Влияние объемной доли мяса в пельменях на время их приготовления

На основании изученной литературы ставится цель: исследовать влияние объемной доли мяса в пельмене и количества пельменей на время их приготовления, а также провести анализ физико-математических и технических аспектов, которые необходимо учитывать (или не учитывать) в рамках намеченного исследования. Для достижения поставленной цели ставятся следующие задачи: провести экспериментальные исследования; описать допущения, которые необходимо принять при выполнении исследования; провести теоретические исследования (численные эксперименты, используя метод конечных элементов). Для проведения экспериментов в качестве объекта исследований были выбраны пельмени известных торговых марок, названия которых условно были обозначены как SK, SZ, RE, TS. Исследование пельменей известных торговых марок обусловлено как интересом потребителей, так и меньшей вариативностью параметров продукции, что повышает воспроизводимость результатов. В качестве допущений, принятых при натурных экспериментах, авторы выделяют следующие: при варке участвует дистиллированная вода; объем пельменя не меняется в процессе варки; биохимическим составом начинки возможно пренебречь. В результате теоретического анализа приняты следующие допущения: при исследовании варки пельменя не учитываются силы сопротивления, т. е. турбулентные и конвективные потоки, а также термоупругие эффекты; время всплытия пельменя пренебрежительно мало; «приближение о начальных значениях» — геометрические и физико-химические параметры пельменя не меняются в процессе готовки. Получено время приготовления 1, 5, 10 пельменей известных торговых марок на основе численных экспериментов. С помощью натурных экспериментов исследовано время с момента погружения пельменей в воду до их всплытия. В результате численных экспериментов выяснено, что время нагрева центра пельменя известных торговых марок до температуры денатурации белков отличается от времени всплытия примерно на 360 секунд. Следовательно, после всплытия пельменям известных торговых марок необходимо еще около 6 минут варки до полной готовности.

1. Глинкина, И. М., Рыжков, Е. И. (2020). Анализ современного состояния российского рынка мясных полуфабрикатов в тесте. Технологии и товароведение сельскохозяйственной продукции, 1, 28–32.

2. Курбангалиева, А. А. (2021). Экспорт российской готовой мясной продукции на рынок Казахстана: возможности и вызовы. Теория и практика мировой науки, 4, 26–27.

3. Embling, R., Neilson, L., Mellor, C., Durodola, M., Rouse, N., Haselgrove, A. et al. (2024). Exploring consumer beliefs about novel fortified foods: A focus group study with UK-based older and younger adult consumers. Appetite, 193, Article 107139. https://doi.org/10.1016/j.appet.2023.107139

4. O’shea, P. (2015). Dodgy dumplings and lethal liver: Risk, food terrorism, and Sino-Japanese relations. The Pacific Review, 28(2), 303–321. https://doi.org/10.1080/09512748.2014.995128

5. Li, Z., Wang, L., Chen, Z., Yu, Q., Feng, W. (2018). Impact of protein content on processing and texture properties of waxy rice flour and glutinous dumpling. Journal of Cereal Science, 81, 30–36. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2018.03.005

6. Zhu, Q., Liang, Y., Shao, Z. (2015). Dumpling cooking-modeling and simulation. IFAC-PapersOnLine, 48(8), 439–444. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2015.09.007

7. Varlamov, A., Zhou, Z., Chen, Y. (2018). Boiling, steaming or rinsing? (physics of the Chinese cuisine). arXiv preprint arXiv:1806.09912. https://doi.org/10.48550/arXiv.1806.09912

8. Deng, L. (2013). Kinetic functions, optimizing model and definition of «Huoho» for Chinese cooking. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 29(4), 278–284. (In Chinese)

9. Chavez-Gonzalez, M. L., Balagurusamy, N., Aguilar, C. (2019). Advances in food bioproducts and bioprocessing technologies. CRC Press, 2019. https://doi.org/10.1201/9780429331817

10. Sheen, S., Huang, L., Hwang, C.-A. (2024) Numerical simulation of heat transfer during meat ball cooking and microbial food safety enhancement. Journal of Food Science, 89(3), 1632–1641. https://doi.org/10.1111/1750–3841.16949

11. Park, J. H., Kim, E. M. (2013). Quality characteristics of dumpling shell added with white lotus leaf powder. Culinary Science and Hospitality Research, 19(2), 1–10. https://doi.org/10.20878/cshr.2013.19.2.001 (In Korean)

12. Kim, J.-G., Kim, J.-S. (2013). Changes of internal temperature during the cooking process of dumpling (Mandu). Korean Journal of Human Ecology, 22(3), 485–492. https://doi.org/10.5934/kjhe.2013.22.3.485 (In Korean)

13. Фоменко, Е. В., Нугманов, А. Х. Х. (2019). Управление скоростью перемещения вязкоупругих материалов в цилиндрическом канале шнекового питателя формующих устройств. Техника и технология пищевых производств, 49(1), 113–119. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2019-1-113-119

14. Olivera, D. F., Salvadori, V. O. (2008). Finite element modeling of food cooking. Latin American Applied Research, 38(4), 377–383.

15. Purlis, E., Salvadori, V.O. (August 14–18, 2005). Meat cooking simulation by finite elements. 2nd Mercosur Congress on Chemical Engineering, 4th Mercosur Congress on Process Systems Engineering. Rio de Janeiro, 2005.

16. Park, S., An, J., Lee, J. (2023). Consumer acceptability and texture analysis of frozen dumplings using different cooking methods. Food Science and Biotechnology, 33(4), 877–887. https://doi.org/10.1007/s10068-023-01389-9

17. Tang, J. (2015). Unlocking potentials of microwaves for food safety and quality. Journal of Food Science, 80(8), E1776–E1793. https://doi.org/10.1111/1750-3841.12959

18. Mortimer R. G. (2008). Physical Chemistry. Academic Press, 2008.

19. Горбачев, В. В., Никитин, И. А., Велина, Д. А., Муталлибзода, Ш., Балашова, М. С. (2022). Оценка потребительских предпочтений россиян: «Ловушка среднего рациона». Известия высших учебных заведений. Пищевая технология, 6(390), 90–98.

20. Tikhonov, A. N., Samarskii, A. A. (2013). Equations of mathematical physics. Edwin Mellen Press, 2013.

21. Ren, Q., Zhu, X., Li, J., Han, J., Fang, K. (2023). Heat and mass transfer model for pork carcass precooling: Comprehensive evaluation and optimization. Food and Bioproducts Processing, 138, 70–85. https://doi.org/10.1016/j.fbp.2023.01.004

22. Беляева, М. А. (2004). Математические описания денатурации миозина, актина, тропомиозина, миоглобина мяса в процессе тепловой обработки. Известия высших учебных заведений. Пищевая технология, 5–6, 63–65.

23. Spiess, W., Walz, E., Nesvadba, P., Morley, M., Haneghem, Salmon, D.R. (2001). Thermal conductivity of food materials at elevated temperatures. High Temperatures — High Pressures, 33, 693–697.

24. Engchuan, W., Jittanit, W. (2013). Electrical and thermo-physical properties of meat ball. International Journal of Food Properties, 16(8), 1676–1692. https://doi.org/10.1080/10942912.2011.604891

25. Карпухин, В. А., Вишнева, Н. В. (2014). Верификация модели взаимодействия ультразвуковой колебательной системы с тканями пародонта. Машиностроение и компьютерные технологии, 1, 70–82.

26. Mesalhy, O., Lafdi, K., Elgafy, A., Bowman, K. (2005). Numerical study for enhancing the thermal conductivity of phase change material (PCM) storage using high thermal conductivity porous matrix. Energy Conversion and Management, 46(6), 847–867. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2004.06.010

27. Sun, W., Ma, H., Qu, W. (2024). A hybrid numerical method for non-linear transient heat conduction problems with temperature — dependent thermal conductivity. Applied Mathematics Letters, 148, Article 108868. https://doi.org/10.1016/j.aml.2023.108868

28. Reddy, S. R., Dulikravich, G. S. (2019). Simultaneous determination of spatially varying thermal conductivity and specific heat using boundary temperature measurements. Inverse Problems in Science and Engineering, 27(11), 1635–1649. https://doi.org/10.1080/17415977.2019.1578352

29. Beckers, K. F., Koch, D. L., Tester, J. W. (2015). Slender-body theory for transient heat conduction: Theoretical basis, numerical implementation and case studies. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 471(2184), Article 20150494. https://doi.org/10.1098/rspa.2015.0494

30. Harvey, A. H., Hrubý, J., Meier, K. (2023). Improved and always improving: Reference formulations for thermophysical properties of water. Journal of Physical and Chemical Reference Data, 52(1), Article 011501. https://doi.org/10.1063/5.0125524

31. Li, X., Lv, Y., Chen, Y., Chen, J. (2016). A study on the relationship between rheological properties of wheat flour, gluten structure, and dumpling wrapper quality. International Journal of Food Properties, 19(7), 1566–1582. https://doi.org/10.1080/10942912.2014.951894

32. Yasin, M., Hina, S., Naz, R. (2023). A modern study on peristaltically induced flow of Maxwell fluid considering modified Darcy’s law and Hall effect with slip condition. Alexandria Engineering Journal, 76, 835–850. https://doi.org/10.1016/j.aej.2023.06.074

33. Zhang, L., Doursat, C., Vanin, F. M., Flick, D., Lucas, T. (2017). Water loss and crust formation during bread baking, Part I: Interpretation aided by mathematical models with highlights on the role of local porosity. Drying Technology, 35(12), 1506–1517. https://doi.org/10.1080/07373937.2016.1260029

34. Patil, P. N., Sawant, D. V., Deshmukh, R. N. (2012). Physico-chemical parameters for testing of water — A review. International Journal of Environmental Sciences, 3(3), 1194–1207.

35. Альшевский, Д. Л., Смирнова, Д. О. (2021). Разработка рецептуры мясных полуфабрикатов с использованием растительного, безглютенового сырья. Наука и Образование, 4(2). Статья 300.

36. Пангачева, Ю. С., Есепенок, К. В. (2024). Оценка качества пельменей из мяса индейки, реализуемые в розничных сетях города Москвы. Товаровед продовольственных товаров, 4, 215–219.