Gıda üretiminde hammadde karışım değerlerinin matematiksel modelleme ile bulunması

Gıda ve içecek üretimi için kullanılan formüller genellikle on veya daha fazla bileşenden oluşmaktadır. Ürünler; temel ham içeriklere ve baharatlara ek olarak vitamin, renklendirici, lezzet arttırıcı veya koruyucu içerebilir. Bunlardan bir kısmı az miktarda kullanılırken bazı kısımlarında ise işlem yapmak veya dozajlamak çeşitli durumlarda güç olabilir. Reçete geliştirmenin bu iki yönü; çok sayıda içerik bulunması, reçete karmaşıklığı formülasyonlarda sıklıkla karşılaşılan en büyük zorluklardandır. Gıda teknolojilerinde "Deneme-Yanılma" yöntemi yaygın olarak başvurulan bir yaklaşım olmuştur. Deneme yanılma yönteminde, ürün geliştiriciler önceden seçilmiş bileşenlerle bir formülasyon tasarlar ve ardından formülasyondaki bileşenleri belirli spesifikasyonları karşılayacak şekilde yeniden ayarlar. Bu işlem, istenilen ürün elde edilmesine kadar tekrar edilir. Ürün geliştiren kişi, ürünü geliştirme sırasında önceden tanımlanmış bazı özelliklerden ödün verebilmektedir. Böyle bir yaklaşım ise zaman ve maliyet açısından fazlasıyla dezavantajlıdır. Bu nedenle belirli kısıtlarla matematiksel yöntem doğrultusunda gıda ürünü geliştirmek gerekmektedir. Her ne kadar beslenme içeriğini optimize etmek amaçlı Matematiksel Programlama çalışmaları literatürde yer alsa da ürün formülasyonlarının geliştirilmesinde yeterli sayıda çalışma bulunmadığı tespit edilmiştir. Bu çalışmada yeni ürün geliştirme sürecinde ürün formülasyonunun belirlenmesi maksatlı literatürde daha önce kullanılmadığı tespit edilen matematiksel modellemenin kullanılması hedeflenmiştir. Meyve barı ve granolanın hammaddelerinde bulunan temel besin öğeleri (enerji, yağ, protein, KH) ve tekstürleri (sertlik, yapışkanlık, gevreklik) ürünlerin kıstılarını belirlemektedir. Ürünlerin tekstürleri önem derecelerine ve ağırlıklarına göre matematiksel modellerden AHP metodu ile değerlendirilmektedir. SuperDecisions programı AHP'nin seçeneklerini etkili bir şekilde sıralamak, muhakeme yapmak, verileri birleştirmek ve sonuçlarını tahmin etmek için çalışmada kullanılan bir programdır. LINGO programı ise matematiksel modelde kısıt belirlemek için yardımcı olmaktadır. Meyve barı ve granola ürünlerinin üretiminde formülasyon belirlenmesi için iki farklı matematiksel model geliştirilerek en az maliyetle tüketici beklentilerini karşılayacak sonuç elde edilmektedir.