Carmen CREANGA – Universitatea din Nantes, FRANTA www.univ-nantes.fr Faculté des Sciences et des Techniques Laborator CE

1. “Dezvoltare de noi biocaptori pentru masurarea cantitatilor mici de glucoza din cartofii cruzi in scopul evaluarii formarii de acrilamida din cartofii prelucrati” Contract N° : COOP-CT-2005-031588 Conferinta Diaspora in Cercetarea Stiintifica si Invatamantul Superior din Romania Bucuresti, 21-24 septembrie 2010 Carmen CREANGA – Universitatea din Nantes, FRANTA www.univ-nantes.fr Faculté des Sciences et des Techniques Laborator CEISAM, UMR-CNRS 6230 B.P. 92208, 44322 Nantes Cedex 03

2. Carmen CREANGA - Parcurs universitar si profesional: In Romania - Diploma de inginer in industria alimentara, Facultatea de Stiinta si Ingineria Alimentelor, Galati - Studii Aprofundate in specializarea Tehnologii Speciale din Industria Alimentara, Facultatea de Stiinta si Ingineria Alimentelor, Galati • In Franta • D.E.A. « Master Recherche » in Stiinta Agro-resurselor, Toulouse • Doctorat in specializarea Ingineria Procedeelor si a Mediului Inconjurator, Toulouse • Post-doctorat la Facultatea de Stiinte si Tehnologii, Nantes • Cercetator universitar la Facultatea de Stiinte si Tehnologii, Nantes Conferinta Diaspora in Cercetarea Stiintifica si Invatamantul Superior din Romania Bucuresti, 21-24 septembrie 2010

3. Carmen CREANGA – Activitate de cercetare in Franta: Doctorat - tratarea apelor reziduale Procedeu AD-OX de eliminare a poluantilor organici nebiodegradabili (prin adsorptie (AD) si oxidare catalitica (OX)) Competente: analitice, fizico-chimice, matematice si de modelare Post-doctorat si cercetare - biocaptori Contract european REFLAB. Co−operative Research Project – Communauté Européenne – Contrat N° COOP-CT-2005-031588 Conferinta Diaspora in Cercetarea Stiintifica si Invatamantul Superior din Romania Bucuresti, 21-24 septembrie 2010

4. Nr. Nume participant Tara Parteneri: 1 Gwent Electronic Materials Ltd Anglia 2 Uniscan Instruments Ltd Anglia 3 GTP Technology Franta 4 University of Nantes - CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) Franta 5 Biozoon GmbH Germania 6 Gourmet-Tiefkühlspezialitäten GmbH Germania 7 Institute of Food Technology Germania 8 Rigas Labs SA Grecia 9 Aviko BV Olanda 10 Wageningen University Olanda “Development of a new generation biosensor for the measurement of reducing sugars in potatoes and assessment of acrylamide formation”

5. Avem nevoie de un alt biocaptor pentru detectarea glucozei in ciuda numarului mare de rezultate publicate? Cu condiţia să se atinga obiective care aduc îmbunătăţiri suplimentare, cum ar fi: sa indeplineasca conditii analitice particulare; sa raspunda cerintelor specifice din industrie. * ScienceFinder : pentru cuvantul “biocapteur” >100 000 referinte DA

6. Sa indeplineasca conditii analitice particulare: Determinarea exacta a concentratiilor mici de glucoza din medii complexe Sa raspunda cerintelor specifice din industrie: Fabricarea produselor alimentare cu continut 0 de zahar sau Controlul calitatii materiilor prime inaintea procesarii Industria cartofilor

7. ACRYLAMIDE FORMATION IN POTATO PRODUCTS Editor-in-Chief: Dr Gerard Downey Ashtown Food Research Centre, Dublin , Irland ISBN 1 84170 469 1 , August 2006 Acrylamide - a substance classified as a potential carcinogen - occurs in heated starchy foods A Monte Carlo risk assessment model indicated that human exposure to acrylamide through intake of French fries was 0.32μg/kg bw/day for Irish males and 0.26 μg/kg bw/day for Irish females. This is below the WHO recommended daily intake limit set at 1μg/kg bw/day Formarea de acrilamida se realizeaza prin reactia dintre zaharuri reducatoare (fructoza sau glucoza) cu aminoacidul asparagina la temperaturi ridicate si activitate a apei redusa Zaharurile reducatoare pot fi folosite drept marker pentru formarea de acrilamida http://www.teagasc.ie/ashtown/research/preparedfoods/ACRYLAMIDE%20EoPR.pdf

8. Segmentul de interes pentru industria cartofilor in scopul prepararii chips-urilor si cartofilor prajiti http://www.teagasc.ie/ashtown/research/preparedfoods/ACRYLAMIDE%20EoPR.pdf

9. BIOCAPTOR INTERPRETARE REZULTATE* ● conţinutul de acrilamida din cartofii prajiti a fost corelat pozitiv cu conţinutului de zaharuri reducatoare al cartofilor cruzi şi cu culoarea inchisa a cartofilor prajiti. ● continutul de zaharuri reducatoare si culoarea la prajire pot servi drept indicator viabil al continutului de acrilamida din chips-urile de cartofi si din cartofii prajiti. *http://www.teagasc.ie/ashtown/research/preparedfoods/ACRYLAMIDE%20EoPR.pdf Nevoia de echipament fiabil si usor de folosit

10. Rezultate Tratarea semnalului Element biologic Electrod Transductor Enzime Principiul general al unui biocaptor Analit in mediu complex

11. Diametru exterior: 10 mm Diametru WE : 6 mm Biocaptor de unica folosinta: preparare

12. Reactii la suprafata biocaptorului E L E C T R O D E GOx – glucose oxidase HRP – horseradish peroxidase FcR - ferrocene

13. Parametriluati in considerare pentru a evalua functionalitatea biocaptorului • Curba de calibrare • - Regresie lineara • Panta   Sensibilitate • Domeniu linear   limite de detectie • Repetabilitate • Precizie • Stabilitate • - operationala; • - in timp.

15. corespunzator la aproximativ 5 mg/kg in cartofii cruzi inainte de tratarea esantionului Domeniu linear 0.018 mM 3.24 mg/L

16. Repetabilitate Repetabilitatea este cea mai critica proprietate analitica pentru biocaptori, in mod particular pentru cei de unica folosinta. 16

17. Validarea curbei de calibrare a biocaptorului prin metoda standard* cu solutii etalon de glucoza Validation with standard method: UV - Vis ( Boehringer Kit) Aqueous Glucose Solutions 1,2 1 y = 1,037x - 0,008 2 R = 0,998 0,8 [G] mM (Measure by UV-Vis) 0,6 0,4 0,2 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 [G] mM (Measure by Biosensor) Precizie Compararea rezultatelor obtinute cu ajutorul biocaptorului si prin metoda standard pentru solutii de glucoza de concentratie necunoscuta *SSM – Standard Spectometrie Method 17

18. Stabilitate Aceasta proprietate analitica este cruciala pentru aducerea pe piata de desfacere a biocaptorilor Media si DS, comparata cu cele ale repetabilitatii din luna 0, arata ca dupa 12 luni, biocaptorul isi pastreaza 100% din activitate. * pastrat in frigider la 6°C 18

19. Este acest biocaptor adecvat pentru nevoile industriei cartofilor?

23. Studiu comparativ (Biocaptor/Metoda standard UV-Vis) 23

24. Relatia dintre indicele de culoare al cartofilor prajiti si glucoza din cartofii cruzi* USDA* Colour Chart *(US Department of Agriculture) 24 * Studiu realizat la fabrica Aviko din Stenderen, Olanda

25. Relatia dintre glucoza din cartofii cruzi si acrilamida din cartofii prajiti* * Studiu realizat la fabrica Gourmet din Bremerhaven, Germania Acrilamida masurata prin HPLC/MS/MS in laboratorul privat TeLA din Bremerhaven, Germania

26. CONCLUZII Principalele avantaje ale acestui nou biocaptor amperometric Abilitatea de a masura concentratii mici de glucoza Validitatea rezultatelor Simplicitatea utilizarii lor chiar si de catre persoanele necalificate Ieftin

27. THANK YOU FOR YOUR ATTENTION Don't worry you can still eat French fries and crisps but if you want to feel more relax choose the beautiful blonds even if you prefer the gorgeous brunettes

28. [Glucose] : 70 – 200 mg/kg : 0.4 – 1.1 mmole/kg Sample treatment Reliable biosensor for [Glucose] ≤ 35 mg/L (0.2 mM)  Potatoes contain approximately the same amount of glucose and fructose In good storage conditions the amounts of glucose and fructose are quite stable http://www.teagasc.ie/ashtown/research/preparedfoods/ACRYLAMIDE%20EoPR.pdf

29. In bad storage conditions glucose and fructose increase as well as possible formation of acrylamide Controlling glucose may be used to better control the storage conditions http://www.teagasc.ie/ashtown/research/preparedfoods/ACRYLAMIDE%20EoPR.pdf

30. Good glucometer for blood is not necessary adapted for low glucose detection in food LOW Std Solution : 0.66 g/L Reading : 0.22 g/L  Std Solution : 0.66 g/L Reading : 0.22 g/L  1- Exploring the possibility of measuring low concentrations of glucose with a Glucometer already available on the market

31. Calibration curves for cathodic detection of glucose Fc-(R1)(R2) is a very efficient redox mediator for glucose detection in cathodic mode with no interfering reaction The measurement of low concentrations of glucose is successfully achieved 31