Onderzoekers gebruiken AI om EVOO-herkomst te identificeren

Een nieuwe manier om de authenticiteit van te bepalen extra vergine olijfolie is bedacht door een groep onderzoekers in Italië.

Hun studies, gepubliceerd door Food Chemistry, beschrijft een methode waarbij kunstmatige intelligentie wordt getraind om de herkomst van een extra vierge olijfolie te identificeren met behulp van de fenolische verbindingen en sterolen.

Onderzoekers gebruikten Taggiasca Ligure extra vierge olijfolie uit Ligurië in het noordwesten van Italië.

"Toch zou de methodologie die we hebben toegepast kunnen worden toegepast op elke andere extra vierge olijfolie, op elke cultivar, in elke regio”, zegt Luigi Lucini, een onderzoeker bij de afdeling voor duurzame voedselprocessen aan de Università Cattolica del Sacro Cuore en co-auteur van de studeren, verteld Olive Oil Times.

De belangrijkste drijfveer voor de ontwikkeling was de verspreiding van de Taggiasca-olijf, afkomstig uit de regio, naar andere landen. Daarom vonden de onderzoekers het belangrijk om Taggiasca-monovariëteiten uit Ligurië te kunnen identificeren en labelen.

"Ik hoor dat de Taggiasca-cultivar in het buitenland wordt aangeplant, onder meer in Griekenland," zei Lucini. ​"Als we het over wijn hebben, zijn we gewend aan het begrip terroir. Het verband tussen extra vierge olijfolie en het herkomstgebied is echter een feit en impliceert specifieke kwaliteitskenmerken.”

In het onderzoek zeiden onderzoekers dat ze lokaal geproduceerde Taggiasca Ligure-olijfolie 100 procent van de tijd correct konden identificeren.

"We hebben vier jaar aan het project gewerkt en het laatste jaar hebben we volledig besteed aan het trainen van het systeem en het verifiëren van de efficiëntie van de methode”, zei Lucini.

Het onderzoeksteam vergeleek de nieuwe methode met de FaceID-authenticiteitstool die veel wordt gebruikt door smartphoneproducenten.

"Dat systeem leert verschillende hoeken van een specifiek gezicht te herkennen om toegang tot het apparaat te autoriseren”, zei Lucini. ​"Onze methode doet hetzelfde; in plaats van somatische parameters herkent het chemische parameters, waardoor het de oorsprong van het product kan verifiëren.”

De onderzoekers begonnen het project door een robuuste dataset op te bouwen met behulp van 408 monsters van Taggiasca Ligure extra vierge olijfolie, verzameld uit drie oogstseizoenen. Met de medewerking van lokale producentenverenigingen hebben ze elk monster gelabeld met coördinaten.

Met behulp van metabolomics, de chemische vingerafdruk van een specifiek cellulair proces, konden onderzoekers ook duizenden verschillende verbindingen identificeren, waarvan er tientallen uniek zijn voor lokaal geproduceerde Taggiasca Ligure-olijfolie.

"Cholesterolderivaten en fenolen (tyrosolen, oleuropeinen, stilbenen, lignanen, fenolzuren en flavonoïden) waren de beste markers, gebaseerd op statistieken”, schreven de onderzoekers. ​"Onze resultaten versterken het concept van ​'terroir' voor extra vierge olijfolie en geven aan dat profileringssterolen en fenolen de integriteit van extra vierge olijfolie kunnen ondersteunen als adequate gegevensbehandelingen worden toegepast."

"Het gehalte aan extra vergine olijfolie varieert van seizoen tot seizoen,” voegde Lucini eraan toe. ​"Vooral in Ligurië, waar je olijfbomen kunt vinden die op zeeniveau groeien en andere gedijen op honderden meters afstand, slechts een paar kilometer verderop.”

"Verschillen kunnen ook komen door het weer of landbouwtechnieken, "zei hij. ​"Daarom hebben we gegevens verzameld in verschillende seizoenen om de exacte markeringen te bepalen die we nodig hadden.”

Nadat de dataset was opgebouwd, werden kunstmatige neurale netwerken getraind om Taggiasca Ligure extra vierge olijfolie te identificeren en ingezet om de authenticiteit van als zodanig gelabelde oliën te bepalen.

De onderzoekers zeiden dat de dataset flexibel genoeg moet zijn om te bepalen of lokaal geproduceerde melanges, inclusief die waarvan wordt beweerd dat ze de Taggiasca-olijf bevatten, dat echt doen.

"Net als de FaceID-tool, die me herkent, zelfs als ik een bril op heb, doet onze methode hetzelfde, en het is niet achterhaald wanneer het wordt geconfronteerd met olijfoliemelanges, "zei Lucini. ​"Bij FaceD gebeurt dit omdat het dragen van een bril geen bepalende parameter is. Hetzelfde geldt voor onze werkwijze.”

Om het systeem te testen, testten de onderzoekers gemengde olijfoliemonsters, waarbij niet-Taggiasca-oliën tussen de 5 en 60 procent van het mengsel vertegenwoordigden. Frantoio was een van de verschillende olijfolies die in de melanges werden gebruikt.

"De reden dat we voor de Frantoio-cultivar hebben gekozen, is vanwege de sterke gelijkenis van zijn genetica met de Taggiasca-cultivar, die is afgeleid van dezelfde olijfboom als Frantoio, "zei Lucini. ​"Dat komt doordat monniken de olijfbomen adopteerden tijdens de Middeleeuwen, en de cultivars van daaruit evolueerden.”

"Beide cultivars hebben een gemeenschappelijke voorouder en als je gemeenschappelijke genetische analyses gebruikt, zijn de twee cultivars vrijwel niet van elkaar te onderscheiden," voegde hij eraan toe.

De onderzoekers concludeerden echter dat hun kunstmatige intelligentie klaar is om extra vierge olijfolie van Taggiasca Ligure buiten laboratoriumomgevingen te identificeren. Nu zullen de volgende stappen van het onderzoeksteam zich richten op wijn.

"De reden is dat we proberen te werken aan producten met een hoge toegevoegde waarde die dergelijk veeleisend werk kunnen rechtvaardigen”, zei Lucini.

Om deze reden is de nieuwe methode vooral gereserveerd voor producten met een Beschermde geografische aanduiding (BGA) of Beschermde oorsprongsbenaming (BOB) certificering van de Europese Unie.

Italië pronkt 49 extra vergine olijfolie met BOB of BGA certificering, met nog een aantal kandidaten die de komende jaren op zoek zijn naar eigen geografische indicatoren.

"Extra vergine olijfolie is een van de voedingsmiddelen die het meest kwetsbaar zijn voor fraude”, zegt Marco Trevisan, de onderzoekscoördinator en professor voedingschemie aan de Università Cattolica del Sacro Cuore.

"En het geldt des te meer voor beschermde producten, zoals Taggiasca Ligure, waar consumenten bereid zijn meer geld aan uit te geven”, besluit hij. ​"Ons werk... is een relevante stap voor de bescherming van BOB's."