Model ortamda ve patates kızartmasında gerçekleşen maıllard reaksiyonunun akrilamid, renk ve antioksidan kapasite açısından yapay sinir ağı kullanılarak modellenmesi
Modelling the maillard reaction in model systems and fried potatos by using artificial neural network with respect to acrylamide, color and antioxidant capacity
Yazar: ARDA SERPEN
Danışman: PROF. DR. VURAL GÖKMEN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Akrilamitler = Acrylamides

Özet:
Bu çalışmada, çeşitli model karışımlarında ve patates cipslerinde gerçekleşen Maillard reaksiyonu ayrı ayrı incelenmiştir. Deneysel çalışmaların birinci kısımında, model reaksiyon karışımlarında çeşitli parametrelerin (indirgen şeker konsantrasyonu, asparajin konsantrasyonu, glisin konsantrasyonu, sıcaklık ve süre) etkisi ile gerçekleştirilen MR'da akrilamid oluşumu ve antioksidan aktivite değişimi incelenmiştir. Asparajin miktarındaki artış akrilamid düzeylerini belirgin oranlarda artırmış buna karşın glukoz miktarındaki artış akrilamid oluşum hızlarını arttırmış fakat akrilamid düzeyleri üzerine sınırlı düzeyde etki etmiştir.İkinci aşamada ise, patates cipslerinde çeşitli parametrelerin etkisiyle (başlangıç indirgen şeker konsantrasyonu, başlangıç asparajin konsantrasyonu, kızartma sıcaklık ve süresi) gerçekleşen Maillard reksiyonunda eşzamanlı olarak akrilamid oluşumu, toplam antioksidan kapasite ile renk parametrelerinin (CIE a*, ?E, Esmerleşme oranı) incelenmesi ve yapay sinir ağı tekniği kullanılarak modellenmesi gerçekleştirilmiştir. Patates cipslerinde gerçekleşen Maillard reaksiyonun en uygun açıklayan yapay sinir ağı modeli ileri beslemeli geri yayınım algoritmalı, 4-6-5-3 hücre konfigurasyonuna sahip model olmuştur. Her üç çıktı parametresi için elde edilen yüksek uyum katsayıları (Rakrilamid>0.985; RTAK>0.976; Resmerleşme>0.991) belli aralıklardaki girdi parametrelerine (asparajin konsantrasyonu, indirgen şeker konsantrasyonu, kızartma sıcaklığı ve kızartma süresi) sahip patates dilimlerinin kızartılması ile gerçekleşen Maillard reaksiyonu sonucu oluşan akrilamid, toplam antioksidan kapasite ve esmerleşme oranının oldukça yüksek oranlarda tahmin edilebileceğini göstermiştir.

Abstract:
In this study, Maillard reaction takes place in various model solutions and in potato crisps were investigated, separately. In the first section, formation of acrylamide and changes of antioxidant activities were investigated in Mailllard reactions which performed by the effect of various parameters, including reducing sugar concentration, asparagine concentration, glisine concentration, temperature and reaction time in model solutions. The increments in asparagine concentration were let to enhance the acrylamide levels, remarkably whereas increments in glucose concentration raised the formation rate of acrylamide but had limited effects on the levels of acrylamide.In the second section, acrylamide formation, total antioxidant capacity levels and color changes (CIE a*, ?E, browning ratio) in Maillard reaction which takes place by the effect of various parameters (initial reducing sugar concentration, initial asparagine concentration, frying temperature and time) was investigated and modeled with using artificial neural networks. The best artificial neural network model explaining the Maillard reaction takes place in potato crisps was found to having 4-6-5-3 cellular configurations with feed-forward back propagation algorithm. High correlation coefficients obtained for all three output parameters (Racrylamide>0.985; RTotalAntioxidantCapacity>0.976; RbrowningRatio>0.991) showed that acrylamide, total antioxidant capacity and browning ratio of potato crisps, which were the results of the Maillard reaction took placed by frying the potato slices could predicted with very high precisions under certain input conditions (asparagine concentrations, reducing sugar concentrations, frying temperature and time).