Ausgewählte Probleme der Biosensorapplikation in der Lebensmittelproduktion und Beiträge zu deren Lösung

Abstract

In zahlreichen Bereichen der Lebensmittelherstellung sind solche Parameter für die Prozeßüberwachung und / oder die Qualitätskontrolle von Bedeutung, die mit Hilfe enzymatischer Biosensoren rasch und zuverlässig erfaßt werden können. Eine besondere Rolle spielt dabei die Milchsäure (Lactat), die als mikrobielles Stoffwechselprodukt einen Marker für die Keimbelastung verschiedener Lebensmittel, z.B. Milch, Fruchtsaft, Wurstprodukte, darstellt. Bei der Kultivierung von Milchsäurebakterienstämmen für die Produktion fermentierter Milchprodukte hingegen dient die Lactatkonzentration als Indikator für die Stoffwechselaktivität der Bakterien und damit für den optimalen Erntezeitpunkt. Für die Bestimmung der Konzentration anderer enzymatisch-elektrochemisch detektierbarer Substanzen wie Glucose, Ethanol oder Sulfit besteht ebenfalls Bedarf in einzelnen Produktionslinien zur Produkt- oder Prozeßüberwachung. Da in jedem einzelnen Anwendungsgebiet individuelle und spezifische Untersuchungsbedingungen vorliegen, müssen Probemedium und Sensor fallspezifisch aufeinander abgestimmt werden. Das gelingt entweder durch Probenaufbereitung, was jedoch die Analysenzeiten verlängert, das Verfahren verteuert und eine on line - Bestimmung erschwert, oder durch eine Anpassung des Biosensors an die besonderen Anforderungen jedes einzelnen Anwendungsgebietes. Um Biosensoren als reagenzienfreie Vor-Ort-Analysatoren in der Lebensmittelanalytik und -produktion einsetzen zu können, sind diese in ihrem Aufbau an die individuellen Eigenschaften des Mediums und die Bedingungen seiner Untersuchung anzupassen. Hohe Analytkonzentrationen, die Gegenwart interferierender Substanzen sowie ein mangelndes Sauerstoffangebot können durch Anwendung geeigneter technologischer Maßnahmen bei der Sensorgestaltung in gewissen Grenzen kompensiert werden.