Smakowanie potraw przyszłości za pomocą „wirtualnego języka”
Od wieków ludzie mają świadomość, że żywność odgrywa niezwykle istotna rolę w utrzymaniu zdrowia i ogólnej jakości życia. Jednak pomimo bogactwa wiedzy kulinarnej gromadzonej przez pokolenia nadal ogromną zagadkę stanowią dokładne mechanizmy, dzięki którym niektóre pokarmy pozytywnie wpływają na nasze samopoczucie. Podczas gdy praktyki żywieniowe opierają się na tradycyjnej mądrości, naukowe podejście do badania tych zjawisk często pozostaje w tyle.
Platforma do „obliczania” smaku
Projekt VIRTUOUS, realizowany przy wsparciu działań „Maria Skłodowska-Curie” (MSCA), dąży do dokonania przełomu w dotychczasowej wiedzy na temat związków między składem chemicznym żywności a jej właściwościami organoleptycznymi – ze szczególnym uwzględnieniem wrażeń smakowych. Jak twierdzi Marco Agostino Deriu, koordynator projektu: „Nasze zmysły kierują naszymi wyborami żywieniowymi, ponieważ każdy produkt postrzegamy w wyjątkowy sposób poprzez jego charakterystyczny smak, aromat, teksturę i wygląd”. Projekt VIRTUOUS powstał z myślą o stworzeniu platformy obliczeniowej zdolnej do dokładnego przewidywania smaku pożywienia. Nacisk był w szczególności położony na składniki powszechnie wykorzystywane w diecie śródziemnomorskiej, znanej z korzystnego wpływu na zdrowie. Z tego względu zespół projektu postanowił połączyć zaawansowane techniki modelowania molekularnego i komórkowego, sztuczną inteligencję, eksplorację danych oraz bioinformatykę. Dzięki temu integracyjnemu podejściu naukowcy mogli kompleksowo przeanalizować, w jaki sposób związki chemiczne w żywności oddziałują z ludzkimi receptorami smaku. W ten sposób uzyskali bezcenną wiedzę na temat mechanizmów związanych z odczuwaniem smaku. U podstaw koncepcji tejże platformy leży podejście oparte na ligandach i uczeniu maszynowym, które umożliwia przewidywanie smaku cząsteczek pożywienia na podstawie ich struktur chemicznych i właściwości molekularnych. Pozwala to na zdefiniowanie konkretnych narzędzi do przewidywania kilku smaków, w tym słodkiego i gorzkiego oraz umami. Co więcej, niedawno przeprowadzono integrację oprogramowania VirtuousPocketome, które znacząco poszerzyło możliwości platformy. To innowacyjne narzędzie umożliwia wyszukiwanie białek podobnych do receptorów smakowych, a także określa potencjalne drugorzędne cele dla składników odżywczych.
Potencjalne zastosowania
Platforma VIRTUOUS oferuje szeroki zakres zastosowania w wielu różnych obszarach. Udostępniając wyniki badań naukowych za pośrednictwem intuicyjnego interfejsu użytkownika, umożliwia ona szerokiemu gronu odbiorców – w tym dietetykom, lekarzom, producentom żywności i konsumentom – wykonanie prostego badania właściwości organoleptycznych żywności i jej potencjalnego wpływu na zdrowie. Platforma służy producentom jako cenne narzędzie do udoskonalania profili smakowych produktów – na przykład na potrzeby selekcji winogron do wyrobu wina lub ulepszania technik produkcji oliwy. Ponadto pomaga w tworzeniu zbilansowanych i smacznych planów żywieniowych, zgodnych z zasadami diety śródziemnomorskiej i preferencjami konkretnych klientów. Niedawna integracja oprogramowania VirtuousPocketome dodatkowo zwiększyła skuteczność platformy dzięki możliwości mapowania wszystkich potencjalnych białek, które może aktywować określona cząsteczka żywności. „To sugeruje, że receptory smaku mogą pełnić rolę strażników monitorujących spożywane przez nas pokarmy, tym samym pomagając nam dokonywać wyborów żywieniowych przynoszących nam korzyści”, podkreśla Deriu.
Plany na przyszłość
Ogólnie rzecz biorąc, wyniki projektu VIRTUOUS stanowią zmianę paradygmatu w nauce o żywności, wypełniając lukę między technologią a żywieniem. Dzięki wyjaśnieniu złożoności percepcji wrażeń smakowych projekt ten toruje drogę dla innowacyjnych rozwiązań w takich dziedzinach, jak produkcja żywności, spersonalizowane żywienie i inicjatywy w zakresie zdrowia publicznego. Zastosowanie predyktora smaku w odniesieniu do europejskich produktów spożywczych ożywi i poszerzy europejski rynek żywności, umożliwiając jednocześnie dostosowanie produktów do niszowych potrzeb. W najbliższej przyszłości zespół projektu VIRTUOUS zamierza udoskonalić swoją platformę i rozszerzyć jej możliwości poprzez rozbudowę bazy danych dotyczących produktów spożywczych, tworzenie partnerstw i włączanie nowych modułów umożliwiających określanie aspektów sensorycznych wykraczających poza wrażenia smakowe.
Słowa kluczowe
VIRTUOUS, smak, platforma obliczeniowa, nauka o żywności, profil organoleptyczny, aromat, umami