terclim by ICS banner
IVES 9 IVES Conference Series 9 OIV 9 OIV 2024 9 Short communications - Safety and health 9 Use of sensors/biosensors for detection of food safety parameters in wine

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.

DOI:

Publication date: November 18, 2024

Issue: OIV 2024

Type: Article

Authors

Francisco José Céspedes Sánchez¹, María Dolores Fernández Ramos², Antonio Luis Medina Castillo², Vanesa Martos Nuñez³

¹ Distrito Sanitario Aljarafe Sevilla Norte / Consejería de Salud y Consumo, Junta de Andalucía – Unidad de Protección de la Salud, Av. las Américas, 1, Mairena del Aljarafe (Sevilla), Spain
² Dpto. Analytical Chemistry, Faculty of Science, Granada University – Avda Fuente Nueva s/n, Granada, Spain
³ Dpto. Fisiología Vegetal, Faculty of Science, Granada University – Avda Fuente Nueva s/n, Granada, Spain

Contact the author*

Tags

Full papers OIV 2024 | IVES Conference Series | OIV | OIV 2024

Citation

Related articles…

Wine tourism in southern Italy: A surge in popularity and economic impact

Wine tourism has transformed from a leisure activity into a crucial part of the tourist experience, significantly contributing to rural tourism’s expansion in italy. It has witnessed a notable surge in popularity in recent years, evolving as a key motivator for travel (antonioli corigliano, 2002; brunori & rossi, 2000; città del vino & censis servizi, 2011; garibaldi, 2018; 2019a; 2020; montanari, 2009; romano & natilli, 2009). The allure of wine tourism, driven by sensory experiences and cultural immersion, continues to attract a diverse group of tourists. The economic impact is substantial, with events and festivals contributing approximately €2.5 billion annually.

Is complex nutrition more advantageous than mineral nitrogen for the fermentative capacities of S. cerevisiae?

During alcoholic fermentation, nitrogen is an essential nutrient for yeast as it plays a key role in sugar transport and biosynthesis of wine aromatic compounds (thiols, esters, higher alcohols). The main issue of a lack in yeast assimilable nitrogen (yan) in winemaking is sluggish or stuck fermentations promoting the growth of alteration species which may lead to economic losses. However, correcting this nitrogen deficiency is sometimes not enough to restore proper fermentation performance. This suggests the existence of other nutritional shortages.

Plastic cover film on table grapes from field to cold storage

Plastic film covering is a technique largely used in viticulture to protect table grapes vines from adverse weather conditions and to reduce the negative effects of grapevine fungi disease. Plastic film composition affects solar radiation income inside the covering with effects on sunlight wavelengths in relation to different absorbance and reflectance. The interaction of selected light ranges with vines could influence grape ripening and yield and consequently influence shelf life.

New markers for monitoring “fresh mushroom aroma” in wine: A dual approach using microbiological and chemical tools from the vineyard to winery–A synthesis of recent research advances

The ‘fresh mushroom off-flavour’ has been recognized by the wine industry as an emerging defect since the 2000s. For many years, this off-flavour was not specifically characterized and rather grouped under ‘earthy’ and ‘musty’ taints. However, it has become increasingly problematic due to its rising prevalence. In some vineyards, incidents of this off-flavour now occur as frequently as once every five years. This trend may be associated with climatic changes affecting regions that are more prone to warm and wet seasons.

Exploring the impact of yeast derivatives on aromatic and sensory profiles of white and red wines: a multifactorial analysis

Specific inactivated yeast derivatives (SYDS) are obtained from s. cerevisiae yeasts by various processes (thermal, mechanical, and enzymatic) and have diverse oenological applications to improve wine quality. However, different impacts on wine sensory and aromas were reported, depending on syds types and fractions, wine matrices, and experimental settings. Few works have examined the impact of SYDS on aromas considering also those on wine macromolecules influencing organoleptic properties.