Bahan pokok dapur bisa menjadi tengik jika terkena oksigen. Daniel de la Hoz/Momen
Pernahkah Anda menggigit kacang atau sepotong coklat, mengharapkan rasa yang lembut dan kaya, namun justru menemukan rasa kapur atau asam yang tidak terduga dan tidak menyenangkan? Rasa tersebut bersifat tengik, dan memengaruhi hampir semua produk di dapur Anda. Sekarang kecerdasan buatan dapat membantu para ilmuwan mengatasi masalah ini dengan lebih tepat dan efisien.
Kami adalah sekelompok ahli kimia yang mempelajari cara untuk memperpanjang umur produk makanan, termasuk produk makanan yang menjadi tengik. Kami baru-baru ini menerbitkan sebuah studi menjelaskan keunggulan alat AI untuk membantu menjaga sampel minyak dan lemak tetap segar lebih lama. Karena minyak dan lemak merupakan komponen umum dalam banyak jenis makanan, termasuk keripik, coklat dan kacang-kacangan, hasil penelitian ini dapat diterapkan secara luas dan bahkan mempengaruhi bidang lain, termasuk kosmetik dan obat-obatan.
Ketengikan dan antioksidan
Makanan menjadi tengik ketika terkena udara untuk sementara waktu – suatu proses yang disebut oksidasi. Sebenarnya banyak bahan yang umum, tapi terutama lipid, yaitu lemak dan minyak, bereaksi dengan oksigen. Adanya panas atau sinar UV dapat mempercepat proses tersebut.
Oksidasi mengarah pada pembentukan molekul yang lebih kecil seperti Keton, Aldehida dan asam lemak yang memberikan ciri khas pada makanan tengik, kuat dan berbau metalik. Mengonsumsi makanan tengik berulang kali dapat mengancam kesehatan Anda.
Untungnya, baik alam maupun industri makanan memiliki perisai yang sangat baik terhadap ketengikan – antioksidan. Makanan menjadi tengik karena proses yang disebut oksidasi.
Antioksidan mencakup berbagai molekul alami, seperti vitamin C, dan molekul sintetis yang mampu melindungi makanan Anda dari oksidasi.
Meskipun ada beberapa cara kerja antioksidan, secara keseluruhan bahan ini dapat menetralkan banyak proses yang menyebabkan ketengikan dan menjaga rasa serta nilai gizi makanan Anda lebih lama. Seringkali, pelanggan bahkan tidak menyadari bahwa mereka mengonsumsi antioksidan tambahan, karena produsen makanan biasanya menambahkannya dalam jumlah kecil selama persiapan.
Tapi Anda tidak bisa begitu saja menaburkan vitamin C pada makanan Anda dan berharap melihat efek pengawetnya. Peneliti harus hati-hati memilih satu set antioksidan tertentu dan menghitung secara tepat jumlahnya masing-masing.
Menggabungkan antioksidan tidak selalu memperkuat efeknya. Faktanya, ada kasus di mana penggunaan antioksidan yang salah, atau mencampurkannya dengan rasio yang salah, dapat menurunkan efek perlindungannya – hal ini disebut antagonisme. Mencari tahu kombinasi mana yang cocok untuk jenis makanan tertentu memerlukan banyak eksperimen, memakan waktu, memerlukan personel khusus, dan meningkatkan biaya makanan secara keseluruhan.
Menjelajahi semua kemungkinan kombinasi akan memerlukan banyak waktu dan sumber daya, sehingga para peneliti terjebak pada beberapa campuran yang hanya memberikan perlindungan pada tingkat tertentu terhadap ketengikan. Di sinilah AI berperan.
Kegunaan AI
Anda mungkin pernah melihat Alat AI seperti ChatGPT di berita atau bermain-main dengan mereka sendiri. Jenis sistem ini bisa mengambil kumpulan data yang besar dan mengidentifikasi pola, kemudian menghasilkan keluaran yang dapat berguna bagi pengguna. Alat AI telah mengubah jumlah ilmuwan yang melakukan penelitian.
Sebagai ahli kimia, kami ingin mengajarkan alat AI cara mencari kombinasi antioksidan baru. Untuk ini, kami memilih jenis AI yang mampu digunakan representasi tekstual, yang merupakan kode tertulis yang menggambarkan struktur kimia setiap antioksidan. Pertama, kami memberi AI kami daftar sekitar satu juta reaksi kimia dan mengajarkan program tersebut beberapa konsep kimia sederhana, seperti cara mengidentifikasi fitur penting molekul.
Setelah mesin dapat mengenali pola kimia umum, seperti bagaimana molekul tertentu bereaksi satu sama lain, kami menyempurnakannya dengan mengajarinya beberapa ilmu kimia tingkat lanjut. Untuk langkah ini, tim kami menggunakan database yang berisi hampir 1,100 campuran yang sebelumnya dijelaskan dalam literatur penelitian.
Pada titik ini, AI dapat memprediksi efek penggabungan dua atau tiga antioksidan dalam waktu kurang dari satu detik. Prediksinya selaras dengan efek yang dijelaskan dalam literatur 90%.
Namun prediksi ini tidak sejalan dengan eksperimen yang dilakukan tim kami di laboratorium. Faktanya, kami menemukan bahwa AI kami hanya mampu memprediksi dengan tepat beberapa eksperimen oksidasi yang kami lakukan dengan lemak babi asli, yang menunjukkan kerumitan dalam mentransfer hasil dari komputer ke laboratorium.
Menyempurnakan dan meningkatkan
Untungnya, model AI bukanlah alat statis dengan jalur ya dan tidak yang telah ditentukan sebelumnya. Mereka pembelajar yang dinamis, sehingga tim peneliti kami dapat terus memberikan data baru kepada model tersebut hingga mempertajam kemampuan prediktifnya dan dapat secara akurat memprediksi efek dari setiap kombinasi antioksidan. Semakin banyak data yang diperoleh model, semakin akurat model tersebut, seperti halnya manusia tumbuh melalui pembelajaran.
Kami menemukan bahwa menambahkan sekitar 200 contoh dari lab memungkinkan AI mempelajari kimia yang cukup untuk memprediksi hasil eksperimen yang dilakukan oleh tim kami, dengan hanya sedikit perbedaan antara nilai prediksi dan nilai sebenarnya.
Model seperti yang kami punya mungkin dapat membantu para ilmuwan mengembangkan cara yang lebih baik untuk mengawetkan makanan dengan menghasilkan kombinasi antioksidan terbaik untuk makanan tertentu yang mereka kerjakan, seperti memiliki asisten yang sangat pintar.
Proyek ini kini mencari cara yang lebih efektif untuk melatih model AI dan mencari cara untuk lebih meningkatkan kemampuan prediktifnya.
Carlos D.Garcia, Profesor Kimia, Universitas Clemson dan Lucas de Brito Ayres, Kandidat PhD bidang Kimia, Universitas Clemson
Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.
Buku terkait:
Garam, Lemak, Asam, Panas: Menguasai Unsur-Unsur Memasak yang Baik
oleh Samin Nosrat dan Wendy MacNaughton
Buku ini menawarkan panduan komprehensif untuk memasak, berfokus pada empat unsur garam, lemak, asam, dan panas serta menawarkan wawasan dan teknik untuk membuat makanan yang lezat dan seimbang.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
The Skinnytaste Cookbook: Ringan pada Kalori, Besar pada Rasa
oleh Gina Homolka
Buku masak ini menawarkan kumpulan resep sehat dan lezat, berfokus pada bahan-bahan segar dan rasa yang berani.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Perbaikan Pangan: Bagaimana Menyelamatkan Kesehatan Kita, Perekonomian Kita, Komunitas Kita, dan Planet Kita--Satu Gigitan Sekaligus
oleh Dr Mark Hyman
Buku ini mengeksplorasi hubungan antara makanan, kesehatan, dan lingkungan, menawarkan wawasan dan strategi untuk menciptakan sistem pangan yang lebih sehat dan berkelanjutan.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
The Barefoot Contessa Cookbook: Rahasia dari Toko Makanan Khusus East Hampton untuk Hiburan Sederhana
oleh Ina Garten
Buku masak ini menawarkan kumpulan resep klasik dan elegan dari Barefoot Contessa tercinta, berfokus pada bahan-bahan segar dan persiapan sederhana.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Cara Memasak Semuanya: Dasar-Dasar
oleh Mark Bitman
Buku masak ini menawarkan panduan komprehensif untuk dasar-dasar memasak, mencakup segala hal mulai dari keterampilan pisau hingga teknik dasar dan menawarkan kumpulan resep sederhana dan lezat.
