اصالت‌سنجی زعفران با کمک هوش مصنوعی

زعفران به عنوان یک گیاه دارویی با ارزش، یکی از قدیمیترین و گرانترین ادویههای جهان است که از جایگاه ویژهای در بین محصولات صنعتی و صادراتی ایران برخوردار است. قیمت بالای این محصول موجب شده تا به شیوههای مختلف توسط افراد سودجو مورد تقلب قرار گیرد. تولید مثل این گیاه که فاقد بذر است، از طریق تکثیر ساقه زیرزمینی یا بُنه صورت میگیرد. از طرفی ایران تولیدکننده و صادرکننده حدود ۹۰ درصد زعفران دنیا محسوب میشود و از آنجا که بنههای با وزن کمتر از ۶ گرم در سال اول توان گلدهی ندارند، سالانه مقدار زیادی از بنههای ریز با وزن کم به صورت ضایعات از زنجیره ایجاد ارزش افزوده حذف میشوند. این موضوع برای کشور ما به عنوان بزرگترین تولیدکننده زعفران جهان اهمیت ویژهای دارد و میبایست برای ایجاد ارزش افزوده از آن اقدامات اساسی صورت گیرد.

تشخیص تقلبات زعفران با استفاده از هوش مصنوعی

دکتر عبدالله ملافیلابی، عضو هیأت علمی موسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی در این زمینه گفت: زعفران به عنوان گیاهی دارویی و گرانقیمت که از جایگاه ویژهای در جهان برخوردار است، همواره مورد توجه افراد سودجو برای کسب منافع از تجارت پر رونق این محصول بوده است.

ملافیلابی افزود: این افراد معمولاً برای کم کردن هزینههای تولید با استفاده از مواد آلی و معدنی مختلف دست به تقلب زده و زعفرانهای رنگ شده تقلبی و یا به صورت مخلوط با زعفران خالص با کیفیت و کمیت نامناسبی بستهبندی و به بازار عرضه میشود و سلامت مردم را نیز به خطر میاندازند.

وی بیان کرد: زعفران معمولاً توسط افزودن مواد با منشا گیاهی از جمله خامههایی که توسط چوب برزیلی، چوب صندل و با رنگهای مصنوعی (مثل تارترازین) رنگ شدهاند، مورد تقلب قرار میگیرد.

ملافیلابی ادامه داد: افزودن اندامهای مواد گیاهی مشابه با زعفران چون زریر، گل کافشه (کاجیره یا گلرنگ)، کاسبرگ گل همیشه بهار، کاکل ذرت رنگ کرده، پرچمهای زرد بعضی گلها، زردچوبه، میخک، ریشه گندم رنگ زده، ریشه پیاز معمولی که با جوهر رنگ میشود، خاک سرخ و نیز رشتههای پخته شده گوشت گاو و مرغ و غیره از جمله تقلبات دیگر در این محصول به شمار میروند.

وی با بیان اینکه در زمینه شناسایی و تشخیص زعفرانهای اصیل از تقلبی پژوهشهای مختلفی صورت گرفته است، ادامه داد: روش به کارگیری تکنیکهای هوش مصنوعی و یادگیری عمیق یکی از جدیدترین راهکارها در این زمینه محسوب میشود.

مجری این طرح پژوهشی افزود: سایر روشهای شناسایی شامل واکنشهای رنگی، بررسیهای میکروسکوپی، کروماتوگرافی لایه نازک (TLC) و کروماتوگرافی مایع با کارآیی بالا (HPLC) است که روش HPLC به عنوان موثرترین روش در این زمینه به شمار میرود.

وی با اشاره به اینکه یکی از مهمترین تقلبات زعفران رنگآمیزی خامه زعفران با رنگهای مصنوعی و طبیعی در طیفهای نارنجی و قرمز رنگ است، گفت: هدف اصلی ما از اجرای این طرح پژوهشی، شناسایی تقلبات رنگی درمحصول زعفران ایرانی و اصالت سنجی آن با استفاده از روشهای کامپیوتری پردازش تصویر و هوش مصنوعی مبتنی بر یادگیری عمیق است که به عنوان روش جدیدی با دقت بالای ۹۵ درصد برای تشخیص و شناسایی زعفران غیر اصیل رنگ شده پیشنهاد شده است.

وی گفت: اقدام موسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی برای مقابله با این تقلبات شامل استفاده از تکنیک هوش مصنوعی مبتنی بر یادگیری عمیق و پردازش دادههای تصویری است که از این طریق مشخصههای زعفران اصیل شناسایی شده و از زعفران تقلبی تمیز داده میشود.

ملافیلابی ادامه داد: در استفاده از این تکنیک هیچ قسمتی از زعفران ضایع نمیشود، همچنین نیاز به تجهیزات خاص آزمایشگاهی نیز نیست و به سرعت فرایند شناسایی زعفران با دقت بالا انجام میگیرد.

وی در پایان اظهار کرد: برای توسعه این طرح پژوهشی کاربردی در آینده نزدیک محققین این طرح در نظر دارند با طراحی سیستم هوشمند قابل نصب بر روی موبایل، امکان شناسایی زعفران اصیل از زعفران تقلبی را برای همگان میسر کنند.

ایجاد ارزش افزوده از ضایعات بُنه زعفران

دکتر جواد فیضی، عضو هیات علمی موسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی نیز در مورد اهمیت اجرای طرح پژوهشی «تاثیر روشهای مختلف استخراج بر ترکیبات موثره بُنه زعفران» بیان کرد: مطالعات نشان داده است که درصد سبز شدن، تعداد برگها و درصد گلهای تولیدی در گیاه زعفران تابع قطر بُنهها است. از این رو برای کشت، بنههای درشت انتخاب میشوند و در نتیجه سالانه شاهد ضایعات قابل توجهی از بنههای ریز و با وزن کم در تولید زعفران کشور هستیم.

فیضی با بیان اینکه استفاده موثر از این ضایعات و بازگرداندن آن به چرخه ایجاد ارزش افزوده در اقتصاد کشور از اولویت بالایی در سرمایهگذاری برخوردار است، گفت: با توجه به وسعت بالای سطح زیر کشت زعفران در استان خراسان و اینکه زمین زیر کشت زعفران دوباره قابل کشت برای این محصول نیست، در آیندهای نه چندان دور با بحران افزایش ضایعات بنه ریز زعفران مواجه خواهیم بود.

وی با تاکید بر اینکه عدم توجه به این موضوع باعث هدر رفت سرمایهها میشود، ادامه داد: موسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی در حال اجرای طرح پژوهشی شناسایی روشهای مختلف استخراج ترکیبات موثره زعفران است که تولید نشاسته از ضایعات بنه زعفران و نیز استخراج ساپونین و عصاره با قدرت آنتیاکسیدانی بالا از جمله دستاوردهای این طرح پژوهشی به شمار میرود.

به نقل از وزارت علوم، عضو هیات علمی گروه پژوهشی ایمنی و کنترل کیفیت مواد غذایی موسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی ذینفعان دستاوردهای این طرح پژوهشی را وزارت جهاد کشاورزی، واحدهای تولیدی زعفران و کشاورزان دانست و افزود: آگاهی از ترکیبات موثره تشکیلدهنده بنه زعفران و استفاده از ترکیبات مفید آن، استفاده مجدد از بنههای ریز و کاهش ضایعات آنها و ایجاد ارزش افزوده از بُنههای ضایعاتی از جمله مهمترین کاربردهای اجرای این طرح پژوهشی است.