Dual Cathode Electrode를 이용한 바이오센서로 탁주 중의 포도당 및 에탄올의 동시 측정

Simultaneous Determination of Glucose and Ethanol of Takju by Biosensor using Dual Cathode Electrode

멥쌀로 탁주를 제조하여 발효과정 중에 변화되는 에탄올 및 포도당의 함량을 동시에 측정할 수 있는 바이오센서를 dual cathode electrode를 이용하여 제작하였다. Alcohol oxidase와 glucose oxidase는 nylon net에 고정화시켜 anode가 한 개이고 cathode가 두 개인 dual cathode electrode에 부착하여 용존산소가 소모되는 변화량을 측정하여 간접적으로 포도당과 에탄올의 농도를 동시에 측정할 수 있도록 하였다. 이 시스템의 최적 조건은 $35^{\circ}C$에서 pH 7.5인 0.1 M 인산 완충용액이었다. 바이오센서를 이용하여 측정한 값을 분광광도법과 gas chromatography를 이용한 값과 비교해 본 결과 유사한 것으로 나타났다. Dual cathode electrode를 이용한 바이오센서로 측정할 경우 다른 분석방법과 같은 복잡한 전처리 과정없이 두 가지 성분을 동시에 측정하는 것이 가능함으로써 신속하게 측정할 수 있었으며, 탁주와 같은 발효식품의 발효 중 변화하는 두 가지 성분을 동시에 측정할 수 있었다.

A biosensor was prepared with dual cathode electrode and immobilized enzyme membrane. A nylon net was used for the immobilization of glucose oxidase and alcohol oxidase. The immobilized enzymes were placed on the surface of the electrode which was prepared with one anode and two cathodes as an oxygen electrode. The determination of components by the biosensor was based on the consumption of dissolved oxygen. The optimum condition of this system was 0.1 M potassium phosphate buffer solution, pH 7.5 at $35^{\circ}C$. Glucose and ethanol in takju were simultaneously determined by the biosensor. Comparing with UV-spectrophotometer and gas chromatograph for cross checking, there was a good correlation between the biosensor and the conventional methods. Biosensor with dual cathode electrode required no clarification or pretreatments. It was used for simultaneous determination of glucose and ethanol during the fermentation of takju.