anwendung einer graphisch-rechnerischen methode zur optimierung von mehrkomponenten-eiweißgemischen

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Die Nahrung 35 (1991) I, 3-12 Lehrstuhl fur Erzeugnisse der Gemeinschaftsverpflegung ,,FRIEDRICH ENGELS", Hochschule fur Sowjethandel, Leningrad, UdSSR Anwendung einer graphisch-rechnerischen Methode zur Optimierung von Mehrkomponenten-EiweiDgemischen N. 1. KOVALEV, N. J. KARZEVA, V. 0. FITERER, und A. A. SMOLENZEVA Es werden die Grundlagen der Berechnung der EiweiBausnutzung von Gemischen tierischer und pflanzlicher Lebensmittel dargelegt. Die Brauchbarkeit der Methode zur Optimierung hinsichtlich der Aminozusammensetzung der rohen Produkte ist durch Bestimmung der Wachstumseftizienz bei Ratten bestatigt worden. Die vorgeschlagene graphisch-analytische Methode gestattet es, einen Bereich N ermitteln, in dem Kombinationen eiweiDhaltiger Lebensmittel hinsichlich der EiweiBzusammensetzung einem Optimum nahe sind. Dies wiederum bietet die Moglichkeit, Nahrungskompositionen unter Berucksichtigung der Geschmacksbesonderheiten zusammenzustellen. Die Methode ist mittcls Compu- ter realisiert wordcn. In einem vorangegangenen Beitrag [ 11 ist eine rechnerische Methode zur Bestimmung des EiweiDausnutzungskoeffizienten (EAK) fur die Optimierung von EiweiBgemischen vorge- schlagen worden. Dabei ging es um ein sinnvolles Verhaltnis der Aminosluren (AS) in Zweikomponenten-Systemem zueinander. Wie gezeigt [ 11, gestattet die vorgeschlagene Methode, nicht nur die von BRESSANI u. a. [2] bestimmte Abhangigkeit der biologischen Wertigkeit (BW) von der h d e r u n g der Zusammensetzung von Gemischen zu ermitteln, sondern auch den Charakter der Kurven zu begrunden. So entspricht die Entstehung des Knickpunktes bei den Kurven der Gemischtypen I1 und 111 nach BRESSANI der Substitution der limitierenden (oder minimalen) AS durch eine andere, deren Score im Sinken begriffen ist. Bei einigen Kurven sind 2- 3 Knickpunkte moglich, d. h. die Substitution der die BM limitierenden AS erfolgt mehrere Male. In den Gemischen, die dem Typ I und IV nach BRESSANI angehoren, geschieht keine Substitution der essentiellen AS (EAS) durch andere (die Kurven weisen keinen Knickpunkt auf). Im vorliegenden Beitrag wird die Anwendungsmoglichkeitder besprochenen Methode fir Drei- und Mehrkomponenten-Systeme gezeigt. Als Integralwert der BW von Lebensmittel- gemischen hat man den nicht ausnutzbaren EiweiBanteil (in [ 11: AEAS) genutzt, der fur das optimale Gemisch ein Minimum annimmt. Das Ekrechnungsprinzip fur Dreikomponen- ten-Gemische entspricht dem fur das Zweikomponenten-Gemisch. Zunachst wird das optimale Verhaltnis fur jedes EiweiBpaar der Dreikomponenten-Systeme bestimmt, dann findet man die optimale graphische Losungszone fur alle drei Komponenten. Die graphische Berechnungsmethode hat es gestattet, eine Reihe von GesetzmaBigkeiten rur Dreikomponen- ten-Systeme zu ermitteln. 1. Das die Ausnutzung von aus drei EiweiDkomponenten bestehenden Gemisches widerspiegelnde Diagramm, ermittelt nach den berechneten AS-Werten, weist einen linearen Charakter auf und gehiirt einem der 4Abhangigkeitstypen nach BRESSANI [2] an. Die I'

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Die Nahrung 35 (1991) I , 3-12

Lehrstuhl fur Erzeugnisse der Gemeinschaftsverpflegung ,,FRIEDRICH ENGELS", Hochschule fur Sowjethandel, Leningrad, UdSSR

Anwendung einer graphisch-rechnerischen Methode zur Optimierung von Mehrkomponenten-EiweiDgemischen N. 1. KOVALEV, N. J. KARZEVA, V. 0. FITERER, und A. A. SMOLENZEVA

Es werden die Grundlagen der Berechnung der EiweiBausnutzung von Gemischen tierischer und pflanzlicher Lebensmittel dargelegt. Die Brauchbarkeit der Methode zur Optimierung hinsichtlich der Aminozusammensetzung der rohen Produkte ist durch Bestimmung der Wachstumseftizienz bei Ratten bestatigt worden. Die vorgeschlagene graphisch-analytische Methode gestattet es, einen Bereich N ermitteln, in dem Kombinationen eiweiDhaltiger Lebensmittel hinsichlich der EiweiBzusammensetzung einem Optimum nahe sind. Dies wiederum bietet die Moglichkeit, Nahrungskompositionen unter Berucksichtigung der Geschmacksbesonderheiten zusammenzustellen. Die Methode ist mittcls Compu- ter realisiert wordcn.

In einem vorangegangenen Beitrag [ 11 ist eine rechnerische Methode zur Bestimmung des EiweiDausnutzungskoeffizienten (EAK) fur die Optimierung von EiweiBgemischen vorge- schlagen worden. Dabei ging es um ein sinnvolles Verhaltnis der Aminosluren (AS) in Zweikomponenten-Systemem zueinander. Wie gezeigt [ 11, gestattet die vorgeschlagene Methode, nicht nur die von BRESSANI u. a. [2] bestimmte Abhangigkeit der biologischen Wertigkeit (BW) von der hde rung der Zusammensetzung von Gemischen zu ermitteln, sondern auch den Charakter der Kurven zu begrunden. So entspricht die Entstehung des Knickpunktes bei den Kurven der Gemischtypen I1 und 111 nach BRESSANI der Substitution der limitierenden (oder minimalen) AS durch eine andere, deren Score im Sinken begriffen ist. Bei einigen Kurven sind 2- 3 Knickpunkte moglich, d. h. die Substitution der die BM limitierenden AS erfolgt mehrere Male. In den Gemischen, die dem Typ I und IV nach BRESSANI angehoren, geschieht keine Substitution der essentiellen AS (EAS) durch andere (die Kurven weisen keinen Knickpunkt auf).

Im vorliegenden Beitrag wird die Anwendungsmoglichkeit der besprochenen Methode f i r Drei- und Mehrkomponenten-Systeme gezeigt. Als Integralwert der BW von Lebensmittel- gemischen hat man den nicht ausnutzbaren EiweiBanteil (in [ 11: AEAS) genutzt, der fur das optimale Gemisch ein Minimum annimmt. Das Ekrechnungsprinzip fur Dreikomponen- ten-Gemische entspricht dem fur das Zweikomponenten-Gemisch. Zunachst wird das optimale Verhaltnis fur jedes EiweiBpaar der Dreikomponenten-Systeme bestimmt, dann findet man die optimale graphische Losungszone fur alle drei Komponenten. Die graphische Berechnungsmethode hat es gestattet, eine Reihe von GesetzmaBigkeiten rur Dreikomponen- ten-Systeme zu ermitteln.

1. Das die Ausnutzung von aus drei EiweiDkomponenten bestehenden Gemisches widerspiegelnde Diagramm, ermittelt nach den berechneten AS-Werten, weist einen linearen Charakter auf und gehiirt einem der 4Abhangigkeitstypen nach BRESSANI [2] an. Die

I'

4 Die Nahrung 35 (1991) 1

Knickpunkte des Diagramms entsprechen einer optimalen Zusammensetzung des Dreikom- ponen tengemisches.

2. Die Einfuhrung des dritten EiweiDes in das Zweikomponenten-System wird dessen Ausnutzung des Gemisches auf dem Stand des Zweikomponenten-Gemisches oder sie Ill-Gemisch mit hohem Ausnutzungsgrad bildet, im entgegengesetzten Fall verbleibt die Ausnutzung des Gcmisches auf dem Stand der des Zweikomponenten-Gemisches oder sie sinkt ab.

3. Wird in das Typ 1V-Gemisch eine dritte Komponente eingefuhrt, die mit jedem EiweiB Typ Ill-Gemische bildet, so ergeben alle moglichen Verbindungen nur Typ 111-Gemische (Abb. I). Man betrachte als Beispiel die Eiweiljkombination von Hammelfleisch, Reis und Kartoffeln. Reis-Kartoffel-Gemische gehoren dem Typ IV, Hammelfleisch-Reis- und Ham- melfleisch-Kartorfel-Gemische dem Typ Ill an. Alle EiweiDkombinationen von Hammel- lleisch mit dem Reis-Karloffel-System bilden Typ 111-Gemische (Linien I, 11, Abb. I) . Die

A:O 20 40 60 80 100 B:IOO 80 60 LO 20 10

Eiweinverhliltnis I% ]

Abb. I. Eiwcibausnutzung von Zwei- und Dreikomponentengemischen: 2 ,trikomponi~nten~cmi.~chc Hammellleisch (A) + Kartoffel (B) Hammellleisch (A) + Reis (B) Drcikomponcntengemische

I - Hammelfleisch (A) + Gcmisch (20% Reis und 80% Kartoffel) (B) II - Hammellleisch (A) + Gcmisch (60% Reis und 40% Kartoffcl) (B)

optimale Losungszone (M) entspricht der Vergrokrung des EiweiSanteils von Hammel- lleisch von 6 auf 26Y0 bei verschiedenen Kombinationen von Reis und Kartoffeln. Die Er- hohung des Kartoffelanteils in dem Dreikomponenten-Gemisch fuhrt zur Senkung der EiweiSausnutzung (EA), die des Reises aber zu deren Erhohung. Alle optimalen Verhaltnisse von drei EiweiOquellen liegen auf einer Linie, die die Knickpunkte c und d der Kurven von Zweikomponenten-Systemen verbindet. Das gestattet die graphische Ermittlung des optima- len EiweiDverhaltnises des Dreikomponenten-Systems.

4. Bilden EiweiDe paarweise Typ IV-Abhangigkeit, so gehoren alle derea existierenden Kombinationen in dem Dreikomponenten-System dem Typ IV an (Abb. 2). Gerade Linien der Diagramme(1,II) von drei Komponenten verbinden zwei Punkte: der erste entspricht den

KOVALEVIKARZEVA u. a. : Optimierung von Mehrkomponenten-EiweiDgemischen 5

AEAS des Reises, der zweite denen des Gemisches von Hirse und Kartoffeln und wird aus dem Diagramm ohne zusatzliche Berechnungen ermittelt. Alle Punkte der Kurven von Dreikom- ponenten-Gemischen liegen in der Zone H und konnen durch die Projektion auf die senkrechte Achse der AEAS-Werte ermittelt werden, die den bestimmten EiweiDverhaltnissen im Zweikomponenten-System entsprechen.

5. Bilden die das System ausmachenden EiweiBe Typ 111-Paare, so gehoren alle bestehen- den Dreikomponenten-EiweiBverbindungen dem Typ I11 an (Abb. 3). In der optimalen Variante ist als Grundlage das EiweiD zu nehmen, das mit zwei anderen EiweiBen Gemische mil maximaler Ausnutzung bildet (in unserem Beispiel SojaeiweiB). Die optimale Losungszo- ne (M) entspricht dem Sojagehalt im Gemisch von 42 bis 78%.

So gestattet es die vorgeschlagene graphisch-analytische Methode, nicht nur das Minimum der nicht auszunutzenden AS zu bestimmen, sondern eine bestimmte Zone von Werten, die dem Optimum nahe sind.

Die meisten Berechnungen zur Optimierung der Gemische sind aufgrund der AS-Zusam- mensetzung der rohen Lebensmittel ausgefiihrt worden [z. B. 3 - 51. Bei der Warmebehand- lung kann sich aber die EAS-Zusammensetzung andern. Es gibt Angaben dariiber, daB die getrennte Warmebehandlung von Lebensmitteln deren AS-Zusammensetzung anders beein- fluat als die gemeinsame Behandlung [5]. Deshalb wurde zur Prufung der Moglichkeit der Optimierung von Gemischen hinsichtlich der AS-Zusammensetzung der rohen Lebensmittel am automatischen ,,Chromospekt-Analysator (England) die AS-Zusammensetzung der

24 0 i f 2 2 0 - 200

p 180

! 160 cn 5 1 4 0

1 2 0

1 0 0

8 0

A : O 20 GO 60 80 100 B:100 80 60 40 20 0

Eiweinverhaltnis I O/O 1

Abb. 2. EiweiDausnutzung von Typ IV Zwei- und Dreikomponentengemishen : Zweikomponentengemische Kartoffel (A) + Reis (B) Kartoffel (A) + Hirse (B) Hirse (A) + Reis (B) Dreikomponentengemische I - Reis (B) + Gemisch (60% Hirse und 40% Kartoffel) (A)

I1 - Reis (B) + Gemisch (20% Hirse und 80% Kartoffel) (A)

6 Die Nahrung 35 (1991) 1

A : 0 20 LO 60 80 100 8 : l O O 80 60 LO 20 0

Eiweinverhaltnis [ O/O 1

Abb. 3. Eiweiaausnutzung von Typ III Zwei- und Dreikomponenten-Gemischen %,c~c.ikoniponenten~emi.~che Mais (A) + Eier (B) So.ia (A) + Eier (B) Soja (A) + Mais (B) Ureik otnponen tengemische

I - Soja (A) t Gemisch (20% Eicr und 80% Mais) (B) I I - Soja (A) + Gemisch (63% Eier und 37% Mais) (B)

fertigen Gerichte bei verschiedenen Komponentenverhaltnissen ermittelt. Tab. 1 gibt EAS-Verluste der Lebensmittel in Zwei- und Dreikomponenten-Gerichten beim Kochen oder Schmoren an. Die EAS-Verluste betrugen fur Threonin 2,8 - 23,1%, Methionin + Cy- stin 6,8 - 16,0%, Valin 6,4-29,4%, Isoleucin 4,9-34,8%, Leucin 2,5 - 20,4%, Phenylala- nin + Tyrosin 2,8 - 22,2%, Lysin 6,3 -28,4%, Tryptophan 8,8 - 21,4%.

Aus der Analyse der ermittelten Angaben laat sich eine Reihe von Schlussen ziehen: - EAS-Verluste sind je nach der Art des Produktes unterschiedlich; so betragen die

Threoninverluste bei der Warmebehandlung von Erbsen 1 1,7%, von Hirse aber 2,8%, die von Methionin und Cystin entsprechend 6,8 und 13,2%, die von Valin 21,6 und 8,3% usw.

- bei der gemeinsamen Lebensmittelbehandlung hangen die Verluste einer Reihe von AS von der Art der Komponenten ab; so ruft die Warmebehandlung von Grutze mit Fleisch hiihere EAS-Verluste hervor als die von Grutze mit Hiilsenfriichten;

- in einer Reihe von Fallen hlngen die EAS-Verluste bei der gemeinsamen Behandlung det Lebensmittel nur von dem Verhaltnis der Lebensmittel zueinander ab; so sind z. B. die Methionin- und Cystin-Verluste in den Gemischen von Hirse mit Erbsen desto grokr, je grBDer der Hirsednteil im Gemisch ist.

Auf diese Weise entstand die Notwendigkeit der Gegenuberstellung von AEAS und EAK des Rohstoffes und der fertigen Gerichte bei verschiedenen Verhaltnissen der Lebensmittel zueinander. Die Berechnung dieser Kennwerte nach der Zahl der Produkte und der mit Hilfe des automatischen Analysators ermittelten AS-Zusammensetzung der fertigen Gerichte ist in

KOVALEV/KARZEVA u. a. : Optimierung von Mehrkomponenten-EiweiDgemischen 7

Tabelle 1 Verluste an essentiellen Aminosauren [%] bei einzelnen Produkten und deren Gemischen durch Warmebehandlung

Produkt Verhalt- Essentielle Aminosiiuren nis [YO]

Trp Lys Phe Thr Met Leu Ile Val + + TYr CYS

Erbsen Erbsen + Hirse

Hirse Erbsen + Graupen

Graupen Rindfleisch + Graupen

Rindfleisch + Graupen + Kartoffel Rindfleisch + Erbsen + Kartoffel Rindfleisch + Hirse

Rindfleisch + Hirse + Kartoffel Rindfleisch + Reis + Kartoffel

100 18,O 13,4 15,5 11,6 6,8 - 23,8 21,O 40:60 14,O 14,9 10.8 4,3 10,9 12,8 18,2 10,8 30: 70 15,O 6,4 2,8 7,O 11,O 11,s 21,9 11,8 20: 80 17,l 11,O 10,7 8,O 12.8 20,4 30,3 17.3 100 21,4 14,9 9,6 2,8 13,2 19,l 28,7 8,3 80: 20 10,7 17,O 12,l 12,3 9,6 12.4 19.9 16,3

100 10,2 6,9 10,4 9,l 9,O 8,l 4,9 6,4 40: 60 13,2 16,4 15,s 6,9 15,s 2,s 22,6 29,4

20: 80 8,8 12,7 9,l 7,2 13,6 - 7,6 12,7

50: 50 15,s 10,9 13,9 11,2 15,6 - 19,4 21,8 60: 40 10,7 11,l 9,2 - 15,3 - 14.5 20,4

35: 13: 52 16,6 21,4 18,4 11,l 14.9 4,3 19,s 24,2

30:25:45 4,7 20,l 20,4 23,l 13,l 9,8 34,8 20,3 40: 60 16,s 28.4 16.8 18,3 15,2 4,6 29,8 25.3 50: 50 12,O 16,2 10,O 13,8 15,l - 26,4 21,l 60: 40 9,s 13,O 18,l 13,l 14,2 - 28,s 21,3 30: 10: 60 14,O 15,2 21,4 14,2 12,l 10,3 29,3 20,O 30: 20: 50 14,3 14,7 22,2 14.4 15,5 11,2 25,l 24,8 30: 10:60 15,9 17,8 18,7 11,O 16,O $3 25,7 24,6 30: 20: 50 13.3 14.8 19.0 9,2 15,8 5,2 26,2 22,s

Tab. 2 enthalten. Fur die AEAS, ermittelt nach der AS-Zusammensetzung des Rohstoffes und der fertigen Gerichte, betrug der Korrelationskoeffizient r = 486 fiir EAK des Rohstoffes bzw. .der fertigen Gerichte r = 487. Die Abhangigkeit ist signifikant. Somit ist der Korrelationskoeffizient zwischen den berechneten AEAS-Werten und dem EAK hoch genug, trotz einiger Unterschiede in der AS-Zusammensetzung der rohen und der behandelten Produkte.

Die Richtigkeit der vorgeschlagenen Berechnung anhand des Rohstoffes fand eine weitere Bestatigung durch die Untersuchung der BW der Proteingemische anhand der Kennwerte der Gewichtszunahme (GK) bei Ratten nach der Methodik von SCHABLU u. a. [6]. Es wurden Gemische von rohen Produkten vor und nach deren gemeinsamer Warmebehandlung untersucht. Zwischen GK und EAK (Tab. 2), ermittelt nach der Zusammensetzung sowohl roher als auch fertiger Produkte, ist eine starke Korrelationsabhangigkeit festgestellt worden (r = 0,84 bzw. 0,80). Der Korrelationskoeffizient zwischen GK und AEAS bei den fertigen Gerichten betrlgt r = 0,76, bei dem Rohstoff r = 0,79. Das gestattet die Ausnutzung von

x Die Nahrung 35 (1991) 1

Tabelle 2 A EAS. EAK- und GK-Werte fur verschiedene eiweiohaltige Produkte

Prokukte Verhalt- GK EAK [YO] AEAS Imekl .- - .._ .-

nis [%] Roh- fert. Roh- fert. stoff Gericht stoff Gericht

__ --

Erbsen 100 1.90 66.3 67.6 117.4 1033 20: 80 1,95 67.2 69.5 156,8 132,5 Erbsen + Hirse 30: 70 2.14 70,6 72.3 114.6 94,2 40: 60 2,24 72,3 73.3 83.9 78,2

Hirse 100 1,63 59,l 62.1 258,9 228.5

20: 80 2.08 70,8 69.6 72.0 80.4 Ciraupen 100 1.78 67,5 67,O 105,l 109.2

Rindfleisch + GrdUpen 40: 60 2.94 83.6 82.8 65.4 61.3 50: 50 3.12 85.8 85.1 60.1 58.2 60: 40 3.40 87,7 86,l 55.6 63.5

Kindfleisch + Graupen + Kartoffel 35: 13: 52 3.14 87.7 87.3 52.0 51.0 Rindfleisch + Erbsen -t Kartoffel 35: 25 : 45 3,02 83.0 ~5.7 55.0 49,l Rindfleisch + Hirse 40: 60 3.06 84,2 82,l 72.7 89.7

50: 50 3,24 86,O 84.7 66,4 75,4 60: 40 3.42 87,6 85.5 60.8 79.1

Rindfleisch + Hirse 30: 10: 60 3,22 87,7 87.9 51,6 42,O + Kartoffel 30: 20: 50 3,18 86.3 85.5 58,9 58.9

Rindfleisch + Reis 30: 10: 60 3,19 89,l 87.9 42.4 45.5 + Kartoffel 30: 20: 50 3,17 88,7 87.5 42,6 46,8

Erbsen + Graupen 80: 20 1.92 67,2 67,5 108.1 104,8

Casein 100 2.34 79,5 - 175.0 -

Angaben iiber die AS-Zusammensetzung der rohen Produkte fur die Berechnungen der optimalen Gemische von EiweiOprodukten.

Die Brauchbarkeit der rechnerischen Methode unter Zugrundelegung von AEAS und die Bewertung der Gemische anhand von EAK ist offensichtlich, da diese Kennwerte als lntegralwerte auftreten, die die Verhaltnisse der EAS in EiweiDgemischen berucksichtigen.

Fur die Automatisierung der Optimierung der AS-Zusammensetzung von Drei- und Mchrkomponenten-Eiweiflkompositionen ist ein Computer-Programm entwickelt worden, das folgende Arbeitsweise vorsieht: - Berechnung von AEAS und EAK fur Gemische mit dem vorgebenen Komponentenge-

- Optimierung der AS-Zusammensetzung der Gemische. aus N Komponenten halt ;

(N = 1 1 . . 5). Die Berechnung von AEAS erfolgte nach der Formel:

EAS,,,,i - min - i= 1 ( z;::i) +

KOVALEV/KARZEVA u. a. : Optimierung von Mehrkomponenten-EiweiBgemischen 9

wo EASf,k,i - Gehalt von i EAS in 1 g EiweiD des Gemisches aus Komponenten ist:

EASfakti = 1 ( a j . Kj EAS,) , N

j= 1

EASij - Gehalt von i EAS in 1 g EiweiD der Komponente j; 9 - Anteil des auszunutzenden EiweiBes der Komponente j im Gemisch; k j - Koeffiient der Ausnutzung des Eiweiks der Komponente j; EASidi - Gehalt von i EAS im ,,idealen" EiweiB. Das Verhaltnis zwischen den Komponenten wurde folgendermaBen berechnet :

wo - Teil der Komponente j im Gemisch ist; pi - Gehalt des Eiweiks in 100 g der Komponente j

Zusatzliche Bedingungen

Die Aufgabe der Optimierung wurde mittels der Auslesemethode nach dem Verhaltnis der Produkte und mittels der Methode des zu deformierenden Polyeders gelost [8].

Mittels Computer-Berechnungen sind Drei- und Funfkomponenten-Produktgemische optimiert worden, die der russischen Kuche angehoren. Tab. 3 gibt Berechnungsergebnisse an. Die Analyse der Daten der Tabelle zeigt, da13 die berechneten Produktverhaltnisse nicht immer den technologischen Anforderungen und dem herkommlichen Geschmack entspre-

Tabelle 3 . Optimale Verhaltnisse von Drei- und Fiinfkomponentenproduktgemischen

Produkt optimales EAK [%I AEAS [mg/g] Verhlltnis

~

Rindfleisch + Graupen + KartoNel Rindfleisch + Erbsen + KartoNel Hammelfleisch + Reis + KartoNel Rindfleisch + Hirse + Kartoffel Rindfleisch + Reis + KartoNel Gerauchertes Bruststiick + Erbsen + KartoNel Rindfleisch + KartoNel + MaisgrieD Hammelfleisch + Hirse + KartoNel Rindfleisch + WeizengrieD + KartoNel Rindfleisch + KartoNel + Mohren + Rube + Kohl Rindfleisch + KartoNel + Zwiebeln + Rote Rube + Kohl Hiihnerfleisch + Reis + KartoNel Rindfleisch + HafergrieD + KartoNel Schweinefleisch + Erbsen + KartoNel Hammelfleisch + Erbsen + Kartoffel Buchweizen + Reis + Milch Buchweizen + HafergneD + Milch Buchweizen + Speisequark + Eier Buchweizen + Reis + Rindfleisch

33: 13:54 87,9 30: 25 : 45 81,8 32: 13: 55 84,l 30: 12 : 58 87,9 30: 13: 57 88,9 25: 25 : 50 73,5 33: 13: 54 86,6 32: 13: 55 85,2 35: 13: 52 88.2

20:32:15:15:18 87,4

27:27: 11: 20: 15 883 31: 23:46 87,3 35 : 13 : 52 86.9 30: 22 : 48 76,6 29: 22 : 49 77,9 26 : 7 : 67 86,l 32: 13 : 56 85,O 20: 20 : 60 90,3 35: 8 : 57 85,s

48.2 59,4 84,8 50,5 42,5

1103 60,7 56,8 62,4

48.6

53,3 54,8 55,6

103,4 109,l 41,9 43.0 38,l 38.5

0 100 A

Die Nahrung35 (1 991) 1

100

Buchweizen Produktverhaltnis [ O h ]

Reis Produktverholtnis 1

Milch Produktvert-dtnis I O/O I

Abb. 4. AEAS-Vcrteilungsdiagramm des Drcikomponenten-Gemisches Abb. 5. AEAS-Verteilungsdiagramm des Dreikomponenten-Gemisches

Buchweizen + Reis + Milch

HafergrieD + Buchweizen + Reis A bb. 6. AEAS-Verteilungsdiagramm des Dreikomponcnten-Gemisches Reis + Milch + Miihren

KOVALEV/KARZEVA u. a. : Optimierung von Mehrkomponenten-EiweiBgemischen I I

chen. Deshalb wird fur die Eigenschaftsbewertung von Mehrkomponenten-Gemischen (ohne zusatzliche Berechnungen) die BW-Diagramm-Methodik vorgeschlagen. Fur Dreikompo- nenten-Gemische kann das Diagramm flach dargestellt werden, fur eine groDere Komponen- tenzahl ist eine raumliche Betrachtungsweise erforderlich. Im gegebenen Fall betrachten wir das ,,flache" Diagramm. Jeder Punkt in einem solchen Diagramm wird durch drei Koordinaten gekennzeichnet, die dem Komponentengehalt in den Gemischen entsprechen. Das Diagramm stellt ein AEAS-Feld dar. Die Untersuchung dieses Feldes gestattet es, nicht einen einzigen Punkt des AEAS-Minimums hervorzuheben, sondern ein bestimmtes Gebiet von Kennwerten, die den optimalen nahe sind. Es gibt mehrere Varianten zur Darstellung von Diagrammen fur Dreikomponenten-Systeme.

Ergeben alle drei Produkte miteinander den dritten Gemischtyp, so liegt des Gebiet der minimalen AEAS-Kennwerte fur alle drei Komponenten im ABC-Dreieck. Die Punkte A, B, C entsprechen den optimalen Produktionsverhaltnissen in Zweikomponenten-Systemen (Abb. 4).

Ergeben zwei Produktpaare paarweise das Typ 111-Gemisch mit dem AEAS-Minimum in den Punkten A und B und das dritte Paar den Typ IV, so liegt in diesem Fall das Gebiet der minimalen Kennwerte des AEAS-Dreikomponenten-Systems auf dem Abschnitt A, B (Abb. 5) .

Im Falle der Optimierung eines Produktpaares aus drei Paaren haben wir auf dem Diagramm einen diesem Minimum entsprechenden Punkt A. Dabei sind zwei Varianten moglich: - das dritte Produkt hat einen niedrigeren AEAS-Kennwert als das Gemisch im Punkt A;

dann liegt das Gebiet der minimalen AEAS-Werte fur das Dreikomponenten-Gemisch auf dem Abschnitt, der die Punkte A und D verbindet (D - der dem AEAS-Wert des dritten Produkts entsprechende Punkt) (Abb. 6).

- das dritte Produkt hat einen hoheren AEAS-Wert als das Gemisch im Punkt A; dann liegt das Gebiet der minimalen AEAS-Kennwerte fur alle drei Produkte in der Umgebung von Punkt A.

Somit gestatten die vorgeschlagene Diagramm-Methode sowie die graphisch-analytische Methode, ein ganzes Gebiet von Werten zu ermitteln, die dem Optimum nahe sind, und Nahrungskompositionen (Kochrezepturen) unter Beriicksichtigung geschmacklicher Beson- derheiten und Traditionen der Nationalkuchen zusammenzustellen.

Summary

N. I. KOVALEV, N. J. KARZEVA, V. 0. FITERER and A. A. SMOLENZEVA: Use of a graphic-analytical method for the optimization of multicomponent protein mixtures

The basis for the computation of protein utilization of mixtures from animal and vegetable foods is shown. The suitability of this method with regard to the amino acid composition of the raw products has been corroborated studying the growth efficiency in rats. The graphic-analytical method suggested makes it possible to ascertain the area in which the combinations of protein-containing foods regarding their protein composition reach almost the optimum. This opens the possibility to arrange food compositions in view of taste pecularities. The method has been performed by means of a computer.

Peilo~e

H. W. KOBaneB, H. 5I. Kapuesa, B . 0. @mepep, A. A. CMoneHuem. rpa@o-pacqeTHuii MeTon omti- MW3BUHW MHOrOKOMnOHeHTHblX 6eJlKOBblX CMeLXfi

12 Die Nahrung 35 (1991) I

1.i teratur

[I] KOVALEV. N. I., N. J. KARZWA und V. 0. FITERER, Nahrung 31(1987) 905-911. [Z] BRESSANI, R.. L. Q. ELIAS und R. A. GIMES-BRENLS, in: Protein and Amino Acid Functions 11,

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Prof. N. I . KOVAL~V. Kand. techn. Wiss., Lehrstuhl f i r Erzeugnisse dcr Gemeinschaftsverpflegung. Doz. NATALJA JAKOVLIWNA KARZEVA, Kand. techn. Wiss., und ALLA ALEKSUEVNA SMOLENZEVA, Kand. techn. Wiss., Lehrstuhl f i r Technologie, Leningrader Hochschule fur Sowjethandel ,,Friedrich Engels“, 104 018 Leningrad. K-18, Novorossijskaja ul. 50; V. 0. FITERER, Kand. techn. Wiss.. Lehrstuhl fur Technologie, Fernhochschule fur Sowjethandel, Zweigstelle Orel, UdSSR

Eingegangen 3. 10. 1989 nach Revision 15. 3. 1990