Biosensor pro stanovení sirných sloučenin ve víně

Bc. Marek Skalka

Master's thesis

Biosensor for the assay of thiocompounds in wine

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá sestrojením biosensoru k detekci sirných sloučenin ve víně způsobujících tzv. sirku. Sirka je závažná vada vína, pro kterou je charakteristický pach po zkažených vejcích a cibuli. Toto aroma vína je nejčastěji způsobeno sulfanem a methyl či ethylmerkaptanem. Teoretická část pojednává nejprve obecně o biosensorech a jejich komerčně dostupných variantách, následně se zabývá složením vína a nejčastějšími nemocemi a vadami vín, které mají vysoce negativní vliv na jeho kvalitu. Praktická část je zaměřena na samotný experiment, ve kterém byla pro detekci sulfanu využita inhibice askorbátoxidasy a křenové peroxidasy. Inhibicí askorbátoxidasy bylo dosáhnuto kalibrační závislosti od 1 do 16 mg/l. Při měření obsahu sulfanu ve vínech nebyla inhibice pozorována, neboť mez detekce 1 mg/l je nedostačující. V případě křenové peroxidasy inhibice zaznamenána byla, ale jak se později ukázalo, byla značně ovlivněna samotným poklesem aktivity enzymu. Pro přímou detekci methyl a ethylmerkaptanu měla sloužit alkoholoxidasa, kde však nebyla pozorována požadovaná aktivita.

Abstract:

The aim of this diploma thesis is to devise a biosensor that would detect thiocompounds present in wine causing the so-called reductive aromas. Reductive aroma is a serious wine defect that is typical for its rotten-eggs-and-onion smell. The most frequent catalyser of this wine aroma is hydrogen sulfide or methyl and ethyl mercaptan. The theoretical part describes biosensors and their commercially obtainable forms. It also addresses the composition of wine and the most frequent wine diseases and defects that negatively affect its quality. The practical part focuses on an experiment in which the inhibition of ascorbate oxidase and horseradish peroxidase was used to detect hydrogen sulfide. Calibration dependency from 1 to 16 mg/l was reached by means of ascorbate oxidase inhibition. While measuring the volume of hydrogen sulfide in wines, no inhibition was detected since the lower limit of 1 mg/l is insufficient. Inhibition was detected in the horseradish peroxidase experiment but, as it turned out later, the result was heavily influenced by the decreasing activity of the enzyme. In order to detect methyl and ethyl mercaptan, alcohol oxidase was used but the anticipated activity was not observed.

Keywords

biosensor, amperometrie, víno, vada vína, sirné sloučeniny, křenová peroxidasa, alkoholoxidasa, askorbátoxidasa, amperometry, wine, wine fault, thiocompounds, horseradish peroxidase, alcohol oxidase, ascorbate oxidase

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 5. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2018
• Supervisor: doc. RNDr. Petr Skládal, CSc.
• Reader: Mgr. Karel Lacina, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Analytical Biochemistry