随着植物基肉类替代品的日益流行，斯坦福大学的工程师们正在探索新的方法，弥合植物基与动物基产品之间的质地差距。通过将机械工程技术与人工智能（AI）相结合，研究人员旨在开发出即使是最忠实的肉食爱好者也会喜爱的植物基肉类。
在最近发表于《食品科学》期刊的一项研究中，斯坦福团队展示了通过结合机械测试和机器学习的方法，能够精准地复制肉类的质地，甚至能够模拟人类品尝者的感官体验。研究人员认为，这种方法有望加速植物基肉类的研发，使其在口感和质地上媲美传统动物肉类。
机械工程学教授、该研究的主要作者Ellen Kuhl表示，当前的植物基产品能够如此精确地复制动物肉类的质地范围，令她感到惊讶。她说道：“从豆腐是唯一选择到如今的植物基替代品，植物基食品已经取得了长足的进步。”
植物基替代品的推动力，源于工业化动物农业因其对环境的影响而面临越来越多的审视，包括气候变化、污染、栖息地丧失和抗生素抗药性等问题。植物基蛋白被视为一种更可持续的选择，有研究表明，植物基肉类的环境影响约为动物基肉类的一半。然而，如何说服肉食爱好者转向植物基产品依然是一个挑战。一项调查显示，只有约三分之一的美国人表示“非常可能”或“极有可能”购买植物基替代品。
斯坦福大学机械工程博士生、该研究的主导作者Skyler St. Pierre认为，模仿动物肉的质地是说服肉食者尝试植物基产品的关键。他表示：“如果我们想说服坚定的肉食者尝试植物基替代品，那么植物基产品越能接近动物肉的质地，人们可能越愿意尝试新事物。”
传统上，食品科学家通过标准测试分析植物基肉类产品的质地。然而，这些方法往往没有统一标准，且测试结果并不总是公开发布，限制了合作与创新。为克服这些局限性，斯坦福团队开发了一种新的三维机械测试方法。他们测试了八种不同的产品，包括动物基版和植物基版的热狗、香肠、火鸡和豆腐，并对其施加了拉伸、推压和剪切等机械力。这些力的作用模拟了咀嚼过程。
通过机器学习，团队处理了机械数据，并开发了一个新的神经网络来预测肉类的特性。随后，他们进行了感官测试，参与者对这些产品的12项不同属性进行了评分，包括软度、嚼劲和“肉感”。结果令人惊讶：植物基热狗和香肠在硬度和质地上与动物版相似，而植物基火鸡则明显较硬，豆腐的质地则较软。
Kuhl教授表示：“最有趣的是，参与者的排名几乎与机器的排名完全一致。这非常棒，因为现在我们可以用机器进行定量、可重复的测试。”
研究团队认为，人工智能可以在加速植物基肉类研发方面发挥重要作用。通过数据驱动的方法，他们认为生成式人工智能可以帮助创造具有理想质地特性的植物基产品配方。“与传统的试错法不同，我们可以利用人工智能生成有科学依据的植物基肉类配方。”研究人员在文章中写道。
然而，人工智能的发展需要大量的数据集，因此团队致力于开放分享他们的数据，允许其他研究人员参与贡献。Skyler St. Pierre指出：“历史上，一些研究人员和公司不愿分享数据，这对创新构成了巨大障碍。如果没有合作，我们怎么能一起研发出类似牛排的产品呢？”
研究团队计划继续测试植物基和动物基产品，并建立一个公开数据库。今年夏天，Skyler St. Pierre指导的本科生研究团队测试了蔬菜和肉类的熟食片。团队还计划测试斯坦福大学生物工程助理教授Vayu Hill-Maini开发的工程化真菌。
Ellen Kuhl教授表示：“如果有人有人工或植物基肉类产品想要测试，我们很乐意测试，看看它的表现如何。”
