منگنه های انباری وقتی در معرض اکسیژن قرار می گیرند ممکن است فاسد شوند. دانیل د لا هوز/لحظه
آیا تا به حال یک آجیل یا یک تکه شکلات گاز گرفته اید که انتظار طعمی ملایم و غنی داشته باشید و با طعم غیرمنتظره و ناخوشایند گچی یا ترش مواجه شوید؟ این طعم در عمل ترش است و تقریباً بر هر محصول موجود در انبار شما تأثیر می گذارد. اکنون هوش مصنوعی می تواند به دانشمندان کمک کند تا با این موضوع به طور دقیق تر و کارآمدتر مقابله کنند.
ما گروهی از شیمیدانان هستیم که راه‌های افزایش عمر محصولات غذایی، از جمله آن‌هایی را که فاسد می‌شوند، مطالعه می‌کنیم. ما اخیرا یک مطالعه منتشر کرد شرح مزایای ابزارهای هوش مصنوعی برای کمک به تازه نگه داشتن نمونه های روغن و چربی برای مدت طولانی. از آنجایی که روغن‌ها و چربی‌ها اجزای رایج در بسیاری از انواع مواد غذایی از جمله چیپس، شکلات و آجیل هستند، نتایج این مطالعه می‌تواند به طور گسترده اعمال شود و حتی بر سایر بخش‌ها، از جمله لوازم آرایشی و دارویی، تأثیر بگذارد.
ترش و آنتی اکسیدان
غذا فاسد می شود هنگامی که برای مدتی در معرض هوا قرار می گیرد - فرآیندی به نام اکسیداسیون. در واقع، بسیاری از مواد تشکیل دهنده رایج، اما به خصوص لیپیدهاکه چربی ها و روغن ها هستند با اکسیژن واکنش می دهند. وجود گرما یا نور فرابنفش می تواند روند را تسریع کند.
اکسیداسیون منجر به تشکیل مولکول های کوچکتر مانند کتون ها, آلدئیدها و اسیدهای چرب که به غذاهای ترش یک رتبه مشخص، رایحه قوی و فلزی می بخشد. مصرف مکرر غذاهای فاسد می تواند سلامت شما را تهدید کند.
خوشبختانه، هم طبیعت و هم صنایع غذایی سپر بسیار خوبی در برابر ترشیدگی - آنتی اکسیدان ها دارند. غذاها از فرآیندی به نام اکسیداسیون فاسد می شوند.
آنتی اکسیدان ها شامل طیف وسیعی از مولکول‌های طبیعی مانند ویتامین C و مولکول‌های مصنوعی است که می‌توانند از مواد غذایی شما در برابر اکسیداسیون محافظت کنند.
در حالی که وجود دارد چند راه کار آنتی اکسیدان هابه طور کلی آنها می توانند بسیاری از فرآیندهایی را که باعث ترشیدگی می شوند خنثی کنند و طعم و ارزش غذایی غذای شما را برای مدت طولانی تری حفظ کنند. اغلب، مشتریان حتی نمی‌دانند که آنتی‌اکسیدان‌های اضافه مصرف می‌کنند، زیرا تولیدکنندگان مواد غذایی معمولاً آنها را در طول آماده‌سازی به مقدار کم اضافه می‌کنند.
اما نمی‌توانید فقط مقداری ویتامین C روی غذا بپاشید و انتظار داشته باشید که اثر نگهدارنده‌ای داشته باشید. محققان باید با دقت انتخاب کنند مجموعه خاصی از آنتی اکسیدان ها و مقدار هر کدام را دقیقا محاسبه کنید.
ترکیب آنتی اکسیدان ها همیشه اثر آنها را تقویت نمی کند. در واقع، مواردی وجود دارد که در آن استفاده از آنتی اکسیدان های نادرست، یا مخلوط کردن آنها با نسبت های نامناسب، می تواند اثر محافظتی آنها را کاهش دهد. تضاد. یافتن اینکه کدام ترکیب برای کدام نوع غذا جواب می دهد، نیاز به آزمایش های زیادی دارد که زمان بر است، به پرسنل متخصص نیاز دارد و هزینه کلی غذا را افزایش می دهد.
کاوش در تمام ترکیبات ممکن به زمان و منابع بسیار زیادی نیاز دارد، بنابراین محققان با چند مخلوطی که تنها سطحی از محافظت در برابر تباهی را فراهم می‌کنند، گیر کرده‌اند. اینجاست که هوش مصنوعی وارد عمل می شود.
کاربرد برای هوش مصنوعی
احتمالا دیده اید ابزارهای هوش مصنوعی مانند ChatGPT در اخبار یا خودتان با آنها بازی کردید. این نوع سیستم ها می توانند مجموعه های بزرگی از داده ها را دریافت کنید و الگوها را شناسایی کنید، سپس خروجی تولید کنید که می تواند برای کاربر مفید باشد. ابزارهای هوش مصنوعی تعداد دانشمندان انجام تحقیقات را تغییر داده است.
به عنوان شیمیدان، می‌خواستیم به ابزار هوش مصنوعی آموزش دهیم که چگونه به دنبال ترکیبات جدیدی از آنتی اکسیدان‌ها بگردد. برای این کار، ما یک نوع هوش مصنوعی را انتخاب کردیم که می تواند با آن کار کند بازنمایی های متنیکه کدهای نوشته شده ای هستند که ساختار شیمیایی هر آنتی اکسیدان را توصیف می کنند. ابتدا، ما فهرستی از حدود یک میلیون واکنش شیمیایی را به هوش مصنوعی خود دادیم و برخی از مفاهیم ساده شیمی مانند نحوه شناسایی ویژگی های مهم مولکول ها را به برنامه آموزش دادیم.
هنگامی که ماشین توانست الگوهای شیمیایی عمومی را تشخیص دهد، مانند نحوه واکنش مولکول های خاص با یکدیگر، ما آن را با آموزش شیمی پیشرفته تر به آن تنظیم کردیم. برای این مرحله، تیم ما از پایگاه داده ای از تقریباً 1,100 مخلوط استفاده کرد که قبلاً در ادبیات تحقیق شرح داده شده بود.
در این مرحله، هوش مصنوعی می تواند اثر ترکیب هر مجموعه ای از دو یا سه آنتی اکسیدان را در کمتر از یک ثانیه پیش بینی کند. پیش‌بینی آن در 90 درصد مواقع با تأثیر توصیف‌شده در ادبیات همسو بود.
اما این پیش‌بینی‌ها کاملاً با آزمایش‌هایی که تیم ما در آزمایشگاه انجام داد همخوانی نداشت. در واقع، متوجه شدیم که هوش مصنوعی ما قادر است تنها چند آزمایش اکسیداسیونی را که با گوشت خوک واقعی انجام دادیم، به درستی پیش‌بینی کند، که پیچیدگی‌های انتقال نتایج از رایانه به آزمایشگاه را نشان می‌دهد.
پالایش و تقویت
خوشبختانه، مدل‌های هوش مصنوعی ابزارهای ثابت با مسیرهای بله و خیر از پیش تعریف شده نیستند. آنها هستند یادگیرندگان پویابنابراین تیم تحقیقاتی ما می‌تواند به تغذیه داده‌های جدید مدل ادامه دهد تا زمانی که قابلیت‌های پیش‌بینی خود را تیز کند و بتواند تأثیر هر ترکیب آنتی‌اکسیدانی را به‌طور دقیق پیش‌بینی کند. هر چه مدل داده های بیشتری به دست آورد، دقیق تر می شود، دقیقاً شبیه رشد انسان ها از طریق یادگیری.
ما دریافتیم که افزودن حدود 200 نمونه از آزمایشگاه به هوش مصنوعی این امکان را می‌دهد که شیمی کافی برای پیش‌بینی نتایج آزمایش‌های انجام‌شده توسط تیم ما را بیاموزد، تنها با تفاوت جزئی بین مقدار پیش‌بینی‌شده و واقعی.
مدلی مانند مدل ما ممکن است بتواند با ارائه بهترین ترکیبات آنتی اکسیدانی برای غذاهای خاصی که با آنها کار می کنند، به دانشمندان کمک کند تا راه های بهتری برای حفظ مواد غذایی ایجاد کنند، مانند داشتن یک دستیار بسیار باهوش.
این پروژه اکنون در حال بررسی راه‌های مؤثرتر برای آموزش مدل هوش مصنوعی است و به دنبال راه‌هایی برای بهبود بیشتر قابلیت‌های پیش‌بینی آن است.
کارلوس دی. گارسیا، استاد شیمی، دانشگاه کلمسون و لوکاس دی بریتو آیرس، دانشجوی دکتری شیمی، دانشگاه کلمسون
این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.
کتاب های مرتبط:
نمک، چربی، اسید، حرارت: تسلط بر عناصر آشپزی خوب
توسط ثمین نصرت و وندی مک ناتون
این کتاب با تمرکز بر چهار عنصر نمک، چربی، اسید و گرما و ارائه بینش و تکنیک هایی برای ایجاد غذاهای خوشمزه و متعادل، راهنمای جامعی برای آشپزی ارائه می دهد.
برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید
کتاب آشپزی Skinnytaste: سبک بر کالری، بی نظیر در طعم
توسط جینا هومولکا
این کتاب آشپزی مجموعه ای از دستور العمل های سالم و خوشمزه را با تمرکز بر مواد اولیه تازه و طعم های جسورانه ارائه می دهد.
برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید
راه حل غذا: چگونه سلامت، اقتصاد، جوامع و سیاره خود را نجات دهیم - یک لقمه در یک زمان
توسط دکتر مارک هیمن
این کتاب پیوندهای بین غذا، سلامت و محیط زیست را بررسی می کند و بینش ها و استراتژی هایی را برای ایجاد یک سیستم غذایی سالم تر و پایدارتر ارائه می دهد.
برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید
کتاب آشپزی کونتسا پابرهنه: رازهایی از فروشگاه تخصصی غذای ایست همپتون برای سرگرمی ساده
توسط اینا گارتن
این کتاب آشپزی مجموعه‌ای از دستور العمل‌های کلاسیک و ظریف را از کونتسا پابرهنه با تمرکز بر مواد تازه و آماده‌سازی ساده ارائه می‌دهد.
برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید
چگونه همه چیز را بپزیم: اصول
توسط مارک بیتمن
این کتاب آشپزی یک راهنمای جامع برای اصول اولیه آشپزی ارائه می دهد که همه چیز را از مهارت های چاقو گرفته تا تکنیک های اولیه را پوشش می دهد و مجموعه ای از دستور العمل های ساده و خوشمزه را ارائه می دهد.
