AI in de brouwwereld

Wetenschappers van de KU Leuven en het VIB hebben met kunstmatige intelligentie (AI) een model ontwikkeld dat voorspelt hoe een bepaald biertje zal smaken. Dat deden ze met machine learning, een vorm van AI waarbij systemen uit grote hoeveelheden data leren. Ook bepaalt het model welke toegevoegde aroma's bier een lekkerdere smaak kunnen geven. Dit schrijven de onderzoekers in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications.

Onder leiding van geneticus en groepsleider Kevin Verstrepen karakteriseerden de onderzoekers meer dan 200 chemische eigenschappen van 250 Belgische bieren, variërend van blond bier tot tripels. Hoe bier smaakt, hangt af van een complexe mix van chemische componenten. “De eerste twee tot drie jaar van het onderzoek hebben we daarom besteed aan het verzamelen van allerlei gegevens in het lab, zoals de alcoholpercentages, suikerconcentraties en verschillende aroma's”, zegt bio-ingenieur Michiel Schreurs, de hoofdauteur van de studie.

Bierproeverij

Verder trainden de onderzoekers een proefpanel van zestien mensen om de smaak van de bieren te omschrijven. “Hier ging ook flink wat maanden aan tijd in zitten. Je kunt natuurlijk niet elke dag volop bier drinken”, zegt Schreurs. Verder gebruikten de onderzoekers gegevens uit de online database RateBeer met meer dan 180 duizend publieke consumentenreviews. Na jarenlang analysewerk konden de onderzoekers een machine learning-model trainen om al deze gegevens met elkaar te verbinden. Het resultaat is een model dat, afgaand op het chemisch profiel van een biertje, een voorspelling kan doen over hoe het zal smaken.

Aromatische smaakverbetering

Voor Verstrepen was de belangrijkste ontdekking die uit het model rolde dat het wijzigen van een enkele component in bier de smaak niet ten goede komt. “Daardoor ging bier juist artificiëler smaken”, zegt hij. “Vervolgens hebben we verschillende aromacomponenten tegelijk aangepast. Dit leverde volgens ons proefpanel bij een blinde smaaktest inderdaad een betere smaak op.”

Ook waren de onderzoekers verbaasd dat het model soms het gebruik van componenten aanraadde die brouwers liefst zo min mogelijk in hun bier willen hebben. “Denk aan ingrediënten die zorgen voor veroudering van bier, of die een weeïge geur geven”, zegt Verstrepen. “Uit ons model blijkt dat het de smaak soms toch helpt om deze elementen een klein beetje op te schroeven.”

Smaak en mode

Desalniettemin kunnen de voorspellingen volgens de onderzoekers nog verbeterd worden. Zo neemt het model nog geen demografische achtergrond van de bierproever mee, zoals leeftijd en cultuur, wat ongetwijfeld een rol speelt in de smaakbeleving. Guido Camps, wetenschappelijk directeur van het Innovation Center of Artificial Intelligence Lab for Precision Health, Nutrition and Behavior, vindt het uiteindelijk vijf jaar durende onderzoek indrukwekkend. Hij wijst er echter op dat de voorspellingen van het model beter overeenkwamen met de smaakbeoordelingen van RateBeer dan met die van het proefpanel.

Voor de statistiekliefhebbers: de determinatiecoëficiënt (R²) voor de voorspellingen in vergelijking met RateBeer was 0.7, en voor het proefpanel slechts 0.2 (waarbij een waarde van 1 voor foutloze voorspellingen staat). RateBeer geeft een gemiddelde score voor smaakbeleving, opgemaakt uit vele beoordelingen. Dit laat zien dat het model geen persoonlijke smaakbeleving voorspelt, maar slechts een gemiddelde.

Voor Camps is het onduidelijk of AI persoonlijke smaak ooit volledig correct zal kunnen voorspellen. “Wat wij lekker vinden, is deels een modeverschijnsel. Zo was het ooit een nieuw en lekker idee om zeezout bij karamel te doen. Nu kom je het bijna overal tegen, en vinden we het lang niet meer even speciaal.”

Verstrepen is het er mee eens dat smaak uiterst persoonlijk en contextafhankelijk is. “Al liet ons proefpanel zien dat een aantal dingen rond smaak helemaal niet zo subjectief zijn. Objectieve dingen zoals bitterheid, fruitigheid en mondgevoel kun je consequent voorspellen met AI. Daarom ben ik ervan overtuigd dat je AI kunt gebruiken om, binnen een bierstijl, te bepalen of de meerderheid iets lekkerder zal vinden of niet.”

AI heeft ook al de aandacht van commerciële brouwers. Zoals de Stadshaven Brouwerij Rotterdam, die in 2023 als eerste Rotterdamse biermaker een biertje brouwde volledig op basis van kunstmatige intelligentie. Een bier dat volledig is gebaseerd op een door een ‘chatbot’ gegenereerd recept. Ook het logo is ontworpen door een applicatie die helemaal draait op kunstmatige intelligentie. De Stadshaven Brouwerij Rotterdam was daarmee het eerste Nederlandse bedrijf dat zowel recept, merknaam als etiket door artificial intelligence liet bepalen.

De Stadshaven Brouwerij maakte voor de ontwikkeling van het biertje gebruik van de populaire chatbot ChatGTP. Een chatbot is een geautomatiseerde gesprekspartner. Het zorgt voor een natuurlijk gesprek tussen een mens en een computer en kan complexe opdrachten uitvoeren. Denk aan het herschrijven van tekst, een uitleg geven over een bepaald onderwerp of het uitwerken van een sollicitatiebrief.

ChatGTP is op dit moment één van de populairste programma’s op het gebied van kunstmatige intelligentie. De brouwerij heeft deze slimme AI-applicatie nu de vraag gesteld om een concreet voorstel te doen voor een ‘lentebok met de toevoeging van tropische fruitsoorten en citrusvruchten’. Hier is een specifiek recept uitgerold, dat straks tot in precisie wordt uitgevoerd.

Ook voor de naam werd ChatGTP ingeschakeld en gevraagd een passende suggestie te doen waarin het ‘biertype’ en een ‘verwijzing naar de scheepvaart of een maritiem wezen’ terugkwamen. Dit resulteerde in de naam ‘Mayflower Bock’. Tegelijkertijd zette de brouwerij het AI-programma Midjourney in voor het ontwerpen van een bijpassend etiket. Midjourney genereert automatisch afbeeldingen aan de hand van omschrijvingen. Op basis van de naam ‘Mayflower Bock’ is hier een stoer etiket van een bierdrinkende bok op een schip als resultaat uitgerold. De Mayflower Bock is in beperkte oplage verschenen.

Je kan natuurlijk ook zelf de proef op de som nemen en ChatGPT om een recept vragen voor bijvoorbeeld een tropische bock en dan kan dat er als volgt uitzien. Hieronder een recept voor een Tropische Bock — een traditionele bock met een twist van tropisch fruit. Dit recept combineert de volle, moutige zoetheid van een bockbier met frisse, fruitige tonen van mango en passievrucht.

Tropische Bock (20L batch)

Ingrediënten

Mout (voor een rijke en zoete basis)

• 4,5 kg Munich mout (voor de volle, broodachtige basis)
• 1,5 kg Vienna mout (voor een lichte karamelnoot)
• 0,5 kg CaraMunich III (voor extra karamelzoetheid en kleur)
• 0,2 kg Chocolate malt (voor een lichte chocolade- en broodkorsttoon)

Hop (lage bitterheid, lichte fruitige tonen)

• 15 g Hallertau Mittelfrüh (60 min, bitterheid)
• 10 g Saaz (10 min, lichte kruidigheid)

Gist

• Wyeast 2206 (Bavarian Lager) of Fermentis W-34/70

Tropisch Fruit (toevoegen na de hoofdvergisting)

• 300 g Mango (gepureerd
• 200 g Passievrucht (gepureerd)
• 1 sinaasappelschil (optioneel, voor extra citrus)

Brouwproces

1. Maischen

• Verwarm water tot 67 °C en voeg de mout toe.
• Houd 67 °C aan gedurende 60 minuten.
• Verhoog naar 72 °C gedurende 10 minuten (uitmaisch-stap).
• Spoel uit met water van 76 °C.

2. Koken (90 minuten)

• Voeg Hallertau Mittelfrüh hop toe bij 60 minuten
• Voeg Saaz hop toe bij 10 minuten.
• Voeg eventueel een beetje sinaasappelschil toe in de laatste 5 minuten

3. Koelen & Vergisten

• Koel het wort snel terug naar 10-12 °C en voeg de lagergist toe.
• Fermenteer bij 10-12°C gedurende ≈2 weken.
• Laat het bier na de hoofdvergisting nog 3-4 dagen op 15 °C rusten (diacetylrust).

4. Fruit toevoegen & lageren

• Voeg de gepureerde mango en passievrucht toe aan het bier.
• Laat nog 5-7 dagen staan bij 10-12 °C.
• Filtreer of hevel voorzichtig om pulp te verwijderen.

5. Bottelen & carboneren

• Voeg 6-7 g suiker per liter toe voor natuurlijke carbonatie.
• Laat de flessen 2-3 weken bij ≈15 °C staan voordat je ze proeft.

Smaakprofiel

• Een volle, moutige bock met tonen van karamel, brood en chocolade, aangevuld met de frisse, lichtzure tonen van passievrucht en de zachte zoetheid van mango. De sinaasappelschil geeft een subtiele citrusachtergrond. Wil je een nog fruitigere versie? Voeg dan dry-hop toe met een tropische hop zoals Sabro of Citra voor extra aroma!

Chat GPT geeft als bronnen: BYO, homebrewtalk.com, braukaiser.com, brew.nl en ‘how to brew’ van John Palmer.

Misschien toch interessant om mee te experimenteren. Of AI (ChatGPT) van toegevoegde waarde is voor de hobbybrouwer laat ik in het midden en is geheel ter beoordeling aan de lezer.

Bronnen

• ChatGPT
• Nature Communications
• NewScientist
• Algemeen Dagblad