Sử dụng trí tuệ nhân tạo để phát hiện các chất bị cấm trong thực phẩm bổ sung thông qua các tài liệu khoa học và phương tiện truyền thông

Công nghệ và Đổi mới sáng tạo

Sử dụng trí tuệ nhân tạo để phát hiện các chất bị cấm trong thực phẩm bổ sung thông qua các tài liệu khoa học và phương tiện truyền thông

09/12/2021

(Ảnh: Wageningen University and Research)

Quy mô thị trường thực phẩm bổ sung toàn cầu ước đạt 140,3 tỷ USD năm 2020 và dự kiến tăng hàng năm 8,6% từ năm 2021 đến năm 2028. Có thể thấy mối quan tâm về sức khỏe gia tăng cùng với những thay đổi về lối sống và thói quen ăn uống đã dẫn đến sự tăng cao nhu cầu đối với các sản phẩm này. Người tiêu dùng cho là thực phẩm bổ sung có thể bù đắp sự mất cân bằng chất dinh dưỡng trong chế độ ăn uống hoặc lối sống không lành mạnh hay để ngăn ngừa các bệnh mãn tính.

Thực phẩm bổ sung bao gồm các sản phẩm vitamin, nước tăng lực, đồ uống protein, hỗ trợ giảm cân và các thức ăn mới, lạ… Một nhóm nhỏ thực phẩm bổ sung là các chất kích thích- tác nhân làm tăng tạm thời hoạt động chức năng hoặc hiệu quả của một cơ quan như trong điều trị béo phì, tăng sự tập trung và tỉnh táo, giảm cảm giác thèm ăn và nhu cầu ngủ. Mặc dù các hợp chất này được quy định về mặt pháp lý, một số các hợp chất bất hợp pháp vẫn được được bán dưới dạng các chất kích thích thực phẩm. Ví dụ như chất cấm 1,3-DMAA trong thể thao.

64% thực phẩm bổ sung chứa chất cấm

Việc giám sát thực phẩm bổ sung là rất cần thiết. Nghiên cứu được tiến hành bởi Cơ quan An toàn Thực phẩm và Sản phẩm tiêu dùng Hà Lan chỉ ra rằng có tới 64% sản phẩm chức năng có chứa một hoăc nhiều chất cấm, hoạt chất dược và chất độc thực vật. Việc kiểm tra này dựa trên danh sách các chất bị cấm hiện hành. Danh sách 428 chất kích thích trong cơ sở dữ liệu hóa học Pub Chem được sử dụng làm cơ sở. Nhưng nếu như bạn cũng tìm thấy những chất chưa có trong danh sách này? Bước tiếp theo bạn nên làm là gì?

Trí tuệ nhân tạo

Trung tâm nghiên cứu về an toàn thực phẩm Wageningen đã sử dụng trí tuệ nhân tạo để xác định các chất cấm, chất kích thích mới không có trong danh sách trên nhưng được đề cập trong các tài liệu khoa học và các phương tiện truyền thông khác. Cơ sở dữ liệu y sinh European Pubmed Cetral được sử dụng như nguồn cung cấp dữ liệu, đã tham khảo 2,1 triệu báo cáo khoa học. Các nhà nghiên cứu đã phát triển một thuật toán kiểm tra mối tương quan giữa các từ trong văn bản. Mô hình nhúng từ được sử dụng trong nghiên cứu này là biến thể mạng nơ-ron Word2Vec được sáng tạo bởi Tshitoyan và cộng sự của ông. Thuật toán này đã được đào tạo để tìm kiếm các từ có nghĩa tương tự hoặc được sử dụng trong cùng một ngữ cảnh với từ “chất kích thích”. Sau đó, người ta lọc các chất hóa học từ danh sách này và so sánh chúng với danh sách các chất bị cấm hiện có. Sau cùng, đã phát hiện 20 chất cấm chưa được biết đến. Những chất này có thể được sử dụng như chất làm giàu trong thực phẩm chức năng. Những chất này đã được thêm vào cơ sở dữ liệu được sử dụng để giám sát thực phẩm bổ sung.

Tìm ra 20 chất kích thích mới chưa được biết đến

20 chất kích kích mới đã được xác định từ hai nguồn dữ liệu khác nhau. Trong đó 10 chất được xác định từ tài liệu khoa học với hơn 2 triệu bản tóm tắt và bài báo khoa học và 10 chất được xác định qua các phương tiện truyền thông qua các website toàn cầu của MedlSys.

Bảng 1. Danh sách các chất kích thích mới được phát hiện từ các tài liệu khoa học

Tên chất kích thích	Miêu tả
2- Benzhydrylpiperidie	Còn được gọi là desoxypipradrol hoặc 2-DPMP, là một loại thuốc hoạt động như chất ức chế tái hấp thu norepinephrine-dopamine. Nó được sử dụng như một loại ma túy, nhưng vì nó có độc tính và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe nên hoạt chất này đã được kiểm soát ở một số quốc gia (Corkery et al., 2012).
RTI-98	RTI-98, còn được gọi là nor-beta-CIT, là một loại thuốc có liên quan chặt chẽ đến cocaine. Nó hoạt động như một chất ức chế hấp thu dopamine, norepinephrine và serotonin. RTI-98 chủ yếu được sử dụng trong nghiên cứu khoa học vì nó có thể được sử dụng để đánh giá mật độ của chất vận chuyển serotonin trong não (Joensuu và cộng sự, 2007; Tolliver & Carney,1995).
N-metyl-2-AI	Còn được gọi là N-metyl-2- aminoindane hoặc NM-2-AI, tương tự với amphetamine, và giải phóng dopamine và norepinephrine. Nó đang được bán dưới dạng ma túy tổng hợp, nhưng ít người biết về độc tính của nó (Manier và cộng sự, 2020; Mestria và cộng sự, 2020).
5- (2-Aminopropyl) Indole	Còn được gọi là 5-IT hoặc 5-API, là một loại ma túy tổng hợp hoạt động như một loại dopamine, norepinephrine và giải phóng serotonin. Nó là một dẫn xuất indole và đồng phân của alpha-methyltryptamine. Vì sự rủi ro cao đối với việc lạm dụng thuốc và những ảnh hưởng xấu có thể xảy ra đối với sức khỏe mà nó bị cấm ở hầu hết các nước phương Tây (Katselou và cộng sự, 2015; Marusich và cộng sự, 2016).
Ethylphenidate	Ethylphenidate là một chất kích thích thần kinh tương tự với methylphenidate (Ritalin). Nó hoạt động tương tự như methylphenidate và giải phóng dopamine và norepinephrine. Nó được sử dụng như một chất kích thích. Do có những tác hại nghiêm trọng đến sức khỏe, nó đã bị cấm ở một số quốc gia (Maskell và cộng sự, 2016; Parks và cộng sự, 2015).
D2PM	Còn được gọi là diphenylprolinol, là một ma túy kích thích thần kinh, và là chất ức chế tái hấp thu norepinephrine-dopamine. D2PM là một chất tương tự với pyrrolidine và hoạt động tương tự như cocain. Nó gây ra tác động độc hại đối với con người, nhưng nó vẫn có sẵn trên thị trường như một sản phẩm hợp pháp (Wood & Dargan, 2012).
(+) – UH232	(+) – UH232 là một dẫn xuất của aminotetralin. Nó được coi là một chất kích thích yếu. (+) – UH232 chủ yếu được sử dụng trong khoa học nghiên cứu vì nó có thể được sử dụng để đánh giá vai trò của các thụ thể dopamine trong não (Kling-Petersen và cộng sự, 1994).
7- (Beta-Chloroethyl) Theophyllin	Còn được gọi là 7-(2-chloroethyl) Theophylline hoặc 7-CET, là một dẫn xuất của hợp chất tự nhiên theophylline và là một chất đối kháng thụ thể adenosine. Hiệu ứng tương tự như caffeine, nhưng mạnh hơn (Coffin &Spealman, 1989).
N-Methyl-3-Phenyl-Norbornan-2-Amine	Cũng được gọi là Camfetamine, có liên quan chặt chẽ với fencamfamine, nhưng nó có tác dụng kích thích mạnh hơn. Hợp chất hoạt động như một chất chủ vận dopaminergic. Nó được bán như một loại ma túy tổng hợp và hầu như không được kiểm soát. Ít được biết về rủi ro sức khỏe tiềm ẩn liên quan đến việc sử dụng hoạt chất này (Cinosi et al., 2014).
Paraxanthine	Còn được gọi là 1,7-Dimethylxanthine, là một dẫn xuất của xanthine và chất chuyển hóa của caffein, với các đặc tính kích thích tương tự. Nó hoạt động như một chất đối kháng với các thụ thể adenosine (Benowitz và cộng sự, 1995).

Bảng 2. Danh sách các chất kích thích chưa được biết đến được tìm thấy từ các trang web toàn cầu bởi MedISys

Tên chất kích thích	Miêu tả
25C-NBOMe	Còn được gọi là N- (2-metoxybenzyl) -2- (4-clo 2,5-dimethoxyphenyl) ethanamin, là một dẫn xuất của phenetylamin 2C-C. Bên cạnh các hiệu ứng gây ảo giác, 25C-NBOMe cũng có hiệu quả kích thích tương đương với MDMA. Nó là một chất chủ vận một phần của thụ thể 5-HT2A. Nó có nguy cơ nhiễm độc cấp tính cao, và đã có các trường hợp tử vong do 25C-NBOMe được báo cáo. 25C-NBOMe là một chất được kiểm soát trên toàn thế giới kể từ năm 2015 (Bersani và cộng sự, 2014; Wohlfarth và cộng sự, 2017).
25I-NBOMe	Còn được gọi là 2- (4-Iodo-2,5-dimethoxyphenyl) – N – ((2-metoxyphenyl) metyl) etanamin, là dẫn xuất của phenetylamin 2C-I. Tương tự với 25C-NBOMe, 25I-NBOMe được biết đến với tác dụng gây ảo giác và có đặc tính kích thích. Nó là một chất chủ vận đầy đủ cho Thụ thể 5-HT2A. Việc sử dụng có thể dẫn đến độc tính lâm sàng nghiêm trọng do đó 25I-NBOMe đã được kiểm soát trên toàn thế giới kể từ năm 2015 (Hill và cộng sự, 2013; Wohlfarth và cộng sự, 2017).
6-APB	Còn được gọi là 6- (2-aminopropyl) benzofuran, là loại ma túy tổng hợp có cả đặc tính kích thích và ảo giác. Nó vừa là chất ức chế hấp thu vừa là tác nhân giải phóng dopamine, norepinephrine và serotonin và hoạt động như một chất chủ vận của thụ thể 5-HT2A và 5-HT2B. 6-APB tương tác với các thụ thể 5-HT2B nên có khả năng gây độc cho tim khi sử dụng trong thời gian dài. Bên cạnh đó, 6-APB cũng có khả năng gây độc cấp tính. 6-APB đã được kiểm soát ở một số quốc gia, nhưng vẫn là một trong số các chất tác động thần kinh mới được bán nhiều nhất ở Châu Âu (Brandt và cộng sự, 2020; Chan và cộng sự, 2013; Roque Bravo và cộng sự, 2020).
5-APB	Còn được gọi là 5-(2-aminopropyl) benzofuran, tương tự như 6-APB. 5- PB là một loại ma túy tổng hợp gây ảo giác và kích thích. Nó vừa là một chất ức chế hấp thu và chất giải phóng dopamine, norepinephrine và serotonin và hoạt động như một chất chủ vận của các thụ thể 5-HT2A và 5-HT2B. Do sự tương tác với các thụ thể 5-HT2B, 5-APB độc với tim khi sử dụng lâu dài, nhưng cũng có khả năng độc cấp tính và dường như độc hơn 6-APB. 5-APB chỉ được kiểm soát ở một số quốc gia (Brandt và cộng sự, 2020; Roque Bravo và cộng sự, 2020; Welter và cộng sự, 2015).
5-MeO-DALT	Còn được gọi là N, N-Diallyl-5-methoxytryptamine là loại ma túy gây ảo giác, làm cho người sử dụng có cảm giác nhiều năng lượng hơn, hưng phấn và kích thích. Có rất ít thông tin về cơ chế kích thích chính xác của nó ở người. Tuy nhiên, nghiên cứu đã chỉ ra rằng, sự tăng động đã được quan sát thấy ở động vật gặm nhấm khi sử dụng 5-MeO-DALT. 5-MeO-DALT đã được kiểm soát ở một số quốc gia (Corkery, Durkin, et al., 2012; Gatch và cộng sự, 2017).
Dextromethorphan	Còn được gọi là DXM, là một loại thuốc ho đã được sử dụng từ những năm 1950. Việc lạm dụng dextromethorphan xảy ra thường xuyên vì các đặc tính kích thích và hoạt động thần kinh. Nó hoạt động như một chất ức chế tái hấp thu serotonin và là một chất đối kháng thụ thể NMDA. Dextromethorphan có ít phản ứng phụ ở liều thấp, nhưng khi dùng thường xuyên và liều cao hơn có thể dẫn đến ngộ độc nặng (Logan và cộng sự, 2009; Reissig và cộng sự, 2012; Schwartz và cộng sự, 2008).
5-MeO-MiPT	Còn được gọi là moxy, là một chất gây ảo giác và kích thích. Nó ức chế sự tái hấp thu 5-HT, dopamine và norepinephrine. Độc tính vẫn chưa được biết rõ, nhưng nghiên cứu gần đây cho thấy bằng chứng về độc tính cấp tính ở chuột khi dùng liều cao. 5-MeO-MiPT vẫn chưa được kiểm soát ở nhiều nơi trên thế giới (Altuncı và cộng sự, 2021; Repke và cộng sự, 1985).
3-Fpm	Còn được gọi là 3-Fluorophenmetrazine, là một ma túy tổng hợp. Nó là một dẫn xuất của phenmetrazine. 3-Fpm là một chất giải phóng norepinephrine-dopamine. Độc tính của 3-Fpm vẫn chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng tại thời điểm viết bài,mặc dù các báo cáo về tác dụng phụ nghiêm trọng ở người dùng đã được báo cáo. 3-Fpm đã được kiểm soát ở một vài quốc gia (B¨ackberg và cộng sự, 2016; Fawzy và cộng sự, 2017;Mayer và cộng sự, 2018).
N-Ethylhexedrone	Còn được gọi là Hexen, là một ma túy tổng hợp với đặc tính kích thích tương tự như amphetamine. Nó là một cathinone tổng hợp và hoạt động như một chất ức chế tái hấp thu norepinephrine-dopamine. Có ít dữ liệu có sẵn về độc tính của N-ethylhexedrone đối với người nhưng tử vong do nhiễm độc N-ethylhexedrone đã được báo cáo và nghiên cứu gần đây cho thấy độc tính của chất này trong các thí nghiệm. N-Ethylhexedrone được kiểm soát quốc tế từ năm 2020 (de Mello-Sampayo và cộng sự, 2021; Domagalska và cộng sự, 2021; ECD, năm 2020; Majchrzak và cộng sự, 2018).
Methamnetamine	Còn được gọi là MNA hoặc PAL-1046, là mộtchất tương tự methampethamine và có tính chất kích thích tương tự. Nó hoạt động như một chất giải phóng serotonin, norepeniphrine và dopamine. Có rất ít tài liệu khoa học sẵn có về methamnetamine và độc tính của nó, nhưng nó hiện đang được phát hiện trong các cuộc kiểm tra ma túy trên khắp châu Âu. Methamnetamine là một chất không được kiểm soát ở hầu hết các quốc gia (Lajtai và cộng sự, 2020; Richeval và cộng sự, 2019; Rothman và cộng sự, 2012).

Cách tiếp cận này cũng rất hữu ích đối với các hợp chất khác

Việc tìm kiếm thành công các chất kích thích chưa được biết đến dựa trên trí tuệ nhân tạo cũng có thể rất hữu ích để phát hiện các loại chất hoặc nguy cơ khác ảnh hưởng đến an toàn thực phẩm hoặc các loại gian lận thực phẩm khác nhau.

– Khuất Thị Thủy dịch từ Wageningen University and Research-

Tài liệu tham khảo:

Anand K. Gavai et al., “Artificial intelligence to detect unknown stimulants from scientic literature and media reports”, Food Control 130 (2021)108360.

https://www.wur.nl/en/newsarticle/Artificial-Intelligence-Uncovers-in-Scientific-Literature-Unknown-Prohibited-Substances-in-Food-Supplements-.htm

Theo firi.vn

Tin mới

Bộ Công Thương thúc đẩy các hoạt động hợp tác phát triển năng lượng bền vững, ứng phó với biến đổi khí hậu

Chiều ngày 18 tháng 4 năm 2025, tại Trụ sở Bộ Công Thương, Thứ trưởng Nguyễn Hoàng Long đã tiếp đoàn công tác của Quỹ Khí hậu Xanh (GCF) và Ngân hàng Thế giới tại Việt Nam về việc thúc đẩy triển khai Dự án Thúc đẩy tiết kiệm năng lượng trong các ngành công nghiệp Việt Nam. Cùng tham dự có bà Nguyễn Thị Lâm Giang – Cục trưởng Cục Đổi mới sáng tạo, Chuyển đổi xanh và Khuyến công.

18/04/2025

Công nghệ và Đổi mới sáng tạo