POLSKA AKADEMIA NAUK Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska ul. M. Skłodowskiej-Curie 34, 41-819 ZABRZE tel.: (032) 271 64 81, fax.: (032) 271 74 70 e-mail: ipis@ipis.zabrze.pl RECENZJA Rozprawy doktorskiej mgr inż. Jolanty JANISZEWSKIEJ p.t.: Nieorganiczne anionowe składniki żywności oznaczane techniką chromatografii jonowej wykonanej na Wydziale Chemicznym Politechniki Warszawskiej pod kierownictwem prof. dr hab. inż. Marii Balcerzak Głównym celem analizy żywności jest kontrola jakości spożywanych przez konsumentów produktów. Szczególne znaczenie ma monitorowanie zawartości potencjalnie toksycznych substancji chemicznych wykrywanych w żywności, a także kontrola procesów technologicznych podczas jej wytwarzania. Poza całą gamą związków organicznych, przykładami substancji, które mogą wywierać niekorzystny wpływ na zdrowie ludzi są nieorganiczne i organiczne jony. Mogą one wpływać na procesy metaboliczne przebiegające w organizmach żywych i wywierać negatywny wpływ na ich rozwój. Występowanie tych substancji w produktach żywnościowych może być odzwierciedleniem ich zawartości w środowisku (głównie w glebach i wodach) lub konsekwencją ich wprowadzania do żywności podczas jej przetwarzania. Jedną z technik analitycznych stosowaną do badania jakości produktów żywnościowych jest chromatografia jonowa. Z powodu licznych zalet, takich jak szybkość i selektywność rozdzielania, niskie koszty bieżącej eksploatacji oraz możliwość pełnej automatyzacji oznaczeń, chromatografia jonowa szybka stałą się metodą referencyjną w zakresie oznaczania nieorganicznych anionów i kationów w wodach i ściekach. W przypadku badań żywności w Polsce dostępne są tylko dwie normy europejskie w których opisano badania jakości mięsa, tj. (PN-EN 12014-4 z roku 2006 zatytułowana Artykuły żywnościowe. Oznaczanie zawartości azotanów i/lub azotynów. Część 4: Oznaczania zawartości azotanów i azotynów w produktach mięsnych metodą 1
chromatografii jonowymiennej ) oraz PN-EN 12014-2 z roku 2001 Artykuły żywnościowe - - Oznaczanie zawartości azotanów i/lub azotynów - Część 2: Oznaczanie zawartości azotanów w warzywach i przetworach warzywnych metodą HPLC/IC. Do badań żywności stosuje się różne odmiany chromatografii jonowej, w tym chromatografię jonową z i bez tłumienia przewodnictwa, chromatografię wykluczania jonów, chromatografię par jonowych, a także chromatografię w odwróconym układzie faz, chromatografię chelatową lub chromatografię powinowactwa. Tak jak w wypadku innych próbek o złożonej matrycy trudności związane z analizą próbek żywnościowych metodą chromatografii jonowej związane są przede wszystkim z koniecznością ich odpowiedniego przygotowania. W tym kontekście należy rozpatrywać wyniki badań przeprowadzonych przez mgr inż. Jolantę Janiszewską i przedstawione w rozprawie doktorskiej wykonanej pod kierunkiem prof. Marii Balcerzak, która jest znanym w Polsce i na świece autorytetem w zakresie spektrofotometrycznych metod w analizie nieorganicznej. W dalszej części recenzji przedstawię moje uwagi i opinie odnośnie strony redakcyjnej pracy, jak i wartości merytorycznej oraz potencjału innowacyjnego uzyskanych wyników. Strona redakcyjna pracy Praca doktorska mgr inż. Jolanty Janiszewskiej ma klasyczny układ. Doktorantka w części literaturowej, która stanowi 1/3 objętości pracy - opisała właściwości fizyko-chemiczne i biologiczne oddziaływanie na ludzi wybranych nieorganicznych anionów (fluorki, chlorki, bromki, azotany(iii), azotany(v), fosforany i siarczany(vi)), obecnych w różnych produktach spożywczych. Na podstawie danych literaturowych opisała zawartości jonów fluorkowych w wodach do spożycia oraz w naparach z herbat, a także występowanie chlorków, bromków, azotanów(iii), azotanów(v), fosforanów i siarczanów(vi) w warzywach i produktach mięsnych. Przedstawiła polskie i międzynarodowe regulacje prawne obowiązujące w zakresie występowania nieorganicznych jonów w żywności oraz metody ich oznaczania (spektroskopowe, elektromigracyjne, elektrochemiczne oraz chromatograficzne), ze szczególnym uwzględnieniem zastosowań chromatografii jonowej. Cel pracy stanowi logiczną konsekwencję wniosków wypływających z przeprowadzonych studiów literaturowych, aczkolwiek brakuje jego wyraźnego zaznaczenia i wyodrębnienia z całości pracy. W części doświadczalnej rozprawy, obejmującej ogółem 75 stron tekstu, opisała poszczególne etapy procedur analitycznych oraz przedstawiła wnioski, 2
które są efektem uzyskanych wyników. Spis cytowanej literatury obejmuje 248 pozycji. Większość z nich stanowią publikacje oryginalne i prace przeglądowe bezpośrednio związane z tematyką rozprawy. W spisie literatury znajdują się trzy pozycje, których współautorem jest Doktorantka. Mam następując uwagi dotyczące formy redakcyjnej rozprawy: 1. Tam, gdzie skróty pojawiają się po raz pierwszy w tekście powinny one być wyjaśnione (np. skrót IC w streszczeniu pracy). Dobrze by było przygotować zestawienie stosowanych akronimów. 2. Wątpliwości budzą skróty myślowe i niektóre określenia stosowane przez Doktorantkę. Przykłady to: - stwarza użycie chromatografii jonowej (str.12) - Mimo jednak. (str.12) - Chroniczne spożywanie. (str.30) - Zasadniczym etapem wpływającym na wiarygodność, powinno być miarodajność (str.49) - interferowane są przez piki (str.97 i 104) - Badane w pracy aniony wykazują tendencję do nierównomiernego rozkładu. (str.98) - dobra przydatność (str.129). 3. W pracy stosowane są zamiennie określenia drobiny i cząstki, a powinny być tylko cząstki. 4. Określenie wody pitne powinno być w zdecydowanej większości zamienione na wody przeznaczone do spożycia. 5. Nie powinno się używać określeń..zawierającej od 0 do 0,5 mg L -1 (min. strona 16), lecz.. zawierające do 0,5 mg L -1. 6. Doktorantka nie jest konsekwentna w zapisie nazw jonów, stosując czasami azotany(v), a czasami tylko azotany (m.in. str. 35). Ocena strony merytorycznej pracy Po uważnym przeczytaniu rozprawy stwierdzam, z całym przekonaniem, że Doktorantka zrealizowała bardzo ambitny i rozbudowany program badawczy. Przedmiotem badań były wody wodociągowe, wody mineralne (w tym lecznicze) oraz wody ze studni, czarne herbaty (w różnych formach liściaste, granulowane i w saszetkach), marchewki 3
pochodzące z trzech różnych źródeł, ziemniaki krajowe i z zagranicy oraz wędliny drobiowe i wieprzowe. Analiza próbek żywności, tak jak i wszelkich innych o złożonej matrycy, wymaga ich odpowiedniego przygotowania oraz właściwego postępowania podczas kolejnych etapów analizy. Doktorantka podjęła to wyzwanie, a zoptymalizowane parametry opracowanych procedur analitycznych podsumowała w Tabelach 44 i 45. Poniżej przedstawię kilka wątpliwości i uwag krytycznych z nadzieją na udzielenie mi odpowiedzi przez Doktorantkę w czasie publicznej obrony pracy doktorskiej: - W pracy zastosowano dwie kolumny analityczne firmy Metrohm oraz jedną firmy Dionex. Dlaczego przedkolumny były stosowane tylko dla tych pierwszych? - Doktorantka stwierdza, że rozbieżności w wynikach oznaczania fluorków w naparach herbacianych zastosowanymi dwoma technikami t.j., chromatografii jonowej i potencjometrycznej wskazują na konieczności dalszych badań nad możliwościami aplikacyjnymi opracowanych metod analitycznych (strony 12, 96, 97). W jakim kierunku powinny być prowadzone te badania? - Dlaczego przedmiotem badań były tylko nieorganiczne aniony, a nie poszerzono badań o kationy? Powyższe uwagi w niczym nie umniejszają zarówno proponowanych rozwiązań metodycznych, jak i uzyskanych wyników. Jestem przekonany, że wyjaśnienie powyższych wątpliwości ułatwi w przyszłości przygotowanie kolejnych prac w celu opublikowania ich renomowanych czasopismach naukowych, ponieważ efekty prac Doktorantki w pełni na to zasługują. Za niewątpliwe elementy nowości naukowej realizowanej pracy i uzyskanych wyników uważam: - opracowanie nowych, kompleksowych procedur analitycznych oznaczania nieorganicznych anionów w produktach żywnościowych i w wodach. - przeprowadzenie procesu walidacji w szerokim zakresie, oraz porównanie uzyskanych wyników z wartościami dopuszczalnymi (o ile są określone) i wyciągnięcie istotnych z punktu widzenia zdrowia ludzi wniosków. - zastosowanie certyfikowanych materiałów odniesienia, co jest zasadniczym potwierdzeniem miarodajności opracowanych procedur i uzyskanych wyników. - wyznaczenie niepewności poszczególnych etapów analizy oraz niepewności całkowitej, a także przedstawienie tzw. budżetu niepewności (diagram Ishikawy). 4
Wniosek końcowy Dorobek mgr inż. Jolanty Janiszewskiej to 13 prac, w tym 3 w renomowanych czasopismach międzynarodowych, takich jak Critical Review in Analytical Chemistry i Food Analytical Methods (jako główny autor). Doktorantka wykazała się także dużą aktywnością na krajowych i międzynarodowych konferencjach naukowych (łącznie autorstwo lub współautorstwo 9-ciu wykładów i komunikatów). Jest także współautorem 19 plakatów, w tym nagrodzonego pierwszym miejscem na Conference on Ion Analysis (Berlin, wrzesień 2011). Drobne i nieliczne usterki redakcyjne oraz terminologiczne, a także wątpliwości i uwagi krytyczne dotyczące niektórych aspektów prowadzonych badań i wyciągniętych wniosków nie mogą mieć istotnego wpływu na bardzo wysoką ocenę całokształtu rozprawy i niewątpliwych elementów nowości naukowej oraz potencjału innowacyjnego uzyskanych wyników. Uważam, że przedstawiona do recenzji praca w pełni spełnia merytoryczne i formalne wymogi stawiane rozprawom doktorskim, które zostały określone w art. 13 Ustawy o stopniach naukowych i tytule naukowym z dnia 14 marca 2003 wraz z późniejszymi zmianami i wnoszę, aby Rada Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej mogła podjąć uchwalę o dopuszczeniu mgr inż. Jolanty Janiszewskiej do ostatniego etapu postępowania kwalifikacyjnego, czyli do etapu publicznej prezentacji głównych tez rozprawy. Tak obszerny materiał badawczy i kompleksowe podejście do tematu wyróżnia pozytywnie recenzowaną pracę na tle innych typowych prac doktorskich. W związku z powyższym biorąc pod uwagę szeroki zakres prowadzonych badań i uzyskane wyniki oraz ich znaczenie zarówno dla rozwoju wiedzy, jak i dla praktyki, a także wprowadzenie części uzyskanych wyników do międzynarodowego obiegu informacji naukowej wnioskuję, by Rada Wydziału podjęła uchwałę o uznanie rozprawy doktorskiej za wyróżniającą. Udzielam pełnego poparcia dla takiego wniosku. Zabrze, dnia 24 sierpnia 2015r. 5