5,5–5,8водопроводной водой в соотношении стружка:вода1:1. Дозы и точки ввода применяемых вышеуказанныхсредств устанавливали согласно технологическойдокументации по их применению.Известково-углекислотную очистку диффузион-ного сока проводили путем многократнойпоследовательной обработки известковым молокомСа(ОН)2 плотностью 1,18–1,19 г/см3 и углекислымгазом СО2 с удалением осадка несахаров. Соблюдалисуществующий технологический режим (температуру,щелочность, продолжительность) и алгоритм веденияпроцессов: предварительная дефекация, основнаядефекация, первая ступень сатурации, фильтрование,дефекация, вторая ступень сатурации, фильтрование.Полученный очищенный сок сгущали выпариваниемдо содержания сухих веществ (СВ) 68–72 %.461Беляева Л. И. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 3 С. 458–469В качестве технологических индикаторовполуфабрикатов рассматривали информативныепоказатели качества, которые определяли пообщепринятым в сахарном производстве методикам.Содержание сахарозы измеряли на поляриметреSaccharomat NIR W2, содержание сухих веществ – нарефрактометре DUR-SW, цветность – на фотометреColoromat 100. Степень инфицирования слизистымбактериозом определяли методом микроскопированияокрашенного мазка «раздавленная капля» сиспользованием микроскопа Levenhuk D740Т [12].Скорость осаждения устанавливали по изменениювысоты слоя осадка в течение первых 5 мин, выражая всм/мин. Мутность определяли комплексометрическимметодом по разности содержания солей кальция –общего и растворимых [14].Экспериментальная часть работы выполненас использованием матрицы 13-вариантноголабораторного опыта на основе D-оптимальногоплана Бокса-Бенкена 2-го порядка для трех факторовна трех уровнях их варьирования (табл. 1).Для оценки дисперсии воспроизводимостиосуществлено дополнительное 5-кратное дублиро-вание одного варианта на нулевых уровняхварьирования изучаемых факторов. Выявлениезакономерностей совокупного влияния ферментногопрепарата, антимикробного средства и пеногасителяна качество протекания изучаемых процессоввыполняли с использованием практическихположений теории планирования эксперимента наоснове алгоритмов регрессионного анализа и методовпроверки статистических гипотез.Выявленные зависимости технологическихиндикаторов полуфабрикатов от вводимых дозферментного препарата, антимикробного средстваи пеногасителя представляли в виде регрессионныхуравнений для кодированных и натуральныхзначений факторов. Статистическую значимостькоэффициентов регрессии определяли с помощьюt-критерия Стьюдента путем сравнения их численныхзначений с доверительным интервалом на уровнеα = 0,05. В качестве дополнительной характеристикиадекватности уравнений регрессии использоваликоэффициент детерминации (R2). Его значение,близкое к 1,0, считали индикатором степенисоответствия модели экспериментальным данным.Статистическую значимость с уровнемα = 0,05 эффектов действия и взаимодействияизучаемых факторов определяли по результатампараметрического дисперсионного анализа (модельпервого типа) на основе показателя наименьшейсущественной разности (НСР05).Натуральные значения каждого технологическогоиндикатора по вариантам опыта переводили вбезразмерную шкалу желательности на основематематической аппроксимации [15]. Обобщенныйкоэффициент желательности получен в соответствиис формулой средней геометрической с учетом всехоцениваемых индикаторов по каждому вариантуопыта [16, 17].Результаты и их обсуждениеРанее проведенными нами исследованиямибыло установлено улучшение технологическихиндикаторов диффузионного сока, полученного изсахарной свеклы второй степени инфицированияслизистым бактериозом при совместном применениив процессе экстрагирования сахарозы ферментногопрепарата гликозидазного действия Декстрасепт 2,антимикробного средства Бетасепт и пеногасителяВолтес ФСС 93 с максимальными и среднимидозами. Наилучшие результаты получены приследующих оптимальных дозах препаратов (на 1000 тсвеклы): Декстрасепт 2 – 6–8 кг, Бетасепт – 1,5–2,0 кги Волтес ФСС 93 – 15–20 кг [18]. Принципамиразработки сложных технологических системпроизводства продуктов питания из растительногосырья предусмотрен системный учет влияющихфакторов на большинство качественных показателейпроцессов технологического потока [19]. Данноеисследование было направлено на выявлениеэффективности действия изучаемых факторов напоследующих процессах известково-углекислотнойочистки и сгущения очищенного сока, что обеспечитвысокий уровень согласованности технологическихрекомендаций.По результатам факториального опыта выявленои показано на рисунках 1–3 преимущественноеТаблица 1. Сокращенная факториальная схема реализации лаборатор ного опытаTable 1. Short factorial scheme of the experimentВариант опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13ФакторыКодированныезначенияA + + − − + + − − 0 0 0 0 0B + − + − 0 0 0 0 + + − − 0C 0 0 0 0 + − + − + − + − 0Натуральныезначения, кг/1000 тсахарной свеклыФерментный препарат (A) 8 8 4 4 8 8 4 4 6 6 6 6 6Антимикробное средство (B) 2,0 1,0 2,0 1,0 1,5 1,5 1,5 1,5 2,0 2,0 1,0 1,0 1,5Пеногаситель (С) 15 15 15 15 20 10 20 10 20 10 20 10 15462Belyaeva L.I. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2021, vol. 51, no. 3, pp. 458–469положительное совокупное влияние ферментногопрепарата Декстрасепт 2, антимикробногосредства Бетасепт и пеногасителя Волтес ФСС 93с максимальными и средними дозами (варианты№ 1, 5, 6, 9, 10, 13) на изменение технологическихиндикаторов сока первой и второй ступенейсатурации, а также сиропа в сравнении с вариантомприменения указанных препаратов с минимальнымидозами (вариант № 4).По данным рисунка 1 отмечено стабильноеувеличение содержания сахарозы в исходномдиффузионном соке, соке второй ступени сатурации(очищенном соке) и сиропе из-за возрастания дозвведения изучаемых препаратов. В вариантах№ 1, 5 и 9 увеличение было наибольшим – на1,1 % к массе СВ в сравнении с вариантом № 4.Это обусловлено эффективным удалением неса-харистых соединений в процессах экстрагированиясахарозы и известково-углекислотной очистки,что подтверждено повышением общего эффектаочистки диффузионного сока на 2,2 абс. % поэтим вариантам. При прочих равных условияхпротекания последующего процесса кристаллизациисахарозы совместное введение технологическихвспомогательных средств способствовало повышениюрасчетного выхода сахара на 0,25 %.Закономерное снижение цветности очищенногосока достигнуто в вариантах № 1, 5 и 9, по сравнениюс вариантом № 4, на 35, 31 и 27 % соответственно.Уровень нарастания цветности сиропа по этимвариантам был ниже на 31 % (рис. 2).По указанным вариантам опыта отмеченаположительная динамика изменения мутности соковпервой и второй ступеней сатурации и сиропа (рис. 3).Соблюдение значений мутности полуфабрикатов потехнологическому потоку в пределах 200–500 мг/дм3для сока первой ступени сатурации, 70–100 мг/дм3для сока второй ступени сатурации, 25–30 мг/дм3для сиропа позволяет достичь величины мутностивырабатываемого белого сахара на уровне (менееРисунок 1. Влияние совместного примененияферментного препарата, антимикробногосредства и пеногасителя на содержание сахарозыв диффузионном соке, соке второй ступени сатурациии сиропе по вариантам опытаFigure 1. Effect of the combined use of an enzyme preparation,antimicrobial agent, and defoamer on the sucrose contentin diffusion juice, second saturation juice, and syrupРисунок 2. Влияние совместного примененияферментного препарата, антимикробного средстваи пеногасителя на цветность сока второй ступенисатурации и сиропа по вариантам опытаFigure 2. Effect of the combined use of an enzyme preparation,antimicrobial agent, and defoamer on the color of the secondsaturation juice and syrupРисунок 3. Влияние совместного примененияферментного препарата, антимикробного средстваи пеногасителя на изменение мутности соков первойи второй ступеней сатурации и сиропапо вариантам опытаFigure 3. Effect of the combined use of an enzyme preparation,antimicrobial agent, and defoamer on the turbidity of the firstand second saturation juices and syrup8083868992951 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Содержание сахарозы,% к массе СВВариант опытаДиффузионный сокСок второй ступени сатурацииСироп040801201602002401 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Цветность,ед.опт.пл.(ICUMSA)Вариант опытаСок второй ступени сатурации Сироп01002003004005001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Мутность, мг/дм3Вариант опытаСок первой ступени сатурацииСок второй ступени сатурацииСироп01530456075Y1 Y2 Y3 Y8 Y9 Y10Доля вклада факторовв варьирование, %Y4 Y5 Y6 Y7Технологические индикаторыФакторы A B C AA AB BB BC CC00,51,01,52,02,540701001301601900 2 4 6 8 10 12Мутность, мг/дм340–70 70–100 100–130 130–160 160–1908083868992951 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Содержание сахарозы,% к массе СВВариант опытаДиффузионный сокСок второй ступени сатурацииСироп040801201602002401 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Цветность,ед.опт.пл.(ICUMSA)Вариант опытаСок второй ступени сатурации Сироп01002003004005001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Мутность, мг/дм3Вариант опытаСок первой ступени сатурацииСок второй ступени сатурацииСироп01530456075Y1 Y2 Y3 Y8 Y9 Y10Доля вклада факторовв варьирование, %Y4 Y5 Y6 Y7Технологические индикаторыФакторы A B C AA AB BB BC CC00,51,01,52,02,540701001301601900 2 4 6 8 10 12Мутность, мг/дм340–70 70–100 100–130 130–160 160–1908083868992951 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Содержание сахарозы,% к массе СВВариант опытаДиффузионный сокСок второй ступени сатурацииСироп040801201602002401 Цветность,ед.опт.пл.(ICUMSA)Сок 01002003004005001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Мутность, мг/дм3Вариант опытаСок первой ступени сатурацииСок второй ступени сатурацииСироп01530456075Y1 Y2 Y3 Y8 Y9 Доля вклада факторовв варьирование, %Y4 Y5 Y6 Y7Технологические индикаторыФакторы A B C AA AB BB BC 00,51,01,52,02,540701001301601900 2 4 6 8 10 12Мутность, мг/дм340–70 70–100 100–130 130–160 160–190463Беляева Л. И. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 3 С. 458–469Таблица 2. Эффекты действия и взаимодействия изучаемых факторов для технологических индикаторовполуфабрикатов по результатам известково-углекислотной очистки диффузионного сокаи сгущения очищенного сокаTable 2. Effects and interaction of the factors on the technolo gical indicators of semi-finished products accordingto the results of lime-carbon dioxide purification of diffusion juice and thickening of purified juiceПолуфабрикат Технологическийиндикатор*Уровеньварьирования (0, +)Средние эффекты действия и взаимодействия факторовА В АВ С АС BCПреддефекованныйсокY1 0 1,19 0,84 –0,28 0,69 –0,07 0,08+ 1,90 1,00 –0,55 0,30 –0,15 0,15НСР05 0,13 0,13 0,08 0,13 0,08 0,08Сок первой ступенисатурацииY2 0 1,35 1,10 –0,25 0,80 –0,10 0,05+ 2,00 1,30 –0,50 0,40 –0,20 0,10НСР05 0,09 0,09 0,05 0,09 0,05 0,05Y3 0 –106,3 –45,3 –6,33 –25,22 2,33 –6,67+ –191,8 –107,8 –12,44 –50,89 4,89 –12,11НСР05 11,73 11,73 6,77 11,73 6,77 6,77Сок второй ступенисатурацииY4 0 0,46 0,34 –0,03 0,19 –0,03 –0,02+ 0,53 0,58 –0,07 0,17 0,00 0,00НСР05 0,09 0,09 0,05 0,09 0,05 0,05Y5 0 –17,78 –10,78 2,22 –5,67 2,89 0,89+ –22,22 –19,22 4,78 –6,67 5,78 2,78НСР05 2,46 2,46 1,42 2,46 1,42 1,42Y6 0 –22,78 –13,33 0,56 –8,22 0,89 1,00+ –33,33 –26,44 1,67 –11,22 1,67 1,89НСР05 1,71 1,71 0,99 1,71 0,99 0,99Y7 0 1,39 1,17 0,18 0,11 –0,05 –0,28+ 1,33 1,25 0,35 0,17 –0,10 –0,55НСР05 0,49 0,49 0,28 0,49 0,28 0,28Сироп Y8 0 0,46 0,32 –0,04 0,17 0,02 –0,01+ 0,54 0,58 –0,06 0,17 0,01 0,01НСР05 0,09 0,09 0,05 0,09 0,05 0,05Y9 0 –19,11 –11,76 3,76 –5,11 1,06 0,24+ –18,73 –19,52 7,50 –3,73 2,03 0,51НСР05 0,45 0,45 0,26 0,45 0,26 0,26Y10 0 –32,67 –19,56 2,00 –12,11 1,00 2,44+ –47,67 –37,78 4,00 –16,22 2,00 4,56НСР05 4,17 4,17 2,41 4,17 2,41 2,41* Y1 – скорость осаждения, см/мин (преддефекованный сок); Y2 – скорость осаждения, см/мин; Y3 – мутность, мг/дм3 (сок первойступени сатурации); Y4 – сахароза, % к массе СВ; Y5 – мутность, мг/дм3; Y6 – цветность, ед. опт. пл. (ед. ICUMSA); Y7 – общий эффекточистки, % (сок второй ступени сатурации); Y8 – сахароза, % к массе СВ; Y9 – мутность, мг/дм3; Y10 – цветность, ед. опт. пл. (ед.ICUMSA) (сироп).* Y1 – sedimentation rate, cm/min (pre-flawed juice); Y2 – deposition rate, cm/min; Y3 – turbidity, mg/dm3 (first saturation juice); Y4 – sucrose,% by DM weight; Y5 – turbidity, mg/dm3; Y6 – chromaticity, units of optical density (ICUMSA); Y7 – general purification effect, % (secondsaturation juice); Y8 – sucrose, % by DM weight; Y9 – turbidity, mg/dm3; Y10 – chromaticity, units of optical density (ICUMSA) (syrup).2 мг/кг), характерном для сахара высокогокачества [20]. В варианте № 4 мутность соков первойи второй ступеней сатурации и сиропа превышалаприведенные пороговые значения. В вариантах№ 1, 5, 9 снижение мутности в полуфабрикатахбыло наибольшим и составило: для сока первойступени сатурации и сиропа – 49 %, для сока второйступени сатурации – 32 %. Это свидетельствовалооб эффективном удалении высокомолекулярныхсоединений в процессах экстрагирования иочистки при оптимальных дозах совместноговведения ферментного препарата гликозидазногодействия, антимикробного средства и пеногасителя.Отмеченное подтверждено высокой седиментационнойспособностью преддефекованного сока и сокапервой ступени сатурации в указанных вариантах:464Belyaeva L.I. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2021, vol. 51, no. 3, pp. 458–469Таблица 3. Уравнения регрессии для кодированных значений фактор ов, отражающие закономерности изменениятехнологических индикаторов исследуемых полуфабрикатовTable 3. Regression equations for coded values of factors, refl ecting the patterns of changein technological indicators of the semi-finished productsТехноло-гическийиндикатор*Коэффициенты регрессии для факторови их взаимодействийПоказатели адекватностиуравнения0 A B C AA AB BB BC CC Fфакт. F05 R R2Y1 2,64 0,950 0,500 0,150 – –0,275 – – –0,365 0,55 2,92 0,972 0,95Y2 3,36 1,000 0,650 0,200 – –0,250 – – –0,360 1,85 2,92 0,964 0,95Y3 383,92 –96,00 –53,88 –25,38 – – – – – 1,67 2,80 0,991 0,98Y4 93,20 0,275 0,300 0,075 –0,150 – – – – 0,52 2,85 0,983 0,97Y5 91,00 –11,13 –9,625 –3,500 5,625 – – – – 1,06 2,85 0,979 0,96Y6 141,40 –16,50 –13,13 –5,625 5,100 – – – – 1,93 2,85 0,984 0,97Y7 29,97 0,663 0,625 0,088 –0,714 – –0,539 –0,275 – 1,31 3,00 0,962 0,93Y8 93,70 0,275 0,300 0,075 –0,150 – – – – 0,43 2,85 0,983 0,97Y9 39,20 –9,375 –9,750 –1,875 8,170 3,750 – – – 0,96 2,92 0,986 0,97Y10 201,80 –23,750 –18,875 –8,125 7,450 – – – – 0,45 2,85 0,985 0,97* Y1 – скорость осаждения, см/мин (преддефекованный сок); Y2 – скорость осаждения, см/мин; Y3 – мутность, мг/дм3 (сокпервой ступени сатурации); Y4 – сахароза, % к массе СВ; Y5 – мутность, мг/дм3; Y6 – цветность, ед. опт. пл. (ед. ICUMSA);Y7 – общий эффект очистки, % (сок второй ступени сатурации); Y8 – сахароза, % к массе СВ; Y9 – мутность, мг/дм3; Y10 – цветность,ед. опт. пл. (ед. ICUMSA) (сироп).* Y1 – sedimentation rate, cm/min (pre-flawed juice); Y2 – deposition rate, cm/min; Y3 – turbidity, mg/dm3 (first saturation juice); Y4 – sucrose,% by DM weight; Y5 – turbidity, mg/dm3; Y6 – chromaticity, units of optical density (ICUMSA); Y7 – general purification effect, % (secondsaturation juice); Y8 – sucrose, % by DM weight; Y9 – turbidity, mg/dm3; Y10 – chromaticity, units of optical density (ICUMSA) (syrup).скорость осаждения осадка была выше в 4,1и 3,2 раза соответственно.Результаты обработки экспериментальных данныхпо технологическим индикаторам полуфабрикатов,полученные при моделировании процессовэкстрагирования сахарозы, известково-углекислотнойочистки диффузионного сока и сгущения очищенногосока, приведены в таблице 2.Показано положительное влияние ферментногопрепарата Декстрасепт 2, антимикробного средстваБетасепт и пеногасителя Волтес ФСС 93 на протеканиепроцессов известково-углекислотной очистки исгущения очищенного сока. Положительное влияниепроявляется в высоких значениях технологическихиндикаторов преддефекованного сока, соков первойи второй ступеней сатурации, а также сиропа всравнении с вариантами применения указанныхпрепаратов в минимальных дозах. Главные эффектыфакторов A, B и С были статистически значимыми,но существенные взаимодействия факторов АВ, АСи BC проявили себя в меньшей степени и только дляотдельных технологических индикаторов.Наличие или отсутствие закономерногопроявления влияния изучаемых факторов можноотразить результатами регрессионного анализа.С этой целью были получены полиномиальныезависимости, количественно связывающие влияниеферментного препарата (A), антимикробногосредства (B) и пеногасителя (C) на состояниетехнологических индикаторов (отклики Y1–Y10)с учетом только значимых коэффициентов регрес-сии (табл. 3).Из таблицы 3 видно, что приведенныерегрессионные уравнения адекватно отражаливлияние ферментного препарата Декстрасепт 2 (A),антимикробного средства Бетасепт (В) и пеногасителяВолтес ФСС 93 (С) на технологические индикаторыполуфабрикатов процессов известково-углекислотнойочистки диффузионного сока и сгущения очищенногосока. Отмеченное подтверждено соответствующимифактическими значениями критерия Фишера (Fфакт.)и коэффициентами детерминации (R2). Например,уравнение регрессии для расчета зависимостимутности очищенного сока (Y5) от кодированныхзначений переменных A, B и C можно представитьв следующем виде (1):Y5 = 91,00 – 11,13A – 9,625B – 3,50C + 5,625AA (1)Fфакт. = 1,06; F05 = 2,85; R = 0,979; R2 = 0,96По данным регрессионного анализа выявленыособенности изменения вклада изучаемых факторов иих взаимодействий в варьирование технологическихиндикаторов полуфабрикатов по результатамизвестково-углекислотной очистки диффузионногосока и сгущения очищенного сока (рис . 4).465Беляева Л. И. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 3 С. 458–46901001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Мутность, Вариант опытаСок первой ступени сатурацииСок второй ступени сатурацииСироп01530456075Y1 Y2 Y3 Y8 Y9 Y10Доля вклада факторовв варьирование, %Y4 Y5 Y6 Y7Технологические индикаторыФакторы A B C AA AB BB BC CC00,51,01,52,02,540701001301601900 2 4 6 8 10 12Мутность, мг/дм340–70 70–100 100–130 130–160 160–190Как следует из данных рисунка 4, доля вкладав варьирование выходных показателей фактора Асоставила 40–71 %, фактора В – 19–49 %, а фактораС –1,6–6,5 %.Заметное квадратичное влияние фактора Авыявлено только для Y5, Y6, Y7, Y9 и Y10, а фактораВ – только для Y7 (общий эффект очисткидиффузионного сока, %). Данные рисунка 4иллюстрируют доминирующее влияние главныхэффектов ферментного препарата и антимикробногосредства на основные технологические индикаторыисследуемых полуфабрикатов по вариантам опыта.Совокупное влияние ферментного препаратаДекстрасепт 2, антимикробного средства Бетасепти пеногасителя Волтес ФСС 93, совместно введенныхв процесс экстрагирования сахарозы из бактериальноинфицированной сахарной свеклы, на содержаниесахарозы, цветность и мутность соков первой и второйступеней сатурации и сиропа по вариантам опыта(рис. 1–3) соответствовало выдвинутой гипотезеисследования.Статистически значимая роль главных эффектовфакторов A, B и С для представленных в таблице2 технологических индикаторов была обусловленасовокупным ингибирующим действием триадыпрепаратов в оптимальных дозах на бактериальнуюинфицированность диффузионного сока в процессеэкстрагирования сахарозы за счет результативноговыполнения своих функциональных задач. Впоследствии это оказало положительное действиена протекание процессов очистки и сгущения сока.Приведенные в таблице 3 уравнения регрессиидля кодированных значений факторов, адекватноотражающие закономерности изменения показателейисследуемых полуфабрикатов, могут найти при-менение в прогнозных расчетах технологическихиндикаторов, ограниченных пределами численныхзначений изученных уровней варьирования. Принеобходимости можно выполнить прогнозныерасчеты за пределами области факторногопространства, заданной матрицей плана опыта.Для этого необходимо перейти к натуральнымзначениям изучаемых факторов и получитьсоответствующее уравнение регрессии, котороена примере технологического индикатора мутностиочищенного сока (Y5) имело вид:Y5 = 214,37 – 22,44A – 19,25B – 0,70C + 1,41AA (2)На основе данного уравнения полученыдополнительно к экспериментальным расчетныезначения мутности очищенного сока (Y5) вРисунок 4. Доля вклада изучаемых факторов в варьирование технол огических индикаторов полуфабрикатовпо результатам известково-углекислотной очистки диффузионного с ока и сгущения очищенного сокаFigure 4. Share of the factors in the variation of technologica l indicators of semi-finished products based on the resultsof the lime-carbon dioxide purification of diffusion juice and thickening of purified juiceРисунок 5. Зависимость мутности очищенногосока (Y5) от доз внесения ферментного препарата (A)и антимикробного средства (B)Figure 5. Effect of the amount of enzyme preparation (A) andantimicrobial agent (B) on the turbidity of the purified juice (Y5)8083868992951 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Содержание сахарозы,% к массе СВВариант опытаДиффузионный сокСок второй ступени сатурацииСироп040801201602002401 2 3 4 Цветность,ед.опт.пл.(ICUMSA)Сок второй ступени 01002003004005001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Мутность, мг/дм3Вариант опытаСок первой ступени сатурацииСок второй ступени сатурацииСироп01530456075Y1 Y2 Y3 Y8 Y9 Y10Доля вклада факторовв варьирование, %Y4 Y5 Y6 Y7Технологические индикаторыФакторы A B C AA AB BB BC CC00,51,01,52,02,540701001301601900 2 4 6 8 10 12Мутность, мг/дм340–70 70–100 100–130 130–160 160–190Ферментный препарат,кг/1000 тАнтимикробное средство,кг/1000 т01001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Мутность, Вариант опытаСок первой ступени сатурацииСок второй ступени сатурацииСироп01530456075Y1 Y2 Y3 Y8 Y9 Y10Доля вклада факторовв варьирование, %Y5 Y6 Y7Технологические индикаторыФакторы A B C AA AB BB BC CC00,51,01,52,02,540701001301601900 2 4 6 8 10 12Мутность, мг/дм340–70 70–100 100–130 130–160 160–190466Belyaeva L.I. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2021, vol. 51, no. 3, pp. 458–469диапазоне доз ферментного препарата от 0 до12 кг, антимикробного средства от 0 до 2,5 кг на фоневведения пеногасителя в дозе 15 кг/1000 т свеклыпри второй степени инфицирования слизистымбактериозом корнеплодов (рис. 5).Данные рисунка 5 отражают особенностиизменения мутности очищенного сока, характерныедля каждого сочетания доз ферментного препаратаДекстрасепт 2 и антимикробного средства Бетасептна постоянном уровне внесения пеногасителяВолтес ФСС 93.На основе приведенных в таблице 3 регрессионныхзависимостей по каждому из технологическихиндикаторов (Y1–Y10) невозможно получитьконсолидированную оценку влияния изучаемыхфакторов. Установлено, что универсальным способомполучения такой оценки может быть обобщенныйпараметр оптимизации, который представляет собойфункцию нескольких частных параметров. Однимиз таких способов выступает обобщенная функцияжелательности Харрингтона (D). С ней производят всевычислительные операции, как с любым критериемсистемы, и используют этот показатель в роликритерия оптимизации [15−17].В результате математической обработкиэкспериментальных данных методом наименьшихквадратов получено уравнение регрессии (3).Оно позволяет оценить влияние исследуемыхфакторов A, B и С на эффективность введенияферментного препарата, антимикробного средстваи пеногасителя при помощи обобщенного показателямногокритериального параметра оптимизации (D):D = 0,57 + 0,21A + 0,22B + 0,07С –– 0,08АА + 0,06AB – 0,08СС (3)Fфакт. = 1,12; Fтабл. = 3,49; R2 = 1,00Результаты исследований свидетельствуют одополнительной возможности использования частныхкоэффициентов желательности для характеристикиуровня изменчивости состояния технологическихиндикаторов при установлении оптимальной дозывведения ферментного препарата Декстрасепт 2,антимикробного средства Бетасепт и пеногасителяВолтес ФСС 93 в процессе переработки бактериальноинфицированной сахарной свеклы (рис. 6).Критерии оценки были приняты на шкалежелательности в пределах: «очень хорошо» – 1,00–0,80, «хорошо» – 0,80–0,63, «удовлетворительно» –0,63–0,37, «плохо» – 0,37–0,20, «очень плохо» –0,2–0,00. Из данных рисунка 6 следует, что тольков вариантах № 1, 5 и 9 обобщенная функцияжелательности при одностороннем ограничениисоответствует уровням технологических индикаторов«очень хорошо» и «хорошо». Это свидетельствуето целесообразности введения соответствующихим количеств исследуемых средств: ферментногопрепарата – 6–8 кг/1000 т свеклы, антимикробногосредства – 1,5–2,0 кг/1000 т свеклы и пеногасителя –15–20 кг/1000 т свеклы, обеспечивающих оптимальныеусловия протекания технологических процессовпри переработке сахарной свеклы второй степениинфицирования слизистым бактериозом.ВыводыВыявлена положительная динамика улучшениятехнологических индикаторов полуфабрикатовизвестково-углекислотной очистки и сгущенияочищенного сока при совместном применении впроцессе экстрагирования сахарозы из сахарнойсвеклы второй степени инфицирования слизистымбактериозом ферментного препарата Декстрасепт 2,антимикробного средства Бетасепт и пеногасителяВолтес ФСС 93 с максимальными и средними дозамив сравнении с минимальными дозами. Наибольшееувеличение сахарозы в полуфабрикатах (на 1,1 % кмассе СВ) подтверждено высоким общим эффектомочистки диффузионного сока (на 2,2 абс. %) за счетэффективного удаления несахаристых соединений.Достигнуто снижение цветности на 27–35 %.Мутность полуфабрикатов была ниже пороговыхзначений. Это подтверждено возрастанием скоростиосаждения преддефекованного сока и сока первойступени сатурации в 4,1 и 3,2 раза соответственно.Закономерности изменения технологическихиндикаторов аппроксимированы приведеннымирегрессионными уравнениями, адекватно отра-жающими совокупное влияние гликозидазногоферментного препарата, антимикробного средстваи пеногасителя. Это подтверждено соответствующими1 − обобщенный коэффициент желательности, ед.;2 − коэффициент вариации частныхкоэффициентов желательности, %;3 − линия тренда для коэффициента вариацииРисунок 6. Оценка уровня изменчивости состояниятехнологических индикаторов на основе коэффициентавариации частных коэффициентов желательностиFigure 6. Variability of technological indicators based on thevariation coefficient of partial desirability coefficients0102030405060700,00,10,20,30,40,50,60,70,80,91,0Коэффициент желательности, ед.Вариант опыта31Коэффициент вариации, %4 8 7 12 11 3 2 13 6 10 9 5 120102030405060700,00,10,20,30,40,50,60,70,80,91,0Коэффициент желательности, ед.Вариант опыта31Коэффициент вариации, %4 8 7 12 11 3 2 13 6 10 9 5 120102030405060700,00,10,20,30,40,50,60,70,80,91,0Коэффициент желательности, ед.Вариант опыта31Коэффициент вариации, %4 8 7 12 11 3 2 13 6 10 9 5 12467Беляева Л. И. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 3 С. 458–469фактическими значениями критерия Фишера икоэффициентами детерминации. Доля вкладаферментного препарата варьировала от 40 до 71 %,антимикробного средства – от 19 до 49 %, апеногасителя – от 1,6 до 6,5 %.Установленные по экспериментальным даннымрегрессионные зависимости, позволяющие оце-нивать результативность введения фермента,антимикробного средства и пеногасителя, пригодныдля прогнозных расчетов как состояния отдельныхтехнологических индикаторов, так и обобщенногопоказателя многокритериального параметра опти-мизации. Выявлены значения этого параметра,соответствующие уровням технологических инди-каторов «очень хорошо» и «хорошо». На этой основепредложено совместное введение технологическихвспомогательных средств в процессе экстрагированиясахарозы при переработке сахарной свеклы второйстепени инфицирования слизистым бактериозом вследующих оптимальных дозах (на 1000 т свеклы):Декстрасепт 2 – 6–8 кг, Бетасепт – 1,5–2,0 кг и ВолтесФСС 93 – 15–20 кг, обеспечивающих благоприятныеусловия протекания технологических процессов,способствующие повышению качества и выходабелого сахара на 0,25 %.Критерии авторстваАвторы в равной степени участвовали в подготовкеи написании статьи.Конфликт интересовАвторы заявляют об отсутствии конфликтаинтересов.ContributionAll the authors contributed equally to the study andbear equal responsibility for information published inthis article.Conflict of interestThe authors declare that there is no conflict of interestregarding the publication of this article.                                                                                                     Для оценки дисперсии воспроизводимости осуществлено дополнительное 5-кратное дублирование одного варианта на нулевых уровнях варьирования изучаемых факторов. Выявление закономерностей совокупного влияния ферментного препарата, антимикробного средства и пеногасителя на качество протекания изучаемых процессов выполняли с использованием практических положений теории планирования эксперимента на основе алгоритмов регрессионного анализа и методов проверки статистических гипотез.Выявленные зависимости технологических индикаторов полуфабрикатов от вводимых доз ферментного препарата, антимикробного средства и пеногасителя представляли в виде регрессионных уравнений для кодированных и натуральных значений факторов. Статистическую значимость коэффициентов регрессии определяли с помощью t-критерия Стьюдента путем сравнения их численных значений с доверительным интервалом на уровне α = 0,05. В качестве дополнительной характеристики адекватности уравнений регрессии использовали коэффициент детерминации (R2). Его значение, близкое к 1,0, считали индикатором степени соответствия модели экспериментальным данным.Статистическую значимость с уровнем α = 0,05 эффектов действия и взаимодействия изучаемых факторов определяли по результатам параметрического дисперсионного анализа (модель первого типа) на основе показателя наименьшей существенной разности (НСР05).Натуральные значения каждого технологического индикатора по вариантам опыта переводили в безразмерную шкалу желательности на основе математической аппроксимации [15]. Обобщенный коэффициент желательности получен в соответствии с формулой средней геометрической с учетом всех оцениваемых индикаторов по каждому варианту опыта [16, 17]. Результаты и их обсуждениеРанее проведенными нами исследованиями было установлено улучшение технологических индикаторов диффузионного сока, полученного из сахарной свеклы второй степени инфицирования слизистым бактериозом при совместном применении в процессе экстрагирования сахарозы ферментного препарата гликозидазного действия Декстрасепт 2, антимикробного средства Бетасепт и пеногасителя Волтес ФСС 93 с максимальными и средними дозами. Наилучшие результаты получены при следующих оптимальных дозах препаратов (на 1000 т свеклы): Декстрасепт 2 – 6–8 кг, Бетасепт – 1,5–2,0 кг и Волтес ФСС 93 – 15–20 кг [18]. Принципами разработки сложных технологических систем производства продуктов питания из растительного сырья предусмотрен системный учет влияющих факторов на большинство качественных показателей процессов технологического потока [19]. Данное исследование было направлено на выявление эффективности действия изучаемых факторов на последующих процессах известково-углекислотной очистки и сгущения очищенного сока, что обеспечит высокий уровень согласованности технологических рекомендаций.По результатам факториального опыта выявлено и показано на рисунках 1–3 преимущественное положительное совокупное влияние ферментного препарата Декстрасепт 2, антимикробного средства Бетасепт и пеногасителя Волтес ФСС 93 с максимальными и средними дозами (варианты № 1, 5, 6, 9, 10, 13) на изменение технологических индикаторов сока первой и второй ступеней сатурации, а также сиропа в сравнении с вариантом применения указанных препаратов с минимальными дозами (вариант № 4).  Рисунок 1. Влияние совместного применения ферментного препарата, антимикробного средства и пеногасителя на содержание сахарозы в диффузионном соке, соке второй ступени сатурации и сиропе по вариантам опытаFigure 1. Effect of the combined use of an enzyme preparation, antimicrobial agent, and defoamer on the sucrose content in diffusion juice, second saturation juice, and syrup По данным рисунка 1 отмечено стабильное увеличение содержания сахарозы в исходном диффузионном соке, соке второй ступени сатурации (очищенном соке) и сиропе из-за возрастания доз введения изучаемых препаратов. В вариантах № 1, 5 и 9 увеличение было наибольшим – на 1,1 % к массе СВ в сравнении с вариантом № 4. Это обусловлено эффективным удалением несахаристых соединений в процессах экстрагирования сахарозы и известково-углекислотной очистки, что подтверждено повышением общего эффекта очистки диффузионного сока на 2,2 абс. % по этим вариантам. При прочих равных условиях протекания последующего процесса кристаллизации сахарозы совместное введение технологических вспомогательных средств способствовало повышению расчетного выхода сахара на 0,25 %.Закономерное снижение цветности очищенного сока достигнуто в вариантах № 1, 5 и 9, по сравнению с вариантом № 4, на 35, 31 и 27 % соответственно. Уровень нарастания цветности сиропа по этим вариантам был ниже на 31 % (рис. 2).  Рисунок 2. Влияние совместного применения ферментного препарата, антимикробного средства и пеногасителя на цветность сока второй ступени сатурации и сиропа по вариантам опытаFigure 2. Effect of the combined use of an enzyme preparation, antimicrobial agent, and defoamer on the color of the second saturation juice and syrup По указанным вариантам опыта отмечена положительная динамика изменения мутности соков первой и второй ступеней сатурации и сиропа (рис. 3). Соблюдение значений мутности полуфабрикатов по технологическому потоку в пределах 200–500 мг/дм3 для сока первой ступени сатурации, 70–100 мг/дм3 для сока второй ступени сатурации, 25–30 мг/дм3 для сиропа позволяет достичь величины мутности вырабатываемого белого сахара на уровне (менее 2 мг/кг), характерном для сахара высокого качества [20]. В варианте № 4 мутность соков первой и второй ступеней сатурации и сиропа превышала приведенные пороговые значения. В вариантах № 1, 5, 9 снижение мутности в полуфабрикатах было наибольшим и составило: для сока первой ступени сатурации и сиропа – 49 %, для сока второй ступени сатурации –32 %. Это свидетельствовало об эффективном удалении высокомолекулярных соединений в процессах экстрагирования и очистки при оптимальных дозах совместного введения ферментного препарата гликозидазного действия, антимикробного средства и пеногасителя. Отмеченное подтверждено высокой седиментационной способностью преддефекованного сока и сока первой ступени сатурации в указанных вариантах: скорость осаждения осадка была выше в 4,1 и 3,2 раза соответственно.  Рисунок 3. Влияние совместного применения ферментного препарата, антимикробного средства и пеногасителя на изменение мутности соков первой и второй ступеней сатурации и сиропа по вариантам опытаFigure 3. Effect of the combined use of an enzyme preparation, antimicrobial agent, and defoamer on the turbidity of the first and second saturation juices and syrup Результаты обработки экспериментальных данных по технологическим индикаторам полуфабрикатов, полученные при моделировании процессов экстрагирования сахарозы, известково-углекислотной очистки диффузионного сока и сгущения очищенного сока, приведены в таблице 2. Таблица 2. Эффекты действия и взаимодействия изучаемых факторов для технологических индикаторов полуфабрикатов по результатам известково-углекислотной очистки диффузионного сока и сгущения очищенного сокаTable 2. Effects and interaction of the factors on the technological indicators of semi-finished products according to the results of lime-carbon dioxide purification of diffusion juice and thickening of purified juice ПолуфабрикатТехнологическийиндикатор*Уровень варьирования(0, +)Средние эффекты действия и взаимодействия факторовАВАВСАСBCПреддефекованный сокY101,190,84–0,280,69–0,070,08+1,901,00–0,550,30–0,150,15НСР050,130,130,080,130,080,08Сокпервой ступенисатурацииY201,351,10–0,250,80–0,100,05+2,001,30–0,500,40–0,200,10НСР050,090,090,050,090,050,05Y30–106,3–45,3–6,33–25,222,33–6,67+–191,8–107,8–12,44–50,894,89–12,11НСР0511,7311,736,7711,736,776,77Сок второй ступени сатурацииY400,460,34–0,030,19–0,03–0,02+0,530,58–0,070,170,000,00НСР050,090,090,050,090,050,05Y50–17,78–10,782,22–5,672,890,89+–22,22–19,224,78–6,675,782,78НСР052,462,461,422,461,421,42Y60–22,78–13,330,56–8,220,891,00+–33,33–26,441,67–11,221,671,89НСР051,711,710,991,710,990,99Y701,391,170,180,11–0,05–0,28+1,331,250,350,17–0,10–0,55НСР050,490,490,280,490,280,28СиропY800,460,32–0,040,170,02–0,01+0,540,58–0,060,170,010,01НСР050,090,090,050,090,050,05Y90–19,11–11,763,76–5,111,060,24+–18,73–19,527,50–3,732,030,51НСР050,450,450,260,450,260,26Y100–32,67–19,562,00–12,111,002,44+–47,67–37,784,00–16,222,004,56НСР054,174,172,414,172,412,41* Y1 – скорость осаждения, см/мин (преддефекованный сок); Y2 – скорость осаждения, см/мин; Y3 – мутность, мг/дм3 (сок первой ступени сатурации); Y4 – сахароза, % к массе СВ; Y5 – мутность, мг/дм3; Y6 – цветность, ед. опт. пл. (ед. ICUMSA); Y7 – общий эффект очистки, % (сок второй ступени сатурации); Y8 – сахароза, % к массе СВ; Y9 – мутность, мг/дм3; Y10 – цветность, ед. опт. пл. (ед. ICUMSA) (сироп).* Y1 – sedimentation rate, cm/min (pre-flawed juice); Y2 – deposition rate, cm/min; Y3 – turbidity, mg/dm3 (first saturation juice); Y4 – sucrose, % by DM weight; Y5 – turbidity, mg/dm3; Y6 – chromaticity, units of optical density (ICUMSA); Y7 – general purification effect, % (second saturation juice); Y8 – sucrose, % by DM weight; Y9 – turbidity, mg/dm3; Y10 – chromaticity, units of optical density (ICUMSA) (syrup). Показано положительное влияние ферментного препарата Декстрасепт 2, антимикробного средства Бетасепт и пеногасителя Волтес ФСС 93 на протекание процессов известково-углекислотной очистки и сгущения очищенного сока. Положительное влияние проявляется в высоких значениях технологических индикаторов преддефекованного сока, соков первой и второй ступеней сатурации, сиропа в сравнении с вариантами применения указанных препаратов в минимальных дозах. Главные эффекты факторов A, B и С были статистически значимыми, но существенные взаимодействия факторов АВ, АС и BC проявили себя в меньшей степени и только для отдельных технологических индикаторов.Наличие или отсутствие закономерного проявления влияния изучаемых факторов можно отразить результатами регрессионного анализа. С этой целью были получены полиномиальные зависимости, количественно связывающие влияние ферментного препарата (A), антимикробного средства (B) и пеногасителя (C) на состояние технологических индикаторов (отклики Y1…Y10) с учетом только значимых коэффициентов регрессии (табл. 3). Таблица 3. Уравнения регрессии для кодированных значений факторов, отражающие закономерности изменения технологических индикаторов исследуемых полуфабрикатовTable 3. Regression equations for coded values of factors, reflecting the patterns of change in technological indicators of the semi-finished products Техноло-гический индикатор*Коэффициенты регрессии для факторов и их взаимодействийПоказатели адекватности уравнения0ABCAAABBBBCCCFфакт.F05RR2Y12,640,9500,5000,150––0,275–––0,3650,552,920,9720,95Y23,361,0000,6500,200––0,250–––0,3601,852,920,9640,95Y3383,92–96,00–53,88–25,38–––––1,672,800,9910,98Y493,200,2750,3000,075–0,150––––0,522,850,9830,97Y591,00–11,13–9,625–3,5005,625––––1,062,850,9790,96Y6141,40–16,50–13,13–5,6255,100––––1,932,850,9840,97Y729,970,6630,6250,088–0,714––0,539–0,275–1,313,000,9620,93Y893,700,2750,3000,075–0,150––––0,432,850,9830,97Y939,20–9,375–9,750–1,8758,1703,750–––0,962,920,9860,97Y10201,80–23,750–18,875–8,1257,450––––0,452,850,9850,97* Y1 – скорость осаждения, см/мин (преддефекованный сок); Y2 – скорость осаждения, см/мин; Y3 – мутность, мг/дм3 (сок первой ступени сатурации); Y4 – сахароза, % к массе СВ; Y5 – мутность, мг/дм3; Y6 – цветность, ед. опт. пл. (ед. ICUMSA); Y7 – общий эффект очистки, % (сок второй ступени сатурации); Y8 – сахароза, % к массе СВ; Y9 – мутность, мг/дм3; Y10 – цветность, ед. опт. пл. (ед. ICUMSA) (сироп).* Y1 – sedimentation rate, cm/min (pre-flawed juice); Y2 – deposition rate, cm/min; Y3 – turbidity, mg/dm3 (first saturation juice); Y4 – sucrose, % by DM weight; Y5 – turbidity, mg/dm3; Y6 – chromaticity, units of optical density (ICUMSA); Y7 – general purification effect, % (second saturation juice); Y8 – sucrose, % by DM weight; Y9 – turbidity, mg/dm3; Y10 – chromaticity, units of optical density (ICUMSA) (syrup). Из таблицы 3 видно, что приведенные регрессионные уравнения адекватно отражали влияние ферментного препарата Декстрасепт 2 (A), антимикробного средства Бетасепт (В) и пеногасителя Волтес ФСС 93 (С) на технологические индикаторы полуфабрикатов процессов известково-углекислотной очистки диффузионного сока и сгущения очищенного сока. Отмеченное подтверждено соответствующими фактическими значениями критерия Фишера (Fфакт.) и коэффициентами детерминации (R2). Например, уравнение регрессии для расчета зависимости мутности очищенного сока (Y5) от кодированных значений переменных A, B и C можно представить в следующем виде (1): Y5 = 91,00 – 11,13A – 9,625B – 3,50C + 5,625AA                                                (1)Fфакт. = 1,06; F05 = 2,85; R = 0,979; R2 = 0,96 По данным регрессионного анализа также выявлены особенности изменения вклада изучаемых факторов и их взаимодействий в варьирование технологических индикаторов полуфабрикатов по результатам известково-углекислотной очистки диффузионного сока и сгущения очищенного сока (рис. 4).  Рисунок 4. Доля вклада изучаемых факторов в варьирование технологических индикаторов полуфабрикатов по результатам известково-углекислотной очистки диффузионного сока и сгущения очищенного сокаFigure 4. Share of the factors in the variation of technological indicators of semi-finished products based on the results of the lime-carbon dioxide purification of diffusion juice and thickening of purified juice В рисунке: Y1…Y10убрать дефис после «факторы» Как следует из данных рисунка 4, доля вклада в варьирование выходных показателей фактора А составила 40–71 %, фактора В – 19–49 %, а фактора С –1,6–6,5 %.Заметное квадратичное влияние фактора А выявлено только для Y5, Y6, Y7, Y9 и Y10, а фактора В – только для Y7 (общий эффект очистки диффузионного сока, %). Данные рисунка 4 иллюстрируют доминирующее влияние главных эффектов ферментного препарата и антимикробного средства на основные технологические индикаторы исследуемых полуфабрикатов по вариантам опыта.Совокупное влияние ферментного препарата Декстрасепт 2, антимикробного средства Бетасепт и пеногасителя Волтес ФСС 93, совместно введенных в процесс экстрагирования сахарозы из бактериально инфицированной сахарной свеклы, на содержание сахарозы, цветность и мутность соков первой и второй ступеней сатурации и сиропа по вариантам опыта (рис. 1–3) соответствовало выдвинутой гипотезе исследования.Статистически значимая роль главных эффектов факторов A, B и С для представленных в таблице 2 технологических индикаторов была обусловлена совокупным ингибирующим действием триады препаратов в оптимальных дозах на бактериальную инфицированность диффузионного сока в процессе экстрагирования сахарозы за счет результативного выполнения своих функциональных задач. В последствии это оказало положительное действие на протекание процессов очистки и сгущения сока.Приведенные в таблице 3 уравнения регрессии для кодированных значений факторов, адекватно отражающие закономерности изменения показателей исследуемых полуфабрикатов, могут найти применение в прогнозных расчетах технологических индикаторов, ограниченных пределами численных значений изученных уровней варьирования. При необходимости можно выполнить прогнозные расчеты за пределами области факторного пространства, заданной матрицей плана опыта. Для этого необходимо перейти к натуральным значениям изучаемых факторов и получить соответствующее уравнение регрессии, которое на примере технологического индикатора мутности очищенного сока (Y5) имело вид: Y5 = 214,37 – 22,44A – 19,25B – 0,70C + 1,41AA                                                           (2) На основе данного уравнения получены дополнительно к экспериментальным расчетные значения мутности очищенного сока (Y5) в диапазоне доз ферментного препарата от 0 до 12 кг, антимикробного средства от 0 до 2,5 кг на фоне введения пеногасителя в дозе 15 кг/1000 т свеклы при второй степени инфицирования слизистым бактериозом корнеплодов (рис. 5).  Рисунок 5. Зависимость мутности очищенного сока (Y5) от доз внесения ферментного препарата (A) и антимикробного средства (B)Figure 5. Effect of the amount of enzyme preparation (A) and antimicrobial agent (B) on the turbidity of the purified juice (Y5) В рисунке: заменить дефис на тире Данные рисунка 5 отражают особенности изменения мутности очищенного сока, характерные для каждого сочетания доз ферментного препарата Декстрасепт 2 и антимикробного средства Бетасепт на постоянном уровне внесения пеногасителя Волтес ФСС 93.На основе приведенных в таблице 3 регрессионных зависимостей по каждому из технологических индикаторов (Y1…Y10) невозможно получить консолидированную оценку влияния изучаемых факторов. Установлено, что универсальным способом получения такой оценки может быть обобщенный параметр оптимизации, который представляет собой функцию нескольких частных параметров. Одним из таких способов выступает обобщенная функция желательности Харрингтона (D). С ней производят все вычислительные операции, как с любым критерием системы, и используют этот показатель в роли критерия оптимизации [15−17].В результате математической обработки экспериментальных данных методом наименьших квадратов получено уравнение регрессии (3). Оно позволяет оценить влияние исследуемых факторов A, B и С на эффективность введения ферментного препарата, антимикробного средства и пеногасителя при помощи обобщенного показателя многокритериального параметра оптимизации (D): D = 0,57 + 0,21A + 0,22B + 0,07С – 0,08АА + 0,06AB – 0,08СС                 (3)Fфакт. = 1,12; Fтабл. = 3,49; R2 = 1,00 Результаты исследований свидетельствуют о дополнительной возможности использования частных коэффициентов желательности для характеристики уровня изменчивости состояния технологических индикаторов при установлении оптимальной дозы введения ферментного препарата Декстрасепт 2, антимикробного средства Бетасепт и пеногасителя Волтес ФСС 93 в процессе переработки бактериально инфицированной сахарной свеклы (рис. 6).  1 − обобщенный коэффициент желательности, ед.; 2 − коэффициент вариации частных коэффициентов желательности, %; 3 − линия тренда для коэффициента вариации Рисунок 6. Оценка уровня изменчивости состояния технологических индикаторов на основе коэффициента вариации частных коэффициентов желательностиFigure 6. Variability of technological indicators based on the variation coefficient of partial desirability coefficients  Критерии оценки были приняты на шкале желательности в пределах: «очень хорошо» – 1,00–0,80, «хорошо» – 0,80–0,63, «удовлетворительно» – 0,63–0,37, «плохо» – 0,37–0,20, «очень плохо» – 0,2–0,00. Из данных рисунка 6 следует, что только в вариантах № 1, 5 и 9 обобщенная функция желательности при одностороннем ограничении соответствует уровням технологических индикаторов «очень хорошо» и «хорошо». Это свидетельствует о целесообразности введения соответствующих им количеств исследуемых средств: ферментного препарата – 6–8 кг/1000 т свеклы, антимикробного средства – 1,5–2,0 кг/1000 т свеклы и пеногасителя – 15–20 кг/1000 т свеклы, обеспечивающих оптимальные условия протекания технологических процессов при переработке сахарной свеклы второй степени инфицирования слизистым бактериозом. ВыводыВыявлена положительная динамика улучшения технологических индикаторов полуфабрикатов известково-углекислотной очистки и сгущения очищенного сока при совместном применении в процессе экстрагирования сахарозы из сахарной свеклы второй степени инфицирования слизистым бактериозом ферментного препарата Декстрасепт 2, антимикробного средства Бетасепт и пеногасителя Волтес ФСС 93 с максимальными и средними дозами в сравнении с минимальными дозами. Наибольшее увеличение сахарозы в полуфабрикатах (на 1,1 % к массе СВ) подтверждено высоким общим эффектом очистки диффузионного сока (на 2,2 абс. %) за счет эффективного удаления несахаристых соединений. Достигнуто снижение цветности на 27–35 %. Мутность полуфабрикатов была ниже пороговых значений, что подтверждено возрастанием скорости осаждения преддефекованного сока и сока первой ступени сатурации в 4,1 и 3,2 раза соответственно.Закономерности изменения технологических индикаторов аппроксимированы приведенными регрессионными уравнениями, адекватно отражающими совокупное влияние гликозидазного ферментного препарата, антимикробного средства и пеногасителя. Это подтверждено соответствующими фактическими значениями критерия Фишера и коэффициентами детерминации. Доля вклада ферментного препарата варьировала от 40 до 71 %, антимикробного средства – от 19 до 49 %, а пеногасителя – от 1,6 до 6,5 %.Установленные по экспериментальным данным регрессионные зависимости, позволяющие оценивать результативность введения фермента, антимикробного средства и пеногасителя, пригодны для прогнозных расчетов как состояния отдельных технологических индикаторов, так и обобщенного показателя многокритериального параметра оптимизации. Выявлены значения этого параметра, соответствующие уровням технологических индикаторов «очень хорошо» и «хорошо». На этой основе предложено совместное введение технологических вспомогательных средств в процессе экстрагирования сахарозы при переработке сахарной свеклы второй степени инфицирования слизистым бактериозом в следующих оптимальных дозах (на 1000 т свеклы): Декстрасепт 2 – 6–8 кг, Бетасепт – 1,5–2,0 кг и Волтес ФСС 93 – 15–20 кг, обеспечивающих благоприятные условия протекания технологических процессов, способствующие повышению качества и выхода белого сахара на 0,25 %. Критерии авторстваАвторы в равной степени участвовали в подготовке и написании статьи. Конфликт интересовАвторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. ContributionAll the authors contributed equally to the study and bear equal responsibility for information published in this article. Conflict of interestThe authors declare that there is no conflict of interest regarding the publication of this article.