Use of sensors/biosensors for detection of food safety parameters in wine

Abstract

The implementation of food safety assurance systems in wineries is a mandatory requirement and prevents wines from containing chemical hazards that may affect the health of consumers. Traditional analytical techniques require the transfer of the sample to specific laboratories, with highly sophisticated instrumentation requiring high maintenance costs and highly qualified personnel, which makes the rapid determination of these undesirable substances in grapes or wine unfeasible. The use of selective, sensitive and portable sensor/biosensor devices represents an advantage for the real-time control of harmful substances in the wineries. This work has investigated the use of sensors/biosensors for the monitoring of chemical hazards such as cyanide, PAHs, allergens and sulphites, as well as for the verification of pesticide residues, mycotoxins, heavy metals and other harmful compounds that might be present in wine. The bibliography consulted has shown that there are studies in which sensors/biosensors applicable to the food industry in general and the wine industry in particular have been developed and, although there are not too many devices commercially available, these studies provide a solid basis for the future development of devices useful in the wine industry.

Utilisation de capteurs/biosenseurs pour la détection des paramètres de sécurité alimentaire dans le vin

Introduction la mise en œuvre de systèmes d’assurance de la sécurité alimentaire dans les caves implique de veiller à ce que les vins produits ne présentent pas de risque pour la santé des consommateurs et soient donc exempts de substances nocives, telles que celles qui peuvent être incorporées au cours du processus d’élaboration (pesticides, additifs, etc.), d’allergènes ou de mycotoxines. A cet égard, le guide haccp (hazard analysis and critical control point) de l’oiv identifie les paramètres de sécurité alimentaire qui doivent être considérés comme des risques significatifs et, par conséquent, surveillés ou vérifiés lors de l’élaboration du vin. Les techniques d’analyse officielles pour ces composés sont dans la plupart des cas coûteuses et prennent du temps. Par conséquent, il serait très utile de disposer de capteurs/biocapteurs sélectifs, sensibles, portables et faciles à utiliser qui fournissent des résultats fiables en peu de temps pour le contrôle et la surveillance in situ et en temps réel des substances nocives pour la santé (pesticides, additifs, mycotoxines, etc.) Dans l’industrie vitivinicole.  Par conséquent, la conception et la fabrication de nouveaux capteurs/biocapteurs robustes apparaissent comme une solution efficace pour réaliser, in situ et rapidement, l’analyse de composés d’intérêt pour le contrôle de la qualité et l’assurance de la sécurité dans les établissements vinicoles. Objectif ce travail a deux objectifs : i) identifier les paramètres analytiques d’intérêt pour assurer la sécurité alimentaire dans les caves. Ii) évaluer la faisabilité de l’utilisation de capteurs/biocapteurs pour effectuer des analyses dans la cave, soit lors de la surveillance des points de contrôle critiques, soit lors de la vérification de l’efficacité de la mise en œuvre du système haccp. Matériel et méthodes une étude a été réalisée pour identifier les types de capteurs/biocapteurs qui peuvent être utilisés dans les caves pendant le processus de vinification pour analyser la présence de substances intéressantes pour garantir la sécurité du vin. Résultats selon les guides publiés de bonnes pratiques d’hygiène et le guide haccp de l’oiv, la présence des composés suivants liés à la sécurité du vin est recommandée dans la surveillance des points de contrôle critiques (ccp) : présence de dérivés du cyanure, d’hydrocarbures aromatiques polycycliques (hap), de so2 et d’allergènes liés à la clarification et à la stabilisation (protéines d’œuf, de lait et de blé). D’autre part, pour vérifier la mise en œuvre correcte du plan haccp, l’analyse des paramètres suivants est recommandée : ochratoxine a, résidus de pesticides, métaux lourds, résidus de produits de nettoyage, bisphénol a et dérivés, éthylène glycol et diéthylène glycol, carbamate d’éthyle, amines biogènes, phtalates et composés nonylphénoliques, dioxines, furannes et biphényles polychlorés. Une revue de la littérature a montré que différents types de biocapteurs sont disponibles pour l’analyse de la plupart de ces composés, par exemple : – ochratoxine a: biocapteurs enzymatiques, biocapteurs basés sur l’immobilisation d’anticorps polyclonaux sur des surfaces de graphène.  – allergènes (protéines d’œuf, lait, etc.) : biocapteurs basés sur l’immobilisation d’anticorps polyclonaux sur différents types de substrats. – sulfites : capteurs à transduction optique et électrochimique.  – amines biogènes : biocapteurs enzymatiques.  – bisphénol a : capteurs optiques. Toutefois, les biocapteurs pour la détermination rapide des dioxines et des furannes sont encore en cours de développement. Conclusions la détermination des composés de intérêt pour la sécurité alimentaire au cours de la vinification est facilitée par l’utilisation de capteurs/biocapteurs en raison de leur facilité d’utilisation, et de leur coût relativement faible. Pour la plupart des paramètres, différents types de capteurs/biocapteurs ont été développés pour nous permettre de choisir celui qui convient le mieux.

Utilización de sensores/biosensores para detección de parámetros de seguridad alimentaria en vino

La implantación de sistemas de garantía de inocuidad alimentaria en bodegas de vino es un requisito obligatorio, y evita que los vinos contengan peligros químicos que puedan afectar la salud de los consumidores. Las técnicas de análisis tradicionales requieren el traslado de la muestra a laboratorios específicos, con instrumentación altamente sofisticada que necesita un elevado coste de mantenimiento y un personal altamente cualificado, lo que hace inviable la determinación rápida de estas sustancias indeseables en la uva o el vino. El empleo de dispositivos sensores/biosensores selectivos, sensibles y portátiles representa una ventaja para el control en tiempo real de sustancias perjudiciales en la industria vitivinícola. En este trabajo se ha investigado el uso de sensores/biosensores para la vigilancia de peligros químicos como el cianuro, HAPs, alérgenos y sulfitos, así como para la verificación de residuos de plaguicidas, micotoxinas, metales pesados y otros compuestos perjudiciales que podrían estar presentes en el vino. Se ha comprobado que existen estudios en los que se han desarrollado sensores/biosensores aplicables a la industria alimentaria en general y a la del vino en particular y, aunque no hay demasiados dispositivos disponibles comercialmente, estos estudios proporcionan una base sólida para el futuro desarrollo de dispositivos útiles en la industria vitivinícola.