你是否曾经咬下一颗坚果或一块巧克力，期待着光滑、丰富的味道，却遇到了意想不到的、令人不快的白垩味或酸味?这种味道实际上是酸败的，它几乎影响到你食品储藏室里的每一种产品。现在，人工智能可以帮助科学家更精确、更有效地解决这个问题。

　　我们是一群化学家，他们研究如何延长食品的寿命，包括那些变质的食品。我们最近发表了一项研究，描述了人工智能工具在帮助油和脂肪样本保持更长时间新鲜方面的优势。由于油脂是薯片、巧克力和坚果等许多食品中常见的成分，因此这项研究的结果可以广泛应用，甚至影响到化妆品和制药等其他领域。

　　酸败和抗氧化剂

　　食物暴露在空气中一段时间就会变质，这一过程被称为氧化。事实上，许多常见的成分，尤其是脂类，也就是脂肪和油，会与氧发生反应。热或紫外线的存在会加速这一过程。

　　氧化会形成更小的分子，如酮类、醛类和脂肪酸，使腐臭的食物具有特有的恶臭、强烈的金属气味。反复食用腐臭的食物会威胁你的健康。

　　幸运的是，大自然和食品工业都有一个很好的防止酸败的屏障——抗氧化剂。

　　抗氧化剂包括多种天然分子，如维生素C，以及能够保护食物不被氧化的合成分子。

　　虽然抗氧化剂有几种作用方式，但总的来说，它们可以中和许多导致酸败的过程，并延长食物的味道和营养价值。大多数情况下，消费者甚至不知道他们摄入了添加的抗氧化剂，因为食品制造商通常在制备过程中添加少量抗氧化剂。

　　但你不能只是在食物上撒一些维生素C，就期望看到防腐效果。研究人员必须仔细选择一组特定的抗氧化剂，并精确计算每种抗氧化剂的含量。

　　混合抗氧化剂并不总是能增强它们的效果。事实上，在某些情况下，使用错误的抗氧化剂，或者以错误的比例混合它们，会降低它们的保护作用——这就是所谓的拮抗作用。要找出哪种组合适合哪种食物，需要进行许多实验，这些实验既耗时又需要专业人员，还会增加食物的总成本。

　　探索所有可能的组合将需要大量的时间和资源，因此研究人员只能使用几种混合物，这些混合物只能提供一定程度的防酸败保护。这就是人工智能发挥作用的地方。

　　人工智能的应用

　　你可能在新闻中看到过像ChatGPT这样的人工智能工具，或者自己玩过它们。这些类型的系统可以接收大量数据并识别模式，然后生成可能对用户有用的输出。

　　作为化学家，我们想教人工智能工具如何寻找抗氧化剂的新组合。为此，我们选择了一种能够处理文本表示的人工智能，这些文本表示是描述每种抗氧化剂化学结构的书面代码。首先，我们给人工智能提供了大约100万种化学反应的列表，并教它一些简单的化学概念，比如如何识别分子的重要特征。

　　一旦机器能够识别一般的化学模式，比如某些分子如何相互反应，我们就会通过教它一些更高级的化学来对它进行微调。在这一步中，我们的团队使用了一个数据库，其中包含了研究文献中描述的近1100种混合物。

　　在这一点上，人工智能可以在一秒钟内预测任何两种或三种抗氧化剂组合的效果。它的预测90%与文献中描述的效果一致。

　　但这些预测与我们团队在实验室进行的实验并不完全一致。事实上，我们发现我们的人工智能只能正确预测我们用真正的猪油进行的一些氧化实验，这显示了将结果从计算机转移到实验室的复杂性。

　　提炼和提升

　　幸运的是，AI模型并不是带有预定义的是或否路径的静态工具。它们是动态的学习者，所以我们的研究团队可以继续为模型提供新的数据，直到它的预测能力增强，并能准确预测每种抗氧化剂组合的效果。模型获得的数据越多，就越准确，就像人类通过学习成长一样。

　　我们发现，从实验室中添加大约200个例子，使人工智能能够学习足够的化学知识，以预测我们团队进行的实验结果，预测值与实际值之间只有微小的差异。

　　像我们这样的模型可以帮助科学家找到更好的方法来保存食物，为他们正在研究的特定食物提供最好的抗氧化剂组合，有点像有一个非常聪明的助手。

　　该项目目前正在探索更有效的方法来训练人工智能模型，并寻找进一步提高其预测能力的方法。

　　的有限公司谈话是一种独立而不存在的非营利来源的新闻，分析和评论的学术专家。