استفاده از جدول جستجوي منطق فازي در مدلسازي رهايش گلوكز از نشاسته هاي گندم

The use of fuzzy logic table look-up scheme for modeling of glucose release from wheat starches

در اين تحقيق نشاسته هاي فسفريله و هيدروكسي پروپيله با درصد هاي جايگزيني به ترتيب 0/096 و 2/106 درصد از نشاسته طبيعي گندم توليد شدند. سپس ژل نمونه هاي نشاسته با غلظت هاي 8 و 12 درصد و در حجم هاي 7/5 و 15 ميلي ليتر تهيه شده و تحت شرايط هضم در دهان، معده و روده شبيه سازي شده قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه حدود 80 درصد از ميزان گلوكز رهايش يافته نهايي، در 15 دقيقه ابتدايي هضم نشاسته ها در شرايط روده شبيه سازي شده رهايش يافت. ميزان گلوكز رهايش يافته براي نشاسته فسفريله 11-6 درصد و براي نشاسته هيدروكسي پروپيله 19-16 درصد كمتر از نشاسته طبيعي پس از هضم در شرايط روده شبيه سازي شده بود. جهت مدلسازي رهايش گلوكز با روش جدول جستجوي منطق فازي، ورودي هاي فازي براي هر نوع نشاسته شامل حجم، غلظت و زمان هضم در روده شبيه سازي شده تعيين شد، كه به ترتيب به 3، 3، و 13 مجموعه فازي با تابع عضويت مثلثي تقسيم شدند. به علاوه يك خروجي (ميزان گلوكز رهايش يافته در شرايط روده شبيه سازي شده) شامل 34 مجموعه فازي طراحي شد. در اين پژوهش سيستم استنتاج Mamdani به دليل سادگي آن مورد استفاده قرار گرفت و همچنين، عملگر T-norm حداقل و تكنيك نافازي كننده درجه كشش مركزيت بر هر قانون اعمال شد. نتايج مدلسازي با استفاده از جدول جستجوي منطق فازي نشان داد كه اين روش توانايي بالايي (R2 = 0.991-0.951) در تخمين ميزان گلوكز رهايش يافته از نشاسته هاي گندم حين هضم در شرايط روده شبيه سازي شده دارد.

In this study phosphorylated and hydroxypropylated wheat starches were produced with 0.096 and 2.106% degree of substitution, respectively. The gel samples of the starches were prepared with concentrations of 8% and 12% at volumes of 7.5 and 15 ml. The gel samples were subjected under digestion process at simulated mouth and gastrointestinal conditions. The results showed that about 80% of the final glucose release from the starch samples were obtained within the first 15 min of digestion at the simulated intestinal condition. The amounts of glucose release for phosphorylated starch were approximately 6-11%, and for hydroxypropylated starch were 16-19% lower than that for native wheat starch after digestion at this condition. Fuzzy logic table look-up scheme was used in order to model the amount of glucose release from the starch samples. The fuzzy inputs (volume, concentration and the digestion time under the simulated intestinal condition) for each sample comprised of respectively 3, 3 and 13 fuzzy sets with triangular membership functions. Moreover, the amount of glucose release with 34 fuzzy sets and triangular membership function was considered as the output of fuzzy modeling system. In this research, the Mamdani’s inference system was used to conduct fuzzy set operations and the minimum T-norm operator and the center of gravity defuzzifier were used to produce each fuzzy rule. The results obtained from the fuzzy logic table look-up scheme modeling system demonstrated high proficiency (R2 = 0.991-0.995) of that for estimation of the amount of glucose release from the wheat starch samples at the simulated intestinal conditions.