Biopolym. Cell. 2009; 25(4):279-289.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.0007E7
Молекулярна та клітинна біотехнології
Методика визначення етанолу у вині ферментним амперометричним біосенсором
1, 2Горюшкіна Т. Б., 1, 2Орлова А. П., 3Верик Г. М., 1Солдаткін О. П., 1Дзядевич С. В.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680
  2. Київський національний університет імені Тараса Шевченка
    вул. Володимирська 64, Київ, Україна, 01601
  3. Національний інститут винограду і вина «Магарач»
    вул. Кірова, 31, Ялта, Україна, 98600

Abstract

Мета. Розробка методики визначення етанолу у вині ферментним амперометричним біосенсором. Методи. Використано ферментний амперометричний біосенсорний метод аналізу етанолу. Результати. Проведено порівняльний аналіз ефективності застосування двох методів іммобілізації алкогольоксидази (АО) при розробці амперометричного біосенсора для аналізу етанолу у вині. Обрано метод іммобілізації ферменту у парах глутарового альдегіду, за використання якого іммобілізована АО демонструє кращі робочі характеристики. Досліджено селективність, операційну стабільність та стабільність при зберіганні створеного біосенсора, встановлено рН-оптимум його роботи. Відпрацьовано методику визначення етанолу у вині за допомогою амперометричного біосенсора на основі платинового електрода SensLab та АО. Із застосуванням розробленого високостабільного біосенсора проаналізовано концентрацію етанолу у зразках вина. Показано високу кореляцію отриманих результатів із даними методу денситометрії дистиляту. Висновки. Запропоновану методику аналізу етанолу можна в подальшому використовувати у виноробстві.
Keywords: амперометричний біосенсор, алкогольоксидаза, етанол, вино, сусло
Повний текст: (PDF, українською) (PDF, англійською)

References

[1] Goriushkina T. B., Dzyadevych S. V. Grape wines. Chemical composition and methods determination. Biotechnology. 2008; 1(2):24–38.
[2] Gonchar M. V. Traditional and enzymatic methods of ethanol determination in biological solutions. Laboratornaya diagnostika. 1999; N 1:45–49.
[3] Niculescu M., Erichsen T., Sukharev V., Kerenyi Z., Csoregi E., Schuhmann W. Quinohemoprotein alcohol dehydrogenase-based reagentless amperometric biosensor for ethanol monitoring during wine fermentation Anal. Chim. Acta 2002 463, N 1:39–51.
[4] Goriushkina T. B., Dzyadevych S. V. Enzyme biosensors for quantitative analysis of wine components. SEMST. 2008; N 1:49–67.
[5] Lapa R., Lima J., Pinto I. Development of a sequential injection analysis system for the simultaneous biosensing of glucose and ethanol in bioreactor fermentation Food Chem 2003 81:141–146.
[6] Segundo M., Lima J., Rangel A. Automatic flow systems based on sequential injection analysis for routine determinations in wines Anal. Chim. Acta 2004 513:3–9.
[7] Bucur B., Mallat E., Gurban A.-M., Gocheva Y., Velasco C., Marty J.-L., Noguer T. Strategies to develop malic acid biosensors based on malate quinone oxidoreductase (MQO) Biosensors and Bioelectronics 2006 21:2290–2297.
[8] Legin A., Rudnitskaya A., Lvova L., Vlasov Y., Di Natale C., D'Amico A. Evaluation of Italian wine by the electronic tongue: recognition, quantitative analysis and correlation with human sensory perception Anal. Chim. Acta 2003 484:33–44.
[9] Mazzei F., Botre F., Favero G. Peroxidase based biosensors for the selective determination of D, L-lactic acid and Lmalic acid in wines Microchem. J 2007 87:81–86.
[10] Azevedo A. M., Prazeres M. F., Cabral J. M. S., Fonseca L. P. Ethanol biosensors based on alcohol oxidase Biosensors and Bioelectronics 2005 21:235–247.
[11] Castillo J., Gaspar S., Leth S., Niculescu M., Mortari A., Bontidean I., Soukharev V., Dorneanu S. A., Ryabov A. D., Csoregi E. Biosensors for life quality. Design, development and applications Sensors and Actuators B 2004 102:179–194.
[12] Patel N. G., Meier S., Cammann K., Chemnitius G. C. Screenprinted biosensors using different alcohol oxidases Sensors and Actuators B 2001 75, N 1–2:101–110.
[13] Smutok O., Ngounou B., Pavlishko H., Gayda G., Gonchar M., Schuhmann W. A reagentless bienzyme amperometric biosensor based on alcohol oxidase/peroxidase and an Oscomplex modified electrodeposition paint Sensors and Actuators B 2006 113, N 2:590–598.
[14] Shkotova L. V., Slast'ya E. A., Zhylyakova T. A., Soldatkin A. P., Schuhmann W., Dzyadevych S. V. Amperometric biosensor for ethanol analysis in wines and must during wine fermentation. Ukr Biokhim Zh. 2005; 77(1):96–103.
[15] De Luca S., Florescu M., Ghica M. E., Lupu A., Palleschi G., Brett C. M. A., Compagnone D. Carbon film electrodes for oxidase-based enzyme sensors in food analysis Talanta 2005 68, N 2:171–178.
[16] Gouveia-Caridade C., Pauliukaite R., Brett C. M. A. Development of electrochemical oxidase biosensors based on carbon nanotube-modified carbon film electrodes for glucose and ethanol Electrochim. Acta 2008 53:6732–6739.
[17] Carelli D., Centonze D., De Giglio A., Quinto M., Zambonin P. G. An interference-free first generation alcohol biosensor based on a gold electrode modified by an overoxidised non-conducting polypyrrole film Anal. Chim. Acta 2006 565:27–35.
[18] De Prada A. G.-V., Pena N., Mena M. L., Reviejo A. J., Pingarron J. M. Graphite–Teflon composite bienzyme amperometric biosensors for monitoring of alcohols Biosensors and Bioelectronics 2003 18,:1279–1288.
[19] Boujtita M., Chapleau M., Murr N. Biosensors for analysis of ethanol in food: effect of the pasting liquid Anal. Chim. Acta 1996 319, N 1–2:91–96.
[20] Goriushkina T. B., Shkotova L. V., Slast'ya E. A., Soldatkin A. P., Dzyadevych S. V. Optimization of methods of lactate determination in wine by amperometric enzyme biosensor. SEMST. 2008; N 2:39–47.
[21] Zhang S., Wright G., Yang Y. Materials and techniques for electrochemical biosensor design and construction Biosensors and Bioelectronics 2000 15:273–282.
[22] Sanz V., Mena M. L., Gonzelez-Cortes A., Yanez-Sedeno P., Pingarron J. M. Development of a tyrosinase biosensor based on gold nanoparticles-modified glassy carbon electrodes. Application to the measurement of a bioelectrochemical polyphenols index in wines. Anal. Chim. Acta 2005 528 P. 1–8.
[23] Boujtita M., Hart J. P., Pittson R. Development of a disposable ethanol biosensor based on a chemically modified screen-printed electrode coated with alcohol oxidase for the analysis of beer Biosensors and Bioelectronics 2000 15, N 5–6:257–263.
[24] Wen G., Zhang Y., Shuang S., Dong C., Choi M. M. F. Application of a biosensor for monitoring of ethanol Biosensors and Bioelectronics 2007 23, N 1:121–129.