DOI: https://doi.org/10.18524/1815-7459.2008.1.114326

ФЕРМЕНТНІ БІОСЕНСОРИ ДЛЯ КІЛЬКІСНОГО АНАЛІЗУ КОМПОНЕНТІВ ВИНА

T. B. Goriushkina, S. v Dzyadevych

Анотація


В огляді наведено характеристику ферментних біосенсорів для кількісного визначення компонентів вина, які були створені протягом останніх років, та проаналізовано їхні основні переваги та недоліки.

Ключові слова


вино; ферментні амперометричні біосенсори; кількісний аналіз

Повний текст:

PDF

Посилання


Горюшкіна Т.Б., Дзядевич С.В., Виноградні вина: класифікація, хімічний склад та традиційні методи визначення їхніх компонентів // Біотехнологія. — 2008.- Т.1.- в друці.

Справочник по виноделию под ред. Г.Г.Валуйко, В.Т.Косюры.- Симферополь: Таврида, изд. 2-е, перераб. и доп., 2000. — 263с

Хімія і біохімія вина. Лабораторний практикум: Навч. посіб., В.О.Русаков та ін. За заг. ред. Є.П.Шольца-Кулікова.- Київ: УДУХТ, 2001. — 10 с.

Колеснов А.Ю., Ферментативный анализ качества продуктов питания // Вопросы питания. — 1997. №3. — С 21 — 25.

Malhotra B.D., Singhal R., Chaubey A., Sharma S.K., Kumar A., Recent trends in biosensors // Current Applied Physics. — 2005. — Vol. 5. — P. 92–97.

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. — Vol. 102 — P. 179–194.

Шкотова Л.В., Горюшкіна Т.Б., Сластья Е.А., Солдаткін О.П., Тран-Мін К., Шовелон Ж.-М., Дзядевич С.В., Амперометричний біосенсор для аналізу лактату у вині та у виноградному суслі у процесі його ферментації // Укр.біохім.журнал. — 2005. — Т. 77, №5. — C. 123 — 130.

Варфоломеев С.Д., Биосенсоры // Соросовский образовательный журнал. — 1997. — №1. — С. 45 — 49.

Дзядевич С.В., Амперометрические биосенсоры. Основные принципы работы и особенности датчиков разных генераций // Біополімери і клітина. — 2002. — Т. 18, № 1. — С. 13 — 25.

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. — Vol. 463, № 1. — P. 39 — 51.

Niculescu M., Mieliauskiene R., Laurinavicius V., Csoregi E., Simultaneous detection of ethanol, glucose and glycerol in wines using pyrroloquinoline quinone-dependent dehydrogenases based biosensors // Food Chemistry. — 2003. — Vol. 82. — Р. 481 — 489.

Tsai Y.-C., Huang J.-D., Chiu C.-C., Amperometric ethanol biosensor based on poly(vinyl alcohol)–multiwalled carbon nanotube–alcohol dehydrogenase biocomposite // Biosensors and Bioelectronics. — 2007. — Vol. 22. — Р. 3051 — 3056.

Santos A.S., Freire R.S., Kubota L.T., Highly stable amperometric biosensor for ethanol based on Meldola’s blue adsorbed on silica gel modified with niobium oxide // Journal of Electroanalytical Chemistry. — 2003. — Vol. 547. — Р. 135 — 142.

Miertus S., Katrlik J., Pizzariello A., Stred’ansky M., Svitel J., Svorc J., Amperometric biosensors based on solid binding matrices applied in food quality monitoring // Biosensors and Bioelectronics. — 1998. — Vol. 13, № 7 — 8. — Р. 911 — 923.

N.G., Meier S., Cammann K., Chemnitius G.C., Screen-printed biosensors using different alcohol oxidases // Sensors and Actuators B. — 2001. — Vol. 75, № 1 — 2. — P. 101 — 110.

Guzman-Vбzquez de Prada A., Peсa N., Parrado C., Reviejo A.J., Pingarron J.M., Amperometric multidetection with composite enzyme electrodes // Talanta. — 2004. — Vol. 62. — P. 896 — 903.

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. — Vol. 565. — P. 27 — 35.

Wen G., Zhang Y., Shuang S., Dong C., Choi M.M.F,. Application of a biosensor for monitoring of ethanol // Biosensors and Bioelectronics. — 2007. — Vol. 23, №1. — P. 121 — 129.

Kirgoz U.А., Odaci D., Timur S., Merkoci A., Alegret S, Besun N., Telefoncu A., A biosensor based on graphite epoxy composite electrode for aspartame and ethanol detection // Anal. Chim. Acta. — 2006. — Vol. 570. — P. 165–169.

Smutok O., Ngounou B., Pavlishko H., Gayda G., Gonchar M., Schuhmann W., A reagentless bienzyme amperometric biosensor based on alcohol oxidase/peroxidase and an Os-complex modified electrodeposition paint // Sensors and Actuators B. — 2006. — Vol. 113, №2. — Р. 590 — 598.

Шкотова Л.В., Сластья Е.А., Жилякова Т.А., Солдаткін О.П., Шуманн В., Дзядевич С.В., Амперометричний біосенсор для аналізу етанолу у вині та у виноградному суслі в процесі його ферментації // Український біохімічний журнал. — 2005. — Т. 77, № 1. — С. 96 — 103.

Kiba N., Azuma N., Furusawa M,. Chemiluminometric method for the determination of glycerol in wine by flow-injection analysis with co-immobilized glycerol dehydrogenase/NADH oxidase // Talanta.– 1996.–Vol.43.– P. 1761 — 1766.

Laurinavicius V., Kurtinaitiene B., Gureiviciene V., Boguslavsky L., Geng L., Skotheim T., Amperometric glyceride biosensor // Anal. Chim. Acta.– 1996.– Vol. 330.– P. 159 — 166.

Lapenaite I., Kurtinaitiene B., Razumiene J., Laurinavicius V., Marcinkeviciene L., Bachmatova I., Meskys R., Ramanavicius A., Properties and analytical application of PQQ-dependent glycerol dehydrogenase from Gluconobacter sp. 33 // Anal. Chim. Acta. — 2005. — Vol. 549. — P. 140 — 150.

Compagnone D., Esti M., Messia M.C., Peluso E., Palleschi G., Development of a biosensor for monitoring of glycerol during alcoholic fermentation // Biosensors and Bioelectronics.– 1998.– Vol. 13.– P. 875 — 880.

Шкотова Л.В., Горюшкіна Т.Б., Солдаткін О.П., Дзядевич С.В., Гайда Г.З., Павлішко Г.М., Гончар М.В., Патент України на корисну модель №24186. Подано 12.01.2007. Опубліковано 25.06.2007, Бюл. № 9.

Ghica M. E., Pauliukaite R, Marchand N., Devic E., Brett C.M.A., An improved biosensor for acetaldehydedetermination using a bienzymatic strategy at poly(neutral red) modified carbon film electrodes //Anal. Chim. Acta. — 2007. — Vol. 591. — Р. 80 — 86.

Avramescu A., Noguer T., Avramescu M., Marty J-L., Screen-printed biosensors for control of wine quality based on lactate and acetaldehyde determination // Anal. Chіm. Acta. — 2002. — Vol. 458, № 1. — Р. 203 — 213.

Antiochia R., Gorton L., Development of a carbon nanotube paste electrode osmium polymer-mediated biosensor for determination of glucose in alcoholic beverages // Biosensors and Bioelectronics. — 2007. — Vol. 22. — P. 2611 — 2617.

Gonzalo-Ruiz J., Alonso-Lomillo M.A., Munoz F.J., Screen-printed biosensors for glucose determination in grape juice // Biosensors and Bioelectronics. — 2007. — Vol. 22. — P. 1517 — 1521.

De Corcuera J.I.R. Cavalieri R.P., Powers J.R., Improved platinization conditions produce a 60-fold increase

in sensitivity of amperometric biosensors using glucose oxidase immobilized in poly-o-phenylenediamine // Journal of Electroanalytical Chemistry. — 2005. — Vol. 575. — P. 229 — 241.

Florescua M., Bretta C.M.A., Development and evaluation of electrochemical glucose enzyme biosensors based on carbon film electrodes Talanta. — 2005. — Vol. 65. — P. 306 — 312.

Zhao M., Hibbert D.B., Gooding J.J., An oxygen-rich fill-and-flow channel biosensor // Biosensors and Bioelectronics. — 2003. — Vol. 18. — P. 827 — 833.

Wu B., Zhang G., Shuang S., Biosensors for determination of glucose with glucose oxidase immobilized on an eggshell membrane // Talanta. — 2004. — Vol. 64. — P. 546 — 553.

Yang X, Zhou Z., Xiao D, Choi M.M.F., A fluorescent glucose biosensor based on immobilized glucose oxidase on bamboo inner shell membrane // Biosensors and Bioelectronics. — 2006. — Vol. 21. — P. 1613 — 1620.

Garcia C.A.B., Oliveira-Neto G., Kubota L.T,. New fructose biosensors utilizing a polypyrrole film and D-fructose 5-dehydrogenase immobilized by different processes // Anal. Chim. Acta. — 1998. — Vol. 374. — P. 201 — 208.

Narvaez A., Suarez G., Popescu I.C., Katakis I., Dominguez E., Reagentless biosensors based on selfdeposited redox polyelectrolyte-oxidoreductases architectures // Biosensors and Bioelectronics. — 2000. — Vol. 15. — P. 43–52.

Bassi A. S., Lee E., Zhu J.-X., Carbon paste mediated, amperometric, thin film biosensors for fructose monitoring in honey // Food Research International. — 1998. — Vol. 31, № 2. — P. 119 — 127.

Katrlіk J., Pizzariello A., Mastihuba V., Svorc J., Stred’ansky M., Miertus S., Biosensors for L-malate and L-lactate based on solid binding matrix // Anal. Chim. Acta. — 1999. — Vol. 379, № 1 — 2. — Р. 193 — 200.

Avramescu A., Noguer T., Magearu V., Marty J L., Chronoamperometric determination of d-lactate using screen-printed enzyme electrodes // Anal. Chim. Acta. — 2001. — Vol. 433, № 1. — Р. 81 — 88.

Parra A., Casero E., Vazquez L., Pariente F., Lorenzo E., Design and characterization of a lactate biosensor based on immobilized lactate oxidase onto gold surfaces // Anal. Chim. Acta. — 2006. — Vol. 555. — P. 308 — 315.

Esti M., Volpe G., Micheli L., Delibato E., Compagnone D., Moscone D., Palleschi G., Electrochemical biosensors for monitoring malolactic fermentation in red wine using two strains of Oenococcus oeni // Anal. Chim. Acta — 2004. — Vol. 513, № 1. —

Р. 357 — 364.

Serra B., Reviejo A.J., Parrado C., Pingarron J.M., Graphite-Teflon composite bienzyme electrodes for the determination of L-lactate: Application to food samples // Biosensors and Bioelectronics. — 1999. — Vol. 14, № 4 — 6. — Р. 505 — 513.

Mazzei F., Botrи F., Favero G., Peroxidase based biosensors for the selective determination of D, L-lactic acid and L-malic acid in wines // Microchemical Journal. — 2007. — Vol. 87. — P. 81 — 86.

Смуток О.В., Скринінг мікробних продуцентів, очистка та біоаналітичне використання L –лактат:цитохром с-оксидоредуктази Hansenula polymorpha: Дис. канд. біол.наук, 03.00.07. — Львів, 2007. — 140 с.

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. — Vol. 21. — P. 2290 — 2297.

Mieliauskiene R., Nistor M., Laurinavicius V., Csoregi E., Amperometric determination of acetate with a tri-enzyme based sensor // Sensors and Actuators B. — 2006. — Vol. 113. — P. 671 — 676.

Sanz V., Mena M.L., Gonzelez-Cortes A., YanezSedeсo 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. — Vol. 528. — P. 1 — 8.

Gomes S.A.S.S., Nogueira J.M.F., Rebelo M.J.F., An amperometric biosensor for polyphenolic compounds in red wine // Biosensors and Bioelectronics. — 2004. — Vol. 20. — P. 1211 — 1216.

Boyukbayram A.E., Kiralp S., Toppare L., Yagci Y., Preparation of biosensors by immobilization of polyphenol oxidase in conducting copolymers and their use in determination of phenolic compounds in red wine // Bioelectrochemistry. — 2006. — Vol. 69. — P. 164 — 171.

Campanella L., Bonanni A., Finotti E., Tomassetti M., Biosensors for determination of total and natural antioxidant capacity of red and white wines: comparison with other spectrophotometric and fluorimetric

methods // Biosensors and Bioelectronics. — 2004. — Vol. 19. — P. 641 — 651.

Situmorang M., Hibbert D.B., Gooding J.J., Barnett D., A sulfite biosensor fabricated using electrodeposited

polytyramine: application to wine analysis // Analyst. — 1999. — Vol. 124. — P. 1775 — 1779.

Abass A.K., Hart J.P., Cowell D., Development of an amperometric sulfite biosensor based on sulfite oxidase

with cytochrome c, as electron acceptor, and a screen-printed transducer // Sensors and Actuators B. — 2000. — Vol. 62. — P. 148 — 153.

Alkasrawi M., Popescu I.C., Laurinavicius V., Mattiasson B., Csoregi E., A redox hydrogel integrated

PQQ–glucose dehydrogenase based glucose electrode // Anal. Commun. — 1999. — Vol. 36. — P. 395 — 398.

Шольц Е.П., Пономарёв В.Ф., Технология переработки винограда. — М.: Агропромиздат, 1990. — 447 с.

Нужный В.П., Токсикологическая характеристика этилового спирта, алкогольных напитков и содержащихся в них примесей // Вопр. наркологии. 1995. — № 3. — С. 65—74.

Mayer M., Ruzicka J., Flow Injection Based Renewable Electrochemical Sensor System // Analytical Chemistry. — 1996. — Vol. 68, № 21 — P. 3808 — 3814.

Razumiene J., Vilkanauskyte A., Gureviciene V., Laurinavicius V., Roznyatovskaya N.V., Ageeva Y.V., Reshetova M.D., Ryabov A.D., New bioorganometallic ferrocene derivatives as efficient mediators for

glucose and ethanol biosensors based on PQQ-dependent dehydrogenases // Journal of Organometallic Chemistry. — 2003. — Vol. 668. — P. 83 — 90.

Родопуло А.К., Биохимия виноделия.- М.: Пищевая промышленность, 1971. — 428 с.

Laurinavicius V., Kurtinaitiene B., Razumiene J., Ramanavicius A., Gureviciene V., Meskys R., Mieliauskiene R., Lapenaite I,. Biosensors and Analyzers for the Determination of Metabolites in Biological Samples // Biomedicine. — 2001. — Vol. 1, № 1. — P. 27 — 32.

Laurinavicius V., Razumiene J., Kurtinaitiene B., Lapenaite I., Bachmatova I., Marcinkeviciene L., Meskys R., Ramanavicius A., Bioelectrochemical application of some PQQ-dependent enzymes // Вioelectrochemistry. — 2002. — Vol. 55. — P. 29 — 32.

Комарова Н.В., Каменцев Я.С., Практическое руководство по использованию систем капилляр-

ного электрофореза “Каппель”.- Санкт-Петербург: Веда, 2006. — 212 с.

Риберо-Гайон Ж., Пейно Э., Виноделие.- М.: Пищевая промышленность, 1971. — 416 с.

Tothill I.E., Biosensors developments and potential applications in the agricultural diagnosis sector // Computers and Electronics in Agriculture. — 2001. — Vol. 30. — P. 205 — 218.

Theavenot D.R., Toth K., Durst R.A., Wilson G.S., Electrochemical biosensors: recommended defi-nitions and classification // Pure Appl. Chem. — 1999. — Vol. 71, № 12. — P. 2333 — 2348.

Katrlіk J., Svorc J., Stred’ansky M., Miertus S., Composite alcohol biosensors based on solid binding matrix // Biosensors and Bioelectronics. — 1998. — Vol. 13, № 2. — P. 181 — 191.

Cosnier S., Fologea D., Szunerits S., Marks R.S., Poly(dicarbazole-N-hydroxysuccinimide) film: a new polymer for the reagentless grafting of enzymes and redox mediators // Electrochemistry Communications. — 2000. — Vol. 2. — P. 827 — 831.

Tkac J., Vostiar I., Gemeiner P., Sturdik E., Monitoring of ethanol during fermentation using a microbial

biosensor with enhanced selectivity // Вioelectrochemistry. — 2002. — Vol. 56. — P. 127 — 129.




Copyright (c) 2008 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

ISSN 1815-7459 (Print), 2415-3508 (Online)