Dr inż. Tomasz Majchrzak jest laureatem nagrody Gdańskiego Towarzystwa Naukowego za rok 2020 dla młodych naukowców, a także jednym z trzech laureatów Wydziału Chemicznego w Konkursie Komitetu Chemii Analitycznej PAN. Obie nagrody, przyznane w tym roku, naukowiec otrzymał za swoją pracę doktorską z chemii analitycznej zatytułowaną „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”. Promotorem pracy był prof. Andrzej Wasik, natomiast promotorem pomocniczym dr inż. Tomasz Dymerski.

Główny trzon prac badawczych prowadzonych przez dr. Tomasza Majchrzaka oscyluje wokół analizy 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, gdzie wykorzystując metodę  PTR-MS do śledzenia 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.

Więcej o nagrodzie w Konkursie Komitetu Chemii Analitycznej PAN.