VIEW ARTICLE DOI: 10.1094/ASBCJ-59-0084
Development of a Tyrosinase-Based, Screen-Printed Amperometric Electrode for the Detection of Flavanoid Polyphenols in Lager Beers. E. A. Cummings (1), Northern Ireland Bio-Engineering Centre, University of Ulster at Jordanstown, Shore Road, Newtownabbey, Co. Antrim, Northern Ireland, BT37 OQB; B. R. Eggins, School of Applied Biological and Chemical Sciences, University of Ulster at Jordanstown, Shore Road, Newtownabbey, Co. Antrim, Northern Ireland, BT37 OQB; E. T. McAdams and S. Linquette-Mailley, Northern Ireland Bio-Engineering Centre, University of Ulster at Jordanstown, Shore Road, Newtownabbey, Co. Antrim, Northern Ireland, BT37 OQB; P. Mailley, DRFMC, CEA de Grenoble, 17 Avenue des Martyrs, 38054, Grenoble, Cédex 9, France; and D. Madigan, M. Clements, and C. Coleman, Guinness Ireland Group, St James's Gate, Dublin 8, Ireland. (1) Corresponding author. Phone: (44) 028 90 368948; Fax: (44) 028 90 366863; E-mail: <EA.Cummings@ulst.ac.uk> J. Am. Soc. Brew. Chem. 59(2):84-89, 2001. Accepted November 28, 2000.
Amphiphilic, tyrosinase-modified screen-printed carbon bioelectrodes were fabricated and compared to the p-dimethyaminocinnamaldehyde (DAC) colorimetric method for the analysis of flavanoid polyphenols in authentic lager beer samples. Initially, the performances of the biosensors under flowing conditions were appraised using catechol as a model substrate. The electrodes displayed rapid response times and a high degree of sensitivity and reproducibility upon injection of catechol onto a single manifold. In addition, simple flavanols, separated from barley, were utilized to assess the sensitivity of the biosensors afforded by the presence of the enzyme. The bioelectrode sensitivity decreased upon an increase in molecule size. Finally, using flow injection analysis, authentic beer samples were analyzed using the biosensor and compared to the DAC colorimetric method. A good correlation between the two methods of analysis was observed. However, due to the lack of enzyme substrate specificity, the biosensor response did not decrease to the same extent as the colorimetric method; this can be attributed to the presence of interferents, e.g., ferulic acid and p-coumaric acid. Keywords: Biosensor, Catechol, (+)-Catechin, (-)-Epicatechin, Flow injection analysis
Desarrollo
de un electrodo
amperométrico
basado en una
Tirosinasa e
imprimido sobre
una lámina para
la detección
de los polifenoles
de tipo flavonoide
en cervezas
de fermentación
baja
Se han fabricado bioelectrodos de carbono anfifílicos, imprimidos sobre una lámina y modificados con una Tirosinasa, y se han comparado con el método colorimétrico que utiliza el aldehído p-dimetilaminocinámico (DAC) para el análisis de los polifenoles de tipo flavonoide en muestras reales de cervezas de fermentación baja. Inicialmente se evaluaron las prestaciones de los electrodos en condiciones de flujo usando catecol como substrato modelo. Los electrodos presentaban tiempos de respuesta rápidos y un alto grado de sensibilidad y reproducibilidad tras la inyección de catecol en un único dispositivo. Además, se utilizaron flavonoides sencillos aislados de cebada para evaluar la sensibilidad que la presencia de la enzima proporcionaba a los biosensores. La sensibilidad del bioelectrodo disminuía conforme aumentaba el tamaño molecular. Finalmente, utilizando el análisis por inyección en flujo continuo, se analizaron muestras reales de cerveza mediante el biosensor y se compararon los resultados con los del método colorimétrico del DAC. Se observó una buena correlación entre los dos métodos de análisis. Sin embargo, debido a la falta de especificidad de la enzima en cuanto a sus substratos, la respuesta del biosensor no disminuía en la misma medida en que lo hacía el método colorimétrico; esto se puede atribuir a la presencia de compuestos que interfieran, por ejemplo, el ácido ferúlico y el ácido p-cumárico. Palabras clave: Biosensor, Catecol, (+)-Catequina, (-)-Epicatequina, Análisis por inyección en flujo continuo