Vývoj a optimalizace biosensorů pro stanovení karboxylových kyselin ve víně

Bc. Klára Šujanová

Master's thesis

Monitoring stability of enzymes and enzyme mixtures for the determination of carboxylic acids in wine

Abstract:

Rostoucí počet analyzovaných vzorků zvyšuje nároky na rychlost analýzy za současného snižování nákladů na danou analýzu. Jedním z možných řešení těchto problémů je využití bioelektronického jazyka. Bioelektronický jazyk lze definovat jako soubor biosenzorů, které využívají biologické složky propojené s fyzikálně-chemickým převodníkem, pro získávání informací o jednotlivých látkách nebo skupině látek vyskytujících se ve vzorku. Jednou z mnoha modifikací biosenzoru jsou enzymové biosenzory, které ke stanovování analytů využívají katalytických vlastností použitých enzymů. Jedním z hlavních paramtrů analýzy kvality vína jsou karboxylové kyseliny, které výrazně ovlivňují chuť vína. Cílem této práce bylo analyzovat tyto kyseliny pomocí měření aktivity nebo kompetitivní inhibice enzymů. Pro konstrukci biosenzorů bylo využito schopnosti karboxylových kyselin inhibovat SOX. Karboxylové kyseliny, které nevykazovaly inhibiční vlastnosti, byly stanoveny pomocí specifických enzymů popř. enzymových směsí (LOX, SOX+FUM). Kombinací těchto enzymů byl připraven čtyřkanálový biosenzor, který byl využit k měření reálných vzorků.

Abstract:

Increasing number of analyzed samples increases the demands on speed of analysis which is followed by the effort to reduce the cost of the analysis. The possible solution of these problems is to use bioelectronic tongue. Bioelectronic tongue can be defined as a set of biosensors that use biological components linked to the physico-chemical transducer for obtaining information on individual substances or groups of substances present in the sample. Enzyme biosensors are one of the many modifications of biosensors which utilize catalytic properties of enzymes for the determination of analytes in wines. Carboxylic acids significantly influence the taste of wines therefore they are one of the main parametres in analysis of the wine quality. The aim of this thesis was development of biosensors for the analysis of carboxylic acids. Principles of measurements were based on the monitoring of enzyme activity or competitive inhibition of enzymes. The ability of carboxylic acids to inhibit SOX was used for the desing of these biosensors. For the design of biosensors where carboxylic acids did not show inhibitory effect to SOX were used specific enzymes or enzyme mixtures (LOX, SOX + FUM). The combination of these enzymes was used for construction of four-channel biosensor, which was used for the real samples analysis.

Keywords

biolektronický jazyk, biosenzor, víno, karboxylové kyseliny, sarkozin oxidáza, kompetitivní inhibice bioelectronic tongue, biosensor, wine, carboxylic acids, sarcosine oxidase, competitive inhibition

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 5. 2011

Thesis defence

• Date of defence: 7. 6. 2011
• Supervisor: Mgr. Jiří Žeravík, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Analytical Biochemistry