Measurement of Biogenic Amines with a Chitopearl Enzyme Reactor

Chitopearl 효소 Reactor를 이용한 Biogenic Amines 측정

Substrate specificity of a flow-injection-analysis (FIA)-type biogenic amine sensor with enzyme reactor was determined. The enzyme reactor was prepared with a diamine oxidase immobilized on preactivated chitosan porous beads (Chitopearl) by intramolecular cross-linking via glutaraldehyde. The sensor showed a rapid response to putrescine and a quasi-linear calibration curve was obtained up to 15.0 mM. The optimal pH and temperature of the enzyme reactor system were 7.5 and $35^{\circ}C$. Interferences due to ATP-related compounds and trimethylamine, and the effects of NaCl and amino acids were measured. Inhibitory effects owing to these components could be mitigated by sample extraction with perchloric acid. Polyamines except putrescine were determined by a putrescine calibration range within 26.7%. This system was confirmed as rapid and convenient for biogenic amine determination.

Biogenic amine류는 어육의 부패과정 중 생성되는 성분으로 이를 간편하게 측정하기 위하여 diamine oxidase를 amino기가 관능기인 다공질의 Chitopearl beads에 고정화한 후 이를 충진한 효소 reactor를 제조하였다. 고정화 효소 reactor를 이용한 biogenic amine 연속계측 시스템을 사용하여 putrescine 기질에 대해 15.0 mM까지 검량곡선을 얻을 수 있었다. 이 때, biogenic amine 센서의 최대 감응도는 $35^{\circ}C$, 0.05 M 인산 완충용액(pH 7.2)을 사용한 경우 얻을 수 있었다. Biogenic amine 센서로 측정 시 방해물질로 작용할 수 있는 성분을 조사한 결과, ATP분해산물 및 TMA 등에는 거의 영향을 받지 않아 측정에 무리가 없음을 보여주었고, 0.8%까지의 식염에 대해서는 감응도가 19.2%이하로 감소하였으며 alanine과 glycine을 제외한 아미노산에 대하여 9.8% 이하의 감응도 상승을 나타내었다. 염류 및 아미노산에 의한 감응도 감소 및 증가 현상은 시료를 0.4 M perchloric acid에 의해 전처리하면 해결할 수 있었다. 여러 종류의 polyamines가 공존하는 경우 putrescine 기준으로 하여 putrescine 검량곡선의 26.7% 범위내에서 polyamines의 측정이 가능하였다. Diamine oxidase가 고정화된 Chitopearl 효소 reactor를 이용하는 경우 biogenic amines의 함량 유무를 30분 이내에 측정할 수 있었다.