Acetoin und Diacetyl haben einen großen Einfluss auf den Geschmack von alkoholischen Getränken wie Wein oder Bier. Daher ist ihre Messung während des Fermentationsprozesses wichtig. Diese Messung erfolgt typischerweise mittels gaschromatographischer Techniken; diese erfordern jedoch teures Labor-Equipment und geschultes Personal und erlauben keine Online-Überwachung des Prozesses. In der vorliegenden Arbeit wird ein kapazitiver Elektrolyt-Isolator-Halbleiter-Sensor, modifiziert mit Partikeln des Tabakmosaikvirus (TMV) als Enzym-Nanocarrier, zum Nachweis von Acetoin und Diacetyl vorgestellt. Das Enzym Acetoin Reduktase aus Alkalihalobacillus clausii DSM 8716T wurde über Biotin-Streptavidin-Affinität immobilisiert und an die Oberfläche der TMV-Partikel gebunden. Der TMV-unterstützte Biosensor wurde durch Leckstrom-, Kapazitäts-Spannungs- und Konstant-Kapazitätsmessungen elektrochemisch charakterisiert. Der neuartige Biosensor ist hinsichtlich seiner Empfindlichkeit und Langzeitstabilität in Puffer-Lösung untersucht und zum ersten Mal zur Detektion von Diacetyl eingesetzt worden. Die Messung von Acetoin und Diacetyl erfolgte hierbei mit dem gleichen Sensoraufbau. Schließlich ist der sukzessive Nachweis von Acetoin und Diacetyl in Puffer und in verdünntem Bier untersucht worden, indem die Empfindlichkeit des Biosensors anhand des pH-Werts der Messlösung eingestellt wurde.
Welden, M.; Severins, R.; Poghossian, A.; Wege, C.; Bongaerts, J.; Sieger, P.; Keusgen, M.; Schöning, M.J., Detection of Acetoin and Diacetyl by Tobacco Mosaic Virus-Assisted Field-Effect Biosensor, Chemosensors (2022), 10, 218. doi.org/10.3390/chemosensors10060218.