Desarrollo de un biosensor óptico para la determinación de aminas biógenas en productos cárnicos

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se presenta el desarrollo y estudio de un biosensor óptico construido a partir de monocapas autoensambladas para la determinación de aminas biógenas en salchicha ahumada. El soporte para la inmovilización de la enzima diamino oxidasa (DAO), que fue el Elemento de Reconocimiento Biológico para las aminas biógenas, fue silicio poroso con nanopartículas de oro en su estructura (SPNPAu’s) y se obtuvo a partir de grabado electroquímico asistido con sales metálicas (MACE, por sus siglas en inglés). La detección se llevó a cabo realizando cinéticas enzimáticas entre la DAO y los analitos de interés mediante espectroscopía de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR). La caracterización de cada una de las etapas de ensamblado del biosensor se llevó a cabo mediante FTIR, microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía de rayos X dispersivos (XPS). Mediante FTIR se observó la inclusión de los elementos enlazantes relacionados con los grupos funcionales respectivos en cada etapa, con XPS se realizó el análisis elemental que concuerda con lo obtenido con FTIR y con SEM se observaron cambios morfológicos en la superficie y la inclusión de las nanopartículas de oro hasta la etapa de inmovilización de la DAO. Por otro lado, las aminas biógenas (AB) son compuestos orgánicos y nitrogenados de bajo peso molecular, y su presencia en elevadas concentraciones en los alimentos puede indicar condiciones inadecuadas de almacenamiento, deterioro o malas prácticas de manufactura de un alimento con alto contenido proteico o fermentado. El consumo en determinadas concentraciones de estos compuestos puede ocasionar intoxicaciones alimentarias, aunque también se pueden utilizar como un indicador de calidad y frescura. La detección de este analito, se enfocó en la banda de 1132 cm-1 relacionada con la producción de amonio al interactuar la enzima DAO con las diferentes aminas biógenas determinadas. Los resultados por espectroscopia de infrarrojo fueron correlacionados con los resultados obtenidos por medio de Cromatografía de Líquidos de Alta Resolución (HPLC). ABSTRACT: This paper presents the development and study of an optical biosensor constructed from self-assembled monolayers for biogenic amines determination in smoke sausage. The support for the immobilization of the enzyme diamino oxidase (DAO), which was used as Biological Recognition Element for the biogenic amines, was porous silicon with gold nanoparticles in its structure (SPNPAu’s) and was obtained from electrochemical etching assisted with metal salts (MACE). The detection was carried out by performing enzymatic kinetics between the DAO and the analytes of interest by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The characterization of each of the assembly stages of the biosensor was carried out by FTIR, scanning electron microscopy (SEM) and dispersive X-ray spectroscopy (XPS). Through FTIR, the inclusion of the binding elements related to the respective functional groups at each stage was observed, with XPS the elemental analysis was carried out that agrees with that obtained with FTIR and with SEM morphological changes were observed on the surface and the inclusion of the nanoparticles of gold up to the stage of immobilization of DAO. On the other hand, Biogenic amines (AB) are organic and nitrogen compounds of low molecular weight, and their presence in high concentrations in food may indicate inadequate storage conditions, deterioration or poor manufacturing practices of a food with high protein or fermented content. Consumption in certain concentrations of these compounds can cause food poisoning, although they can also be used as an indicator of quality and freshness. Finally, the detection of this analyte was focused on the 1132 cm-1 band related to the production of ammonium when the enzyme interacted with the different AB. Infrared spectroscopy results were correlate with that obtained by High Performance Liquid Chromatography.