Biosensoren auf der Basis von Redoxhydrogel-integrierter Quinohemoprotein Alkoholdehydrogenase für die On-Line-Detektion von Ethanol in Wein

Abstract

Weine aus der Tokaj-Region in Ungarn stellen eine komplizierte Matrix für die Analytik mit Hilfe von Biosensoren dar. Sie zeichnen sich durch gleichzeitig hohe Alkohol- und Glucosekonzentrationen aus. Die geographische Lage des Anbaugebietes bedingt ein regionales Mikroklima, das den Befall der Trauben durch die Edelfäule Botrytis cinerea fördert. Der Metabolismus dieses Pilzes erhöht den Glyceringehalt der erhaltenen Weine um ein Vielfaches und führt zur Bildung von weiteren, die Analytik störenden Stoffen. Amperometrische Biosensoren auf der Basis von Oxidasen als biologischer Erkennungskomponente erfordern ein hohes Arbeitspotential von 600 mV [vs. Ag/AgCl] zur Oxidation des katalytisch gebildeten H2O2. Dies führt zur direkten Oxidation von Inhaltsstoffen der komplexen Probenmatrix an der Elektrode und so zu einer geringen Spezifität dieser Sensoren. Darüber hinaus verfügen die kommerziell erhältlichen Alkoholoxidasen über eine breite Gruppenselektivität und Methanol ist das bevorzugte Substrat. Folglich muß die Entwicklung von Biosensoren für die Bestimmung von Ethanol bzw. Glucose in Wein eine erhebliche Verbesserung der Selektivität zu Folge haben, wobei zum einen die Wahl eines geeigneten Enzyms, zum anderen eine Elektrodenarchitektur mit verringertem Arbeitspotential wesentlich ist.