—导 读—
韩国国立海洋生物多样性研究所(MABIK)Du-Min Jo、Fazlurrahman Khan等人在期刊《Trends in Food Science & Technology》发表题为“Application of artificial intelligence in the advancement of sensory evaluation of food products”的综述性论文。
—摘 要—
人工智能(AI)正逐渐被整合到食品科学的感官评价中,以克服传统方法的主观性、变异性和依赖人工评审小组等局限性。通过整合化学分析、成像和消费者反馈数据,AI能够对滋味、香气、质地和外观等感官属性进行更客观、可重复和可扩展的评估。
本综述全面概述了AI在食品感官评价中的应用,涵盖机器学习、计算机视觉、自然语言处理和智能传感器等关键AI技术及其在预测、模拟和个性化感官属性方面的作用。重点阐述了AI通过数据驱动建模、多模态融合和数字模拟对感官分析的变革,并探讨了AI在感官科学中应用所面临的伦理和技术挑战。AI通过将分析数据与消费者感官响应相关联,实现了对人类感官感知的高级建模。机器学习和深度学习促进了感官特征的预测分析,计算机视觉和电子感知技术复制了人类的视觉和化学感知。这些技术还支持实时的个性化感官体验。
虽然AI为食品设计和评价创新提供了强大工具,但数据质量、模型透明度和伦理使用等问题仍需解决。本综述强调了跨学科合作的必要性,以确保基于AI的感官系统实现包容性、可解释性和以人为中心的发展。
—成果总结—
(1)AI技术在感官评价中的系统应用:综述系统梳理了机器学习(ML)、计算机视觉(CV)、自然语言处理(NLP)和智能传感器四大AI技术在食品感官评价中的应用。随机森林(RF)和支持向量机(SVM)在结构化数据集中表现优异,深度学习模型如BPNN和GAT在分子预测任务中表现卓越,而可解释性模型(如SHAP)则在工业可追溯性方面受到青睐;
(2)数字感官模拟与虚拟味觉传感:AI模型已能够将质谱、代谢组学和电子鼻/电子舌等分析数据转化为感知描述符,实现味觉和香气的数字模拟。例如,SELFIES-BERT-GAT-BPNN深度学习模型可模拟香气分子的咸味增强潜力,准确率超过95%;LSTM模型可预测乌龙茶多次冲泡的香气释放动态,RMSE低于0.053;
(3)多模态融合与个性化感官体验:跨通道感官变换器(CCST)等多模态模型通过融合电子鼻、电子舌、计算机视觉、质构分析和GC-MS等多源信号,实现了对人类感官响应的全面模拟。同时,AI驱动的个性化系统能够基于用户偏好、认知特征和营养需求定制感官体验,如ChatDiet利用GPT-3.5结合因果推理提供个性化膳食推荐;
(4)尽管AI在感官评价中展现了强大潜力,但仍面临数据质量与标准化、传感器漂移与校准、算法偏见、数据隐私和数字鸿沟等挑战。未来需要发展多模态可解释AI模型、标准化数据采集与验证流程,并推动食品科学家、计算机科学家、心理学家和伦理学家之间的跨学科合作,以确保AI应用的包容性、公平性和以人为中心的发展。
来源:公众号—食品风味感知创新
原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/fs56NaZDcc3QxzojqVc2mA

