تشخیص تقلبات زعفران با استفاده از هوش مصنوعی

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از وزارت علوم، زعفران به عنوان یک گیاه دارویی با ارزش، یکی از قدیمی ترین و گران‌ترین ادویه‌های جهان است که از جایگاه ویژه ای 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 زیر زمینی یا بُنه صورت می‌گیرد. از طرفی ایران تولید کننده 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 تولید کننده زعفران جهان اهمیت ویژه ای دارد و باید برای ایجاد ارزش افزوده از آن اقدامات اساسی صورت گیرد.

حال با توجه به اهمیت استراتژیک محصول زعفران برای کشور، مؤسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی از طریق تعامل با تولید کنندگان و فعالان صنعت زعفران و شناخت نیازها و خلاء‌های موجود، پژوهش‌های کاربردی و در خور توجهی را در این زمینه انجام داده است.

تشخیص تقلبات زعفران با استفاده از هوش مصنوعی

عبدالله ملافیلابی، عضو هیأت علمی مؤسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی در این زمینه گفت: زعفران همواره مورد توجه افراد سودجو برای کسب منافع از تجارت پر رونق این محصول بوده است. 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 بسته بندی و به بازار عرضه کرده و سلامت مردم را نیز به خطر می‌اندازند.

وی بیان کرد: زعفران معمولاً توسط افزودن مواد با منشأ گیاهی از جمله خامه‌هایی که توسط چوب برزیلی، چوب صندل و با رنگ‌های مصنوعی (مثل تارترازین) رنگ شده اند، 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) می‌باشد که روش HPLC به عنوان مؤثرترین روش در این زمینه به شمار می‌رود.

وی با اشاره به اینکه یکی از مهمترین تقلبات زعفران رنگ آمیزی خامه زعفران با رنگ‌های مصنوعی و طبیعی در طیف‌های نارنجی و قرمز رنگ می‌باشد گفت: هدف اصلی ما از اجرای این طرح پژوهشی، شناسایی تقلبات رنگی در محصول زعفران ایرانی و اصالت سنجی آن با استفاده از روش‌های کامپیوتری پردازش تصویر و هوش مصنوعی مبتنی بر یادگیری عمیق می‌باشد 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 مؤسسه 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. در استفاده از این تکنیک هیچ قسمتی از زعفران ضایع نمی‌شود، همچنین نیاز به تجهیزات خاص آزمایشگاهی نیز نبوده و به سرعت فرآیند شناسایی زعفران با دقت بالا انجام می‌گیرد.

ملافیلابی 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

عضو هیأت علمی مؤسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی نیز در مورد اهمیت اجرای طرح پژوهشی «تأثیر 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.

جواد فیضی با بیان اینکه استفاده مؤثر از این ضایعات و بازگرداندن آن به چرخه ایجاد ارزش افزوده در اقتصاد کشور از اولویت بالایی در سرمایه گذاری 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 آینده پژوهشی باعث هدر رفت سرمایه‌ها می‌شود ادامه داد: مؤسسه 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 آنتی اکسیدانی بالا از جمله دستاوردهای این طرح پژوهشی به شمار می‌رود.

عضو هیأت علمی گروه پژوهشی ایمنی و کنترل کیفیت مواد غذایی مؤسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی ذی نفعان دستاوردهای این طرح پژوهشی را وزارت جهاد کشاورزی، واحدهای تولیدی زعفران و کشاورزان دانست و افزود: آگاهی از ترکیبات موثره تشکیل دهنده بنه زعفران و استفاده از ترکیبات مفید آن، استفاده مجدد از بنه های ریز و کاهش ضایعات آنها و ایجاد ارزش افزوده از بُنه های ضایعاتی از جمله مهمترین کاربردهای اجرای این طرح پژوهشی است.