研究者らがAIを活用し、エキストラバージンオリーブオイルの産地を特定

イタリアの研究者グループが、エキストラバージンオリーブオイルの真正性を判定する新たな手法を考案した。

学術誌『Food Chemistry』に掲載された彼らの研究では、フェノール化合物やステロールを用いてエキストラバージンオリーブオイルの産地を特定するよう人工知能を学習させる手法について詳述されている。

研究者らは、イタリア北西部のリグーリア州産「タッジャスカ・リグーレ」エクストラバージンオリーブオイルを使用した。

「とはいえ、私たちが採用した手法は、どの地域のどの品種であれ、あらゆるエクストラバージンオリーブオイルに適用可能です」と、カトリック・デル・サクロ・クオーレ大学（Università Cattolica del Sacro Cuore）の持続可能な食品プロセス学科の研究者であり、本研究の共著者であるルイジ・ルチーニ氏は『Olive Oil Times』に語った。

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この手法開発の主な背景には、同地域原産のタッジャスカ種オリーブが他国へ広まっている状況があった。そのため、研究者らはリグーリア産のタッジャスカ単一品種を特定し、適切に表示できることが重要だと考えた。

「タッジャスカ品種がギリシャなどの海外で栽培されていると聞いています」とルチーニ氏は述べた。「ワインについて語る際、私たちはテロワールという概念に慣れています。しかし、エキストラバージンオリーブオイルと原産地との結びつきは現実のものであり、それは特定の品質特性を意味します。」

この研究において、研究者らは地元産のタッジャスカ・リグレ産オリーブオイルを100％の精度で正しく識別できたと報告した。

「このプロジェクトには4年間取り組んできましたが、最後の1年はシステムのトレーニングと手法の有効性確認に全力を注ぎました」とルチーニ氏は語った。

研究チームは、この新しい手法を、スマートフォンメーカーに広く採用されている顔認証ツール「Face ID」と比較しました。

「そのシステムは、デバイスへのアクセスを許可するために、特定の顔のさまざまな角度を認識するように学習します」とルチーニ氏は述べた。「私たちの方法も同様です。ただし、身体的パラメータの代わりに化学的パラメータを認識することで、製品の原産地を認証できるようにしています。」

研究者らはまず、3回の収穫シーズンから収集した408サンプルのタッジャスカ・リグレ産エキストラバージンオリーブオイルを用いて、堅牢なデータセットを構築することからプロジェクトを開始した。地元の生産者協会の協力を得て、すべてのサンプルに座標情報を付与した。

特定の細胞プロセスの化学的指紋であるメタボロミクスを用いることで、研究者らは数千種類の異なる化合物を特定することもできた。そのうち数十種類は、地元産のタッジャスカ・リグレ・オリーブオイルに特有の化合物である。

「統計的に見て、コレステロール誘導体とフェノール類（チロソール、オレウロペイン、スチルベン、リグナン、フェノール酸、フラボノイド）が最も優れたマーカーでした」と研究者らは記している。「我々の結果は、エクストラバージンオリーブオイルにおける『テロワール』の概念を裏付けるものであり、適切なデータ処理が行われれば、ステロールとフェノール類のプロファイリングがエクストラバージンオリーブオイルの真正性を裏付けることができることを示しています。」

「エキストラバージンオリーブオイルの成分は季節ごとに異なります」とルチーニ氏は付け加えた。「特にリグーリアでは、海抜0メートルの場所で育つオリーブの木もあれば、わずか数キロ離れた場所で数百メートルの高地で育つ木もあります。」

「違いは天候や栽培技術にも起因する可能性があります」と彼は述べた。「だからこそ、必要な正確なマーカーを特定するために、異なる季節にデータを収集したのです。」

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データセットが構築されると、タッジャスカ・リグレ産エキストラバージンオリーブオイルを識別できるよう人工ニューラルネットワークが学習され、同名で表示されたオイルの真正性を判定するために導入された。

研究者らは、このデータセットは、タッジャスカ種オリーブを含むと主張する地元産のブレンドオイルが、実際にその成分を含んでいるかどうかを識別できるほど柔軟であるべきだと述べた。

「私が眼鏡をかけていても私を認識するFaceIDツールと同様に、私たちの方法も同様の働きをし、オリーブオイルのブレンドに対しても機能しなくなることはありません」とルチーニ氏は述べた。「FaceIDの場合、眼鏡の着用は決定的なパラメータではないため、これが可能になります。私たちの方法についても同じことが言えます。」

システムの検証のため、研究者らは、ブレンド中の非タッジャスカ種オリーブオイルの割合が5％から60％の範囲にあるブレンドオリーブオイルのサンプルをテストした。フラントイオ種は、ブレンドに使用された様々なオリーブオイルの一つであった。

「フラントイオ品種を選んだ理由は、その遺伝子がタッジャスカ品種と極めて類似しているからです。タッジャスカはフラントイオと同じオリーブの木から派生した品種だからです」とルチーニ氏は述べた。「これは中世に修道士たちがオリーブの木を取り入れ、そこから品種が進化したことに起因しています」

「両品種には共通の祖先があり、一般的な遺伝子解析を用いれば、この2つの品種は事実上区別がつかないほどです」と彼は付け加えた。

しかし、研究者らは、開発した人工知能が実験室外の環境においても、タッジャスカ・リグレ産エキストラバージンオリーブオイルを識別できる段階に達したと結論付けた。現在、研究チームの次のステップはワインに焦点を当てることになる。

「その理由は、このような多大な労力を正当化できる、付加価値の高い製品に取り組もうとしているからです」とルチーニ氏は述べた。

このため、この新しい手法は主に、欧州連合（EU）の保護地理的表示（PGI）または保護原産地呼称（PDO）の認証を受けた製品に限定される。

イタリアにはPDOまたはPGI認証を取得したエクストラバージンオリーブオイルが49種類あり、今後数年間で独自の地理的表示を取得しようとする候補もさらに数種類ある。

「エキストラバージンオリーブオイルは、不正行為に最もさらされやすい食品の一つです」と、カトリック・デル・サクロ・クオーレ大学の研究コーディネーター兼食品化学教授であるマルコ・トレヴィサン氏は述べた。

「そして、消費者がより高額を支払うことを厭わない『タッジャスカ・リグレ』のような保護製品については、なおさらです」と彼は結論付けた。「我々の取り組みは……PDOを保護するための重要な一歩です。」

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