|
Можно ли улучшить качество мяса на растительной основе
|
|
|
|
Сокращение потребления животного белка в нашем рационе может сэкономить ресурсы и сократить выбросы парниковых газов. Но убедить потребителей, любящих мясо, изменить свое меню, - непростая задача. Рассматривая эту проблему с точки зрения машиностроения, инженеры Стэнфорда разрабатывают новый подход к тестированию текстуры пищевых продуктов, который может проложить путь к получению искусственного филе, способного обмануть даже заядлых плотоядных.
|
|
|
|
В новой статье, опубликованной в журнале npj Science of Food, команда продемонстрировала, что сочетание механического тестирования и машинного обучения позволяет описать текстуру пищи с поразительным сходством с тестерами вкуса человека. Такой метод может ускорить разработку новых и более качественных видов мяса на растительной основе. Команда также обнаружила, что некоторые продукты на растительной основе уже улучшают текстуру мяса, которое они имитируют.
|
|
|
|
"Мы были удивлены, обнаружив, что современные продукты на растительной основе могут воспроизводить весь спектр текстур мяса животных", - сказала Эллен Кул, профессор машиностроения и старший автор исследования. Заменители мяса прошли долгий путь с тех пор, как тофу был единственным вариантом, - добавила она.
|
|
|
|
|
|
|
Промышленное животноводство способствует изменению климата, загрязнению окружающей среды, потере среды обитания и устойчивости к антибиотикам. Это бремя на планете можно облегчить, заменив в рационе животные белки на растительные. Согласно результатам одного исследования, мясо растительного происхождения в среднем оказывает вдвое меньшее воздействие на окружающую среду, чем мясо животного происхождения.
|
|
|
|
Но многие мясоеды неохотно идут на перемены; только около трети американцев в ходе одного опроса указали, что они "с большой вероятностью" или "в высшей степени вероятно" будут покупать растительные альтернативы.
|
|
|
|
"Люди любят мясо", - говорит Скайлер Сен-Пьер, аспирант кафедры машиностроения и ведущий автор статьи. "Если мы хотим убедить заядлых мясоедов в том, что стоит попробовать альтернативные продукты, то чем больше мы сможем имитировать мясо животных с помощью растительных продуктов, тем больше вероятность того, что люди захотят попробовать что-то новое".
|
|
|
|
Чтобы успешно имитировать мясо животных, ученые-кулинары анализируют текстуру мясных продуктов растительного происхождения. К сожалению, традиционные методы тестирования пищевых продуктов не стандартизированы, и результаты редко доводятся до сведения науки и общественности, - сказал Сен-Пьер. Это затрудняет сотрудничество ученых и создание новых альтернативных рецептов.
|
|
Новые тесты на текстуру продуктов
|
|
|
|
Исследование стало результатом классного проекта Сен-Пьера. В поисках доступных материалов для механических испытаний он обратился к хот-догам и тофу. Летом 2023 года студенты-исследователи присоединились к испытаниям продуктов и узнали, как инженеры описывают реакцию материалов на стресс, нагрузку и растяжение.
|
|
|
|
Понимая, как эта работа может помочь в разработке мясных блюд на растительной основе, команда Стэнфорда впервые провела трехмерный пищевой тест. Они протестировали восемь продуктов: хот-доги на животной и растительной основе, сосиски на животной и растительной основе, индейку на животной и растительной основе, а также тофу повышенной твердости. Они поместили кусочки мяса в машину, которая вытягивала, толкала и резала образцы.
|
|
|
|
"Эти три режима загрузки отражают то, что вы делаете, когда жуете", - сказал Кул, который также является директором Стэнфордского Био-Икс Кэтрин Холман Джонсон и профессором инженерной школы Уолтера Б. Рейнхолда.
|
|
|
|
Затем они использовали машинное обучение для обработки данных этих тестов: они разработали новый тип нейронной сети, которая берет исходные данные из тестов и выдает уравнения, объясняющие свойства мяса.
|
|
|
|
Чтобы выяснить, могут ли эти уравнения объяснить восприятие текстуры, команда провела тестовое исследование. Тестировщики, которые первыми заполнили анкеты на предмет их восприимчивости к новым продуктам и пристрастия к мясу, попробовали образцы восьми продуктов и оценили их по 5—балльной шкале по 12 категориям: мягкие, твердые, ломкие, жевательные, клейкие, вязкие, пружинистые, липкие, волокнистые, жирные, влажные и похоже на мясо.
|
|
|
|
Впечатляющие хот-доги и сосиски
|
|
|
|
При механических испытаниях хот-доги и сосиски на растительной основе вели себя очень похоже при вытягивании, толкании и сдвиге по сравнению со своими аналогами на животных и показали схожую жесткость. При этом индейка, приготовленная на растительной основе, оказалась в два раза жестче, чем индейка животного происхождения, а тофу - намного мягче, чем мясные продукты. Поразительно, что тестировщики-люди также оценили жесткость хот-догов и сосисок очень похоже на механические тесты.
|
|
|
|
"Что действительно здорово, так это то, что рейтинг людей был практически идентичен рейтингу машины", - сказал Кул. "Это здорово, потому что теперь мы можем использовать машину для проведения количественного, очень воспроизводимого теста".
|
|
|
|
Полученные результаты свидетельствуют о том, что новые методы, основанные на данных, обещают ускорить процесс создания вкусных продуктов на растительной основе. "Вместо того, чтобы использовать метод проб и ошибок для улучшения текстуры мяса на растительной основе, мы могли бы использовать генеративный искусственный интеллект для научной разработки рецептов мясных продуктов на растительной основе с точно заданными свойствами", - пишут авторы в статье.
|
|
|
|
Но для разработки рецептов с использованием искусственного интеллекта, как и для других ИИ, требуется много данных. Именно поэтому команда делится своими данными онлайн, чтобы другие исследователи могли просматривать их и дополнять. "Исторически сложилось так, что некоторые исследователи, и особенно компании, не делятся своими данными, и это является серьезным препятствием для инноваций", - сказал Сен-Пьер. Без обмена информацией и совместной работы, - добавил он, - "как мы сможем вместе создать имитацию стейка?"
|
|
|
|
Команда продолжает тестировать продукты и создавать общедоступную базу данных. Этим летом Сен-Пьер наблюдал за тем, как студенты старших курсов тестировали овощные и мясные деликатесы. Исследователи также планируют протестировать искусственные грибы, разработанные Вайю Хилл-Майни, которая недавно присоединилась к Стэнфорду в качестве доцента кафедры биоинженерии. "Если у кого-то есть искусственное мясо или мясо на растительной основе, которое они хотят попробовать, - сказал Кул, - мы с радостью протестируем его, чтобы посмотреть, как оно выглядит".
|
|
|
|
Источник
|
