Вкусные сети: продукты и их молекулярные «подписи»
О химических соединениях, которые в сочетании создают тот или иной вкус
Американское общество технологично. Лучшие умы со всего света создали в США критическую интеллектуальную массу во многих областях науки и техники. В «Технологиях» пойдет речь о них, но не только. Само понятие "технология" в Америке применимо буквально ко всему, в том числе к обществу. Новые материалы в рубрике «Технологии с Крыловым» каждую неделю по средам Реляционные базы данных и датамайнинг (поиск и анализ данных) все чаще заменяют ученым сбор и обработку данных «в реале». Пробирка, микроскоп и стрелки измерительных приборов уступают место универсальному инструменту исследования – компьютеру с доступом в Интернет. В этой Техносреде речь пойдет об исследовательской работе, посвященной анализу кухни разных культур. Что характерно, вся она была проведена на компьютере, и в числе ее авторов – в основном специалисты по информатике. Статьи и книги о кухне разных народов, как правило, изобилуют экзотическими названиями продуктов и необычными (для европейца) способами приготовлений. За видимым многообразием рецептов, однако, лежат определенные кулинарные принципы. Так, по крайней мере, можно предположить, если задуматься о цифрах, приводимых авторами упомянутой статьи в журнале Nature. Из 10-и в 15-й степени возможных рецептов им удалось свести вместе из разных баз данных всего около миллиона. Можно предположить, что сочетания продуктов и способов их приготовления далеко не случайны и подчинены определенным правилам. Описать эти правила и решили авторы. Еще точнее, они взялись сравнить, как эти правила отличаются на разных континентах. В наивном представлении эта задача сводится к анализу сочетания тех или иных продуктов в рецептах разных стран. Авторы взяли эти данные и проанализировали их, но на этом не остановились и пошли дальше. Каждый из продуктов имеет свою характерную «подпись» с точки зрения вкуса. Это непосредственно доступно нам в ощущении: молотый кайенский перец никогда не спутать на вкус с пармезаном, а лук-шалот – со сливовым соусом. Вкусовые впечатления, однако, трудно измерять и сравнивать между собой. Гораздо надежнее использовать молекулярную «подпись» продукта. У каждого из них есть набор химических соединений, которые в сочетании создают тот или иной вкус. Этих веществ относительно немного: в исследуемых рецептах их оказалось чуть более тысячи на 381 продукт. Многие вещества встречаются одновременно во многих продуктах. Используя эти вещества в качестве «подписи» для каждого из исследуемых продуктов, авторы работы задались вопросом: каким образом они сочетаются в блюдах? До этого было известно, что во многих рецептах сходство вкусовых веществ означает, что продукты часто используются вместе. Масло, яйцо, ваниль – такое сочетание хорошо известно любителям тортов и печений. Пшеница, масло, молоко – другое распространенное сочетание. У этих продуктов довольно много пересечений в их молекулярных «подписях»: вещества, которые определяют их вкус и аромат, во многом одни и те же. Казалось бы, если это верно для части рецептов, то же можно предположить и для всех правил гастрономии в целом. Но это предположение оказалось неверным. Наложение сочетаний продуктов на их молекулярные «подписи» показало, что подобное сочетается с подобным лишь в североевропейской и североамериканской кухнях, в то время как восточноазиатская (корейская, к примеру) и отчасти южно-европейская (в том числе итальянская) показывают прямо противоположное. В их рецептах сочетаются продукты с непересекающимися спектрами вкусовых молекул и, соответственно, вкусов. Тут уместно вспомнить кисло-сладкий китайский соус или мясо с ананасами. Эти сочетания кажутся экзотическими на европейский вкус, но для жителя юго-восточной Азии они привычны и нормальны. Конечно, речь идет не об абсолютном предпочтении – работа описывает тенденции и правила в целом, а не отдельно взятые рецепты, среди которых предостаточно исключений. В этом вся сила машинного анализа больших массивов данных – они позволяют обнаружить и оценить тенденции, которые теряются в лесу многообразия примеров. Если взять североамериканскую кухню, то в ней часто встречаются следующие продукты: молоко, масло, ваниль, яйцо, патока, пшеница. Все они связаны между собой в пары или тройки продуктов, между которыми много общих вкусовых химических соединений. Для восточноазиатской кухни характерны соевый соус, лук-шалот, кунжутное масло, рис, соевые бобы и имбирь. Среди них почти нет связанных между собой химической «подписью» продуктов. Что из всего этого следует? Кроме некоторой осторожности в выборе блюд в китайском или корейском ресторане, данные, на которых можно экспериментировать с различными новыми сочетаниями по европейскому или по азиатскому образцу. Отправная точка – в статье на английском (nature.com/srep/2011/111215/srep00196/full/srep00196.html). Приятного аппетита!