甲殻類における亜硫酸塩を検出するためのバイオフィッシュ300 SUL酵素バイオセンサーの検証

背景：亜硫酸塩は、私たちの食料供給における最も古く、最も広範な防腐剤の一部です。それらは抗酸化特性を持つ食品添加物ですが、健康効果のために食品の安全性に関する主要な国際規制機関によってアレルゲンとして記録されています。したがって、食品中の亜硫酸塩の最大濃度が規制されており、農業食品加工産業によって確保されなければなりません。亜硫酸塩の定量化のために最も広く使用されている手法は、修正されたモニエウィリアムです（AOAC公式メソッド990.28）。目的：この方法では、サンプルが酸（通常は塩酸がありますが、時にはリン酸）と混合され、加熱され、亜硫酸塩といくつかの結合した化合物から放出されます。SO₂は、窒素ガスの流れを使用して蒸留されます。これにより、硫酸に酸化される過酸化水素（H₂O₂）の吸収溶液にガス状のSOを運びます。h₂o₂に蒸留されたso₂の量は、0.1mの水酸化ナトリウムによる滴定によって決定されます。時間がかかる（少なくとも2時間）と有毒な溶媒の使用とは別に、この方法は、農業食品業界の日常的な制御技術として不適切な他の欠点を提示します。したがって、業界には、亜硫酸塩レベルの監視にシンプルで迅速かつ正確な方法が必要です。方法：Biolanは、独自の酵素ベースの電気化学バイオセンサーテクノロジープラットフォームに基づいて、食品品質と安全パラメーターの定量分析のためのバイオセンサーを開発および商品化する中小企業です。このテクノロジーは、ユーザーが簡単かつ安全な方法で品質を制御できるようにするコンパクトなデバイスを使用した高度で堅牢な分析を可能にします。Biofish-300 SUL法は、甲殻類において、SO₂含有量として測定された亜硫酸塩の迅速な定量化のための非常に特異的な酵素バイオセンサーです。それは、超張力または類似の助けを借りて、水性溶液中の亜硫酸塩の抽出と、以前のキャリブレーション後のバイオセンサーによるその後の定量化（3分）で構成されています。結果：生のエビの亜硫酸塩、ヘッドオン、生のエビのヘッドオフ、および沸騰したエビを分析し、AOAC公式のAnalysissm（OMA）990.28と比較することにより、自然汚染およびスパイクサンプルを使用してパフォーマンスを調べました。線形性、選択性、マトリックス、一貫性、および堅牢性が評価されました。すべての結果は、バイオフィッシュ300 SULの取扱説明書に記載されている標準的なアッセイ手順と比較して、サンプル量と超張力時間の偏差を反映した堅牢性を除いて許容範囲内でした。バイオフィッシュの結果とOMAの結果の比較として評価された精度は、強化された生のエビを正面から除くすべてのサンプルで82〜115％の範囲であり、低レベルでは138％の精度が得られました。メソッドバイアスは、発生した高レベルと強化された高レベルの両方で一般的に負であり、発生した低レベルではわずかに陽性でした。再現性は、低いRSDR値で示されているように非常に良好であり、評価された値のほとんどで結果が10％未満で許容可能な再現性の精度を示しています。回帰分析では、すべての場合にR²= 0.99とバイオフィッシュ法とOMAメソッドとの間に良好な相関があることが示されました。結論：全体として、範囲の結果の精度、回復、バイアスは、キットが評価されたすべてのマトリックスに対して正確かつ正確な亜硫酸塩の定量化を提供し、サンプルの調製手順とアッセイ手順が許容可能な結果が生じることを確認することを示しています。Biofish 300 SULは、高精度、精度、迅速な対応、および使いやすさのために、品質制御ルーチンの亜硫酸塩レベルを監視するための適切なツールであることが証明されています。ハイライト：単純なサンプルの準備により、結果は約3分で得られ、特定のスキルまたは退屈なサンプルの前処理と分析手順を必要とする他のテクノロジーと大きな違いをもたらします。

Background: Sulfites are some of the oldest and most widespread preservatives in our food supply. They are food additives that have antioxidant properties, but they are also recorded as allergens by the main international regulatory bodies on food safety because of their adverse health effect. Hence, sulfites maximum concentration in foodstuff is regulated and they must be ensured by the agro-food processing industries. The most widely used technique for the quantification of sulfites is the Modified Monier-Williams (AOAC Official Method 990.28). Objective: In this method, SO₂ is released from sulfites and some bound compounds when the sample is mixed with an acid (normally hydrochloric acid, but sometimes phosphoric acid) and heated. The SO₂ is distilled using a stream of nitrogen gas, which carries the gaseous SO₂ into an absorbing solution of hydrogen peroxide (H₂O₂) where it is oxidised to sulphuric acid. The amount of SO₂ distilled into the H₂O₂ is determined by titration with 0.1M sodium hydroxide. Apart from being time consuming (at least 2 h) and the usage of toxic solvents, the method presents some other disadvantages that make it inappropriate as a routine-control technique for the agro-food industry. Hence, the industry demands simple, fast and accurate methods for sulfite level monitoring. Methods: BIOLAN is a SME that develops and commercializes biosensors for quantitative analysis of food quality and safety parameters, based on its proprietary enzyme-based electrochemical biosensor technology platform. This technology enables high accurate and robust analysis with a compact device that help the users to control the quality in an easy and safety manner. Biofish-300 SUL method is a highly specific enzimatic biosensor for the rapid quantification of sulfite, measured as SO₂ content, in crustaceans. It consists on the extraction of sulfite in an aqueous based solution, by the aid of an Ultra-turrax or similar, and its subsequent quantification by the biosensor after previous calibration (3 min). Results: Sulfite in raw shrimp head-on, raw shrimp head-off, and boiled shrimp was analyzed, and performance was examined using naturally contaminated and spiked samples by comparisons with AOAC Official Methods of AnalysisSM (OMA) 990.28. Linearity, selectivity, matrix, consistency, and robustness were evaluated. All results were within acceptable ranges except robustness, which reflected deviation in the sample volume and ultraturrax time compared with the standard assay procedures described in the Biofish 300 SUL Instruction Manual. Accuracy, assessed as a comparison of the Biofish results with the OMA results, ranged from 82 to 115% in all samples except for fortified raw shrimp head-on, in which the low level yielded an accuracy of 138%. The method bias was in general negative in both incurred and fortified high levels, and slightly positive in incurred low levels. Repeatability was very good as shown by the low RSDr values, demonstrating acceptable repeatability precision with results <10% in most of the evaluated values. Regression analyses showed a good correlation between the Biofish and OMA methods with R² = 0.99 in all cases. Conclusions: As a whole, accuracy, recovery and bias within range results indicate that the kit provides accurate and precise sulfite quantification for all the evaluated matrices, confirming that sample preparation and assay procedures produce acceptable results. Biofish 300 SUL has proved to be a suitable tool for monitoring sulfite levels in quality control routines due to its high accuracy, precision, rapid response and ease of use. Highlights: With a simple sample preparation, results are obtained in approximately 3 min, making a big difference with other technologies that require specific skills or tedious sample pretreatments and analysis procedures.