Biokémia
és Élelmiszertechnológia Tanszék
A neurális háló használata egyre nagyobb teret nyer az adatfeldolgozás során a hagyományos módszerekkel szemben, új alternatívát jelentve a problémamegoldásban.
A Maillárd reakció
vizsgálatához egy vizes oldatú modell rendszert használtunk. A modell rendszer
szénhidrátok (glükóz, fruktóz) és aminosavak (beta-alanin, lizin, glutaminsav)
keveréke, amelyet meghatározott hőmérsékleten és ideig kezeltünk. A hőkezelt
mintákat spektrofotometriával látható és UV hullámhosszon mértük le. Az
abszorbanciát 250 és 400 nm hullámhosszon számoltuk ki, ahol a barna
színanyagok és a többi mellékkomponensek nyelnek el. A hő kezelt mintákat ki
hűlés után mértük.
Az adatokat neurális háló segítségével dolgoztuk fel. A feldolgozás „back-propagation” mesterséges neurális hálózat alkalmazásával történt. Az eredmények alátámasztják a neurális háló eredményességét, hatékonyságát.
A Maillárd reakció fehérje és szénhidráttartalmú élelmiszerekben végbemenő nem enzimes barnulási reakció. A reakció során különféle színes termékek (barna színanyagok) és aromakomponensek keletkeznek. A reakciólépések bonyolult Schiff-bázis képzés, Amadori, Heyns átrendeződés, dehidratációs és deaminálásos lépések, valamint Strecker lebontás révén valósulnak meg. A reakciósor végtermékei a színes melanoidinek és a további reakciókra képes hidroximetil-furfural (HMF) és kisebb mértékben máltól, izomaltól termékek. A melanoidinek bizonytalan polimerizációs fokú polimerei a 3-dezoxi-hexózoszon és az amino vegyületek kondenzációs termékeinek illetve a HMF származékoknak. A reakció során nem csak 3-dezoxi-hexózoszon, hanem 4-dezoxi és 1-dezoxi-hexózoszonok is képezhetnek színes termékeket.
A
neurális hálózaton beállítottuk az időt, hőmérsékletet és a két hullámhosszat.
A kapott eredményeket az idő függvényében ábrázoltuk. Az így feldolgozott
eredmények elég információt adtak a következő konklúziókhoz. Úgy 250 nm-en mint
400 nm-en a minták spektruma maximumot mutat annál gyorsabban minél magasabb
hőmérsékleten kezeltük őket. Ez a maximum egy jellegzetes tulajdonság, kivétel
csak a lizin tartalmú mintáknál figyelhető meg A lizin tartalmú mintáknál
látható a maximum megtartása alacsony hőmérsékleten és az eredeti
abszorbanciához visszatérés magasabb hőmérsékleten. A glükóz, fruktóz és alanin
modell rendszer esetében az abszorbancia annál kisebb értékeket ér el minél
kisebb hőmérsékleten kezeltük a rendszert. Viszont a glükóz, fruktóz és
glutaminsav esetében az abszorbancia 100 ºC fok felett maximumot mutat.
A Maillard reakció
végtermékei bonyolult szerkezetű barna színanyagok melyeknek negatív hatása is
lehet a technológia folyamán. A neurális háló segítségével megelőzhető az
esetleges nem kívánt melanoidin képződés. Ez által kevesebb minta alapján is
meghatározható az optimális hőmérséklet /idő arány.