Fabrication of a Microbial Biosensor Based on QD-MWNT Supports by a One-Step Radiation Reaction and Detection of Phenolic Compounds in Red Wines

An Acaligense sp.-immobilized biosensor was fabricated based on QD-MWNT composites as an electron transfer mediator and a microbe immobilization support by a one-step radiation reaction and used for sensing phenolic compounds in commercial red wines. First, a quantum dot-modified multi-wall carbon nanotube (QD-MWNT) composite was prepared in the presence of MWNT by a one-step radiation reaction in an aqueous solution at room temperature. The successful preparation of the QD-MWNT composite was confirmed by XPS, TEM, and elemental analysis. Second, the microbial biosensor was fabricated by immobilization of Acaligense sp. on the surface of the composite thin film of a glassy carbon (GC) electrode, which was prepared by a hand casting method with a mixture of the previously obtained composite and Nafion solution. The sensing ranges of the microbial biosensor based on CdS-MWNT and Cu2S-MWNT supports were 0.5–5.0 mM and 0.7–10 mM for phenol in a phosphate buffer solution, respectively. Total concentration of phenolic compounds contained in commercial red wines was also determined using the prepared microbial immobilized biosensor

Desenvolvimento e validação de um método para a caracterização de vinhos por HPLC-DAD

Dissertação de mestrado em Técnicas de Caracterização e Análise QuímicaOs compostos fenólicos e aldeídos furânicos permitem melhorar a qualidade organolética da maior parte dos vinhos e bebidas espirituosas. Além disso, os compostos fenólicos têm despertado interesse por parte da comunidade científica devido à sua potencial atividade antioxidante. Existem evidências de que as bebidas que sofrem envelhecimento, em recipientes de madeira, possam ter na sua composição teores mais elevados destes compostos. O presente trabalho teve como objetivo a otimização e validação de um método analítico de cromatografia líquida de alta resolução (HPLC), acoplado com detetor de rede de díodos (DAD) para a quantificação de ácidos fenólicos, aldeídos fenólicos e aldeídos furânicos em vinhos licorosos (vinho do Porto e vinho moscatel), vinhos (vinho, vinho espumante e vinho frisante), bebidas espirituosas (rum, whisky, calvados) e aguardentes destinadas à elaboração do vinho do Porto. O método otimizado envolve injeção direta da amostra, uma eluição por gradiente usando como solventes água, metanol e ácido fórmico e um fluxo de eluição de 1,3 mL/min. Este método exibe a grande vantagem de apresentar uma boa separação e quantificação dos compostos sem necessidade de preparação de amostra, e ser capaz de quantificar 10 compostos em apenas 12 minutos. O método de análise apresenta um bom desempenho, alta seletividade, boa linearidade, e limiares analíticos satisfatórios. O método é preciso, em condições de repetibilidade e precisão intermédia, e exato com recuperações entre 93 e 101 %. O tempo de envelhecimento em madeira para vinhos do Porto revelou ser um fator importante para a sua composição, resultando num aumento dos teores dos aldeídos furânicos (5- metil-furfural, 5-hidroxi-metil-furfural e furfural) do ácido vanílico e do siringaldeído. Os vinhos tintos do Douro não apresentam diferenças significativas no teor destes compostos, quando se compara vinhos que referenciam ter estado em contacto com a madeira com aqueles que não estiveram. Os vinhos brancos de denominação de origem protegida Douro que contactaram com madeira apresentam uma concentração mediana de fufural e 5-metilfurfural mais elevado que os que não estiveram em contacto com madeira.Phenolic compounds and furanic aldehydes allow to improve the organoleptic quality of the most wines and spirits. In addition, the phenolic compounds have attracted interest from the scientific community due to its potential antioxidant activity. There are evidences that alcoholic beverages aged in wood containers, can have higher levels of these compounds in its composition. The aim of the present work is the optimization and validation of an analytical method to quantify furanic aldehydes, phenolic aldehydes and phenolic acid in Port and Douro wines and in spirits using High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) equipped with a Diode-Array Detector (DAD). The optimized method involves direct injection of the sample in the system, gradient elution using water, methanol and formic acid as solvent and flow rate of 1.3 mL/min A considerable advantage of this method is the good separation and quantification of the compounds of interest which is achieved without the need of a sample preparation step, and the quantification of ten compounds in less than 12 minutes. The method exhibited good linearity, high sensitivity, and satisfactory analytical limits. The method is precise in conditions of repeatability and intermediate precision, and is accurate with recoveries between 93 and 101 %. The Port wine aging time in wood reveals to be an important factor for its composition, resulting in an increase of furanic aldehydes (5-methylfurfural, 5-(hydroxymethyl)furfural and furfural), vanillic acid and syringaldehyde levels. Red wines from Douro with protected designation of origin, don´t show significant differences in the amount of these compounds. Douro white wines which have contacted with wood present higher furfural and 5-methylfurfural levels compared to those that were not in contact with wood