[發明專利]分析多酚化合物氧化產物的人工神經網絡及預測方法

有效

• 申請號: 201811385789.1
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109297916B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 畢金峰;李旋;劉璇;呂健;吳昕燁
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農產品加工研究所
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N30/02;G01N30/72;G06K9/62;G06N3/02
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 史霞

本發明公開了一種分析多酚化合物氧化產物的人工神經網絡，以氧化產物的溶液的L*值、a*值、b*值為輸入值，多酚化合物的結構和特征吸收峰為輸出值；公開了一種多酚化合物氧化產物的預測方法：建立多酚化合物溶液的多個濃度與多個濃度的氧化產物的溶液對應的多組L*值、a*值、b*值的線性關系；將待測樣液多個濃度的L*值、a*值、b*值，以線性關系為模糊集，擬合得到擬合度高于預設限值的多組L*值、a*值、b*值；以擬合的多組L*值、a*值、b*值為人工神經網絡輸入值，得到多酚化合物的種類、多酚化合物的結構式、多酚化合物的特征吸收峰。本發明具有預測偏差小，穩定性和重復性高，時間短，效率高的有益效果。

技術領域

本發明涉及多酚化合物氧化產物分析領域。更具體地說，本發明涉及一種分析多酚化合物氧化產物的人工神經網絡及預測方法。

背景技術

多酚是廣泛存在于水果蔬菜中的一類具有多元酚羥基結構的植物次級代謝產物，果蔬在切分及加工過程中，組織細胞液泡中的酚類物質因組織細胞破碎接觸到細胞質和質體中的多酚氧化酶，在氧分子參與的情況下被氧化成醌，醌類化合物再通過酶促或非酶作用發生耦合氧化反應形成棕褐色物質。多酚氧化形成的褐色氧化產物，結構復雜，種類多樣，理化特性和生物活性還未知。同時多酚氧化褐變不僅嚴重改變制品的營養組成和品質，而且顯著影響制品的感官品質和風味。因此對多酚氧化產物組成和結構的解析是充分挖掘果蔬加工制品品質改變及生理活性的前提。然而目前，多酚氧化褐變產物結構及其組成的研究尚處于起步階段，需要精確分析多酚氧化物的特征組分及其含量，對其果蔬加工制品營養成分分析及其品質評價具有重要意義。

多酚氧化產物組成和結構分析的傳統方法是樣品經過提取、分離、純化、制備，經過質譜、核磁共振等初步分析并鑒定。但是受到樣品復雜程度和制備過程的的影響，該方法在多酚氧化產物的分析方面存在較大的偏差，穩定性和重復性得不到保障，而且時間長，效率低，成本高。根據一定條件下不同多酚化合物氧化產物呈色的特異性，通過多酚氧化產物濃度和褐變色澤數據庫的構建，人工神經網絡模型的建立，以及一定條件下樣品表觀色澤的改變，在模糊理論最大隸屬度原則的基礎上，提出多酚氧化褐變產物的基于官能團構成的預測分析方法。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供一種分析多酚化合物氧化產物的人工神經網絡，為預測待測樣液中主要引起褐變反應的多酚化合物的種類和結構提供便捷工具，還提供了一種多酚化合物氧化產物的預測方法，在多酚氧化產物的分析方面偏差小，穩定性和重復性高，而且時間短，效率高，成本低。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種分析多酚化合物氧化產物的人工神經網絡，包括：

多酚化合物配制成多個濃度的溶液，檢測多酚化合物的UV-VIS吸收光譜的吸收波長及對應的波峰，或/和近紅外光譜的波數及對應的波峰，檢測分析多酚化合物的結構式；

多個濃度的多酚化合物的溶液經混合酶氧化后得到的對應的多個濃度的氧化產物的溶液，分別檢測多個濃度的氧化產物的溶液的L*值、a*值、b*值，得到多組L*值、a*值、b*值；

記錄上述檢測所得的數據，形成樣本數據集合，選取一定比例的數據集合作為訓練數據集合；

以樣本數據集合中的同一種多酚化合物的多個濃度的溶液對應的多個濃度的氧化產物的溶液對應的多組L*值、a*值、b*值，為人工神經網絡輸入值，以該種多酚化合物的種類、結構式、UV-VIS吸收光譜的吸收波長及對應的波峰、或/和近紅外光譜的波數及對應的波峰為輸出值，建立人工神經網絡，采用BP網絡學習方法以訓練數據集合訓練該人工神經網絡，至該人工神經網絡穩定，得到所述人工神經網絡。

優選的是，多酚化合物的種類包括：兒茶素、表兒茶素、咖啡酸、綠原酸、槲皮苷、槲皮素、二氫查爾酮類根皮苷、根皮素、橙皮苷、原花青素。