Evalúan los efectos de la cerveza con Inteligencia Artificial

Por Yaressi G. Rodríguez-Velazco
Artículo de Divulgación Científica

Sabemos que la cerveza es la bebida alcohólica fermentada más popular a nivel mundial, también conocida como “la bebida de la felicidad”, ésta es capaz de modificar el comportamiento y emociones de sus consumidores. Pero, ¿a qué se deben estos cambios y cómo se pueden evaluar? La evaluación sensorial, la implementación de inteligencia artificial y el análisis del contenido de compuestos presentes en la cerveza ayudan a identificar y relacionar estos componentes con emociones como alegría, amor, desilusión, desprecio, enojo, entre otras; ayudando a comprender los mecanismos detrás de la degustación de cerveza, la percepción de los consumidores y los efectos fisiológicos y emocionales generados en cada persona tras su consumo.

Pensando en Inteligencia Artificial, IA, posiblemente vengan a tu mente ideas sobre dispositivos muy avanzados, sistemas de seguridad administrados por una computadora súper poderosa, robots y escenarios futuristas creados por la ciencia-ficción, tal como lo habríamos visto en películas como “Yo, Robot”, “Interestelar” o “El cazador implacable”, por mencionar algunas. Sin embargo, detrás del mundo de la IA hay un extenso conjunto de información que debe comprenderse.

Este concepto fue propuesto en 1956 por John McCarthy (considerado el padre de la IA) quien presentó la idea de la creación de máquinas que pudieran resolver problemas como los humanos. De acuerdo con McCarthy, el inicio de esta ciencia remonta al final de la segunda guerra mundial, siendo posible que el primero en trabajar con máquinas inteligentes haya sido el matemático Alan Turing a través de su investigación basada en la programación de computadoras.

La IA de forma general se relaciona con el desarrollo de máquinas diseñadas y programadas para pensar, comportarse, comprender, mejorar y resolver problemas imitando la forma en la que lo haría un humano. Esto se logra a través de la implementación de complejos algoritmos matemáticos y la recolección de datos que permite a las máquinas reconocer, buscar y analizar diferentes componentes. De esta manera se han desarrollado algoritmos con capacidad cognitiva avanzada capaces de reconocer objetos en imágenes, traducir discursos, deducir el significado de un texto, entre otros, lo que ha dado lugar a diferentes ramas de la IA. Estas tecnologías se integran entre ellas para desarrollar técnicas más confiables, objetivas, económicas y menos lentas, como la visión por computadora, el aprendizaje automático, sensores, robótica y biometría.

Particularmente, la biometría utiliza técnicas de IA para identificar y reconocer personas a través de rasgos físicos específicos y patrones de comportamiento como la clasificación de huellas dactilares, escáneres faciales, identificadores de retina y reconocimiento de voz. En los últimos años la investigación en aplicaciones biométricas se ha encaminado hacia la recopilación de respuestas del Sistema Nervioso Autónomo, SNA, relacionadas con las reacciones emocionales.

Te preguntarás, ¿cómo se relaciona lo anterior con la evaluación sensorial? En términos muy simples, esta ciencia utiliza los sentidos humanos como herramienta para evaluar la reacción de las personas a diferentes características de un producto. Dicho esto, la investigación sensorial de alimentos y bebidas ha comenzado a enfocar más su atención en la evaluación de emociones desencadenadas por diferentes productos; basándose en el sabor, olor o aceptación general de estos y correlacionando dicha información con respuestas del SNA como los cambios en expresiones faciales, alteraciones en el ritmo cardiaco y variaciones en la temperatura corporal.

¿Alguna vez has observado cómo involuntariamente cambiaN el comportamiento y las emociones de una persona al consumir bebidas alcohólicas?, ¿te has preguntado por qué ocurre esto? ¿Es debido al alcohol u otros compuestos?

La cerveza es la bebida alcohólica fermentada más popular a nivel global con un consumo de 22.6 L per cápita y un mercado de $522,299 millones de dólares en el 2020. Está compuesta por agua, cebada, lúpulo, levadura y puede contener ingredientes adicionales como saborizantes, frutas o cereales necesarios para satisfacer las necesidades del mercado. En la industria cervecera la evaluación de calidad es primordial para cumplir con las regulaciones de ley y asegurar la aceptación del producto por los consumidores, siendo la evaluación sensorial la principal herramienta para cumplir con este objetivo.

Sensorialmente, las características de calidad de una cerveza se basan en atributos como color, sabor, aroma, nivel de alcohol y espuma. Al llevar a cabo una evaluación sensorial se seleccionan personas que sean consumidoras regulares y tengan preferencia por el producto cervecero en estudio. Los participantes responden preguntas relacionadas con los atributos de calidad en donde deben señalar si les agradan o no las características de determinada cerveza. Sin embargo, las respuestas conscientes obtenidas en una prueba sensorial no siempre representan la preferencia y actitudes del consumidor, surgiendo la necesidad de investigar respuestas inconscientes para comprender la reacción de las personas ante la cerveza en cuestión. La vía para lograrlo, de acuerdo con expertos en el área, es estudiar la actividad del SNA para explicar la experiencia sensorial de los consumidores a partir de las reacciones emocionales producidas al consumir bebidas alcohólicas fermentadas.

Técnicas biométricas aplicadas

El Grupo de Investigación de Enfoque Estratégico en Omics Traslacional del Tec de Monterrey, Campus Monterrey, trabaja con técnicas biométricas aplicadas en la evaluación sensorial de cervezas. La investigación se centra en analizar diferentes componentes químicos relacionados con el sabor de la cerveza y documentar su relación con la generación de diferentes emociones y estados de ánimo en los consumidores.

En colaboración con la Universidad de Melbourne (QS Ranking #38), la Universidad de British Columbia (QS Ranking #51), la red Universitas 21 y la convocatoria Graduate Collaborative Research Awards, se recopiló y evaluó información sobre la aceptabilidad y respuestas emocionales conscientes de consumidores mexicanos de cerveza con diferente contenido de alcohol utilizando una aplicación de biometría sensorial desarrollada por la Universidad de Melbourne, en la que se utiliza grabación en video para registrar cambios en expresiones faciales.

Las pruebas con consumidores fueron realizadas en el laboratorio de Sensolab Solutions, empresa spin-off del Tec de Monterrey dedicada a la evaluación sensorial que se localiza en el Centro de Innovación y Transferencia de Tecnología del Campus Monterrey. Aunado a ello, en las instalaciones del Centro de Biotecnología-FEMSA de la Institución se realizaron pruebas de laboratorio para medir el contenido de diferentes compuestos en la cerveza. El análisis de resultados mostró que ciertos componentes de las cervezas estaban relacionados con emociones como desilusión, desprecio, alegría, relajación, felicidad, amor, cansancio y enojo.

Los resultados del trabajo realizado fueron descritos a detalle en el artículo científico “Beer and Consumer Response Using Biometrics: Associations Assessment of Beer Compounds and Elicited Emotions” publicado en la revista científica Foods en junio del 2020. La publicación recibió la atención de la prensa internacional a través del periódico canadiense Vancouver Sun, destacando los hallazgos más importantes de la investigación e impresiones sobre el tema compartidas por uno de los co-autores del trabajo.

La investigación realizada permitió no solo crear una red de colaboración entre las universidades miembros de la red Universitas 21, sino también lograr el financiamiento de un nuevo proyecto con cervezas mexicanas otorgado a la Dra. Carmen Hernández Brenes por la Cámara Nacional de la Industria de la Cerveza y de la Malta en México (Convocatoria Fomento a la Investigación Salud y Cerveza 2019). El trabajo continuará hasta el 2021 con la investigación del efecto de los compuestos químicos de cervezas con y sin alcohol, y la aplicación de técnicas biométricas en la evaluación de las respuestas emocionales de los consumidores de cerveza en México.

Esta investigación aportará información relevante para la comprensión del efecto que ejercen los compuestos presentes en la cerveza sobre el estado de ánimo de las personas. Igualmente contribuirá en el desarrollo de una rama emergente en el mercado cervecero de bebidas con menor contenido de alcohol, pero con el mismo sabor y que hagan sentir “igual de bien” que las cervezas tradicionales a sus consumidores. Adicionalmente, al identificar moléculas específicas relacionadas con sensaciones o emociones positivas se diversifica la línea de investigación y orienta los esfuerzos futuros a la generación de productos de alto valor en el área médica-farmacéutica. Es así como el Tecnológico de Monterrey, institución académica y socialmente responsable guarda el compromiso férreo de trabajar por la construcción del bien común y el mejoramiento de México.

* La información presentada en este artículo forma parte del trabajo de tesis doctoral de Yaressi Guadalupe Rodríguez Velazco.

Para más información:

*Gonzalez Viejo, C., Villarreal-Lara, R., Torrico, D.D., Rodríguez-Velazco, Y.G., Escobedo-Avellaneda, Z., Ramos-Parra, P.A., Mandal, R., Pratap Singh, A., Hernández-Brenes, C., & Fuentes, S. (2020). Beer and Consumer Response Using Biometrics: Associations Assessment of Beer Compounds and Elicited Emotions. Foods, 9, 821. doi.org/10.3390/foods9060821

*Gonzalez Viejo, C., Torrico, D. D., Dunshea, F. R., & Fuentes, S. (2019). Emerging Technologies Based on Artificial Intelligence to Assess the Quality and Consumer Preference of Beverages. Beverages, 5(4), 62. doi:10.3390/beverages5040062

*Gonzalez Viejo, C., Fuentes, S., Howell, K., Torrico, D. D., & Dunshea, F. R. (2019). Integration of non-invasive biometrics with sensory analysis techniques to assess acceptability of beer by consumers. Physiology & Behavior, 200, 139-147. doi:10.1016/j.physbeh.2018.02.051

*Danner, L., Haindl, S., Joechl, M., & Duerrschmid, K. (2014). Facial expressions and autonomous nervous system responses elicited by tasting different juices. Food Research International, 64, 81-90. doi:10.1016/j.foodres.2014.06.003

Sobre la autora:

Yaressi Guadalupe Rodríguez Velazco. Maestra en Ciencias con especialidad en Biotecnología egresada del Tecnológico de Monterrey, y Máster en Biotecnología del Medio Ambiente y la Salud por la Universidad de Oviedo, España. Actualmente cursa el Doctorado en Biotecnología en la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tecnológico de Monterrey, Campus Monterrey. Contacto: a00801965@itesm.mx ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9789-0411.

Asesora de investigación:

Carmen Hernández-Brenes. Doctora en Ciencias de los Alimentos por la Universidad de Arkansas. Profesor-investigador del departamento de Bioingeniería y del Grupo de Investigación con Enfoque Estratégico Omics Traslacional de la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tecnológico de Monterrey, Campus Monterrey. Científico de Alimentos Certificado por el Institute of Food Technologists (IFT). Miembro del Sistema Nacional de Investigadores (Nivel II). Contacto: chbrenes@tec.mx ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9731-4254.

Asesor editorial:

Jesús Eduardo Elizondo Ochoa. Doctor en Biotecnología (Tecnológico de Monterrey), Doctor en Odontología, mención Doctor Internacional (UIC-Barcelona). Profesor-investigador de la Escuela de Ingeniería y Ciencias y de la Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores (CONACyT). Contacto: je.elizondo@tec.mx.