Jakie substancje wytwarzają się na każdym etapie podgrzewania oleju spożywczego? Co możemy odczytać analizując skład chemiczny olejowych oparów i jakie zagadki kryją w sobie lotne związki chemiczne? Zagadnienia te bada w swojej pracy naukowej dr inż. Tomasz Majchrzak z Politechniki Gdańskiej.
Zainteresowanie dr. Tomasza Majchrzaka budzi zwłaszcza analiza lotnych związków organicznych powstających w wyniku procesu smażenia. Skład chemiczny oparów olejowych, które tworzą się przy podgrzewaniu oleju to zbiór wielu cennych informacji. Dzięki pomiarom wykonywanym przy pomocy elektronicznego nosa można ocenić m.in. jakość i świeżość używanego do smażenia oleju. Przez to proces oceny jakościowej znacznie się skraca – nie trzeba pobierać próbki substancji, przerywając proces smażenia i badać jej laboratoryjnie używając dodatkowych rozpuszczalników. Wystarczą odpowiednio skalibrowane czujniki elektronicznego nosa, który oceni czy proces smażenia jest zgodny ze standardami, czy jakość oleju jest odpowiednia.
Najważniejsze w procesie oceny jakości oleju za pomocą elektronicznego nosa jest „wytrenowanie” czujników w taki sposób, aby poprawnie odczytywały i interpretowały substancje lotne, które wyczuwają. Nazywamy to uczeniem maszynowym. Precyzyjnie przygotowana baza danych – odpowiednio liczna i z odpowiednią liczbą zmiennych jest tutaj kluczowym elementem – wyjaśnia dr Tomasz Majchrzak.
Szybkość działania, nieinwazyjna analiza próbki i prostota pomiaru sprawiają, że elektroniczne nosy stają się realną alternatywą dla innych popularnych metod analizy zapachów. Mogą one znajdować zastosowanie nie tylko w przemyśle spożywczym do oceny i analizy żywności, ale również w monitoringu zanieczyszczenia środowiska naturalnego, przemyśle farmaceutycznym, medycynie (wykrywanie biomarkerów chorób), kosmetycznym czy wojskowym (do wykrywania gazów bojowych). Jednak cały czas prowadzone są badania nad udoskonalaniem e-nosów, rodzajami czujników i ich kalibracją. Dąży się do zwiększania ich czułości oraz poprawą trwałości urządzeń co zmniejszałoby koszt ich eksploatacji.
W swoich badaniach dr Majchrzak wspiera się również inną metodą analityczną – spektometrią mas reakcji przeniesienia protonu (PTR-MS), która jest pomocna w monitorowaniu stężeń poszczególnych substancji.
Dzięki połączeniu zbioru danych zebranych w wyniku stosowania spektometrii i ich korelacji z danymi z elektronicznego nosa możemy w kolejnych etapach udoskonalać czujniki.
Obecnie naukowiec prowadzi projekt w ramach grantu Preludium finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki. Wykorzystując metodę PTR-MS bada, jakie związki chemiczne powstają w pierwszych sekundach procesu smażenia, w momencie umieszczenia żywności w oleju oraz jaka jest charakterystyka wzrostu tych związków w dalszym procesie smażenia.
W tym roku dr inż. Tomasz Majchrzak otrzymał nagrodę Gdańskiego Towarzystwa Naukowego dla młodych naukowców. Jest także jednym z laureatów konkursu Komitetu Chemii Analitycznej PAN. Obie nagrody przyznano za jego pracę doktorską z chemii analitycznej pt. „A comprehensive analytical approach to assessing the quality of edible oils during the frying process using the electronic nose technique supported by real-time proton transfer reaction mass spectrometry”, której promotorem był prof. Andrzej Wasik, a promotorem pomocniczym dr inż. Tomasz Dymerski.
źródło: PG