Centralny atom węgla w aminokwasach jest asymetryczny co powoduje występowanie dwóch izomerów optycznych (stereoizomerów) każdego z aminokwasów – enancjomer L i enancjomer D. Białka zbudowane są wyłącznie z L-aminokwasów. Jednak w żywności oprócz L-aminokwasów odnajdujemy również D-aminokwasy, które pochodzą z racemizacji istniejących już L-enancjomerów, lub wywodzą się z mikroorganizmów, roślin czy z morskich bezkręgowców. Niektóre D-aminokwasy w pożywieniu są po prostu rezerwuarem odpowiedniej im formy L (D-fenyloalanina), z kolei inne mogą powodować niekorzystne zmiany w organizmie (D-seryna, D-tyrozyna). Ogólnie, D-aminokwasy w żywności uważa się za niepożądane zanieczyszczenie pochodzenia głównie bakteryjnego. Dla przykładu D-alanina jest istotnym składnikiem budulcowym ściany komórkowej bakterii. Tak więc jej znaczy wzrost w próbce żywności może wskazywać na skażenie bakteriami. Dokładna kontrola zawartości D-aminokwasów przybiera na znaczeniu kiedy weźmie się pod uwagę procesy fermentacyjne w produkcji żywności (np. produkcja sera), sposób przechowywania mleka (gdy temperatura magazynowania wzrasta powyżej 6 C, gwałtownie wzrasta też poziom bakterii), lub naturalną działalność bakterii w owocach – D-aminokwasy są molekularnym markerem aktywności bakteryjnej w sokach owocowych. Ostatnio polscy naukowcy z Wydziału Chemii na Uniwersytecie Warszawskim opracowali enancjoselektywny, amperometryczny biosensor umożliwiający określenie poziomu D-aminokwasów w badanej próbce. Grupa badawcza kierowana przez M. Trojanowicza skonstruowała biosensor zbudowany z drukowanych elektrod (pracująca-C, referencyjna-Ag/AgCl), warstwy barwnika Prussian Blue (mediatora elektronów) oraz warstwy oksydazy D-aminokwasowej (DAAO), które immobilizowano na grafitowej, pracującej elektrodzie. Enzym DAAO to flawoproteina (w jej centrum katalitycznym znajduje się dinukleotyd flawinowy – FAD), która katalizuje utlenienie D-aminokwasu do D-iminokwasu, z jednoczesną redukcją tlenu molekularnego do nadtleneku wodoru. Powstały w reakcji D-iminokwas szybko hydrolizuje do ketokwasu i jonu amonowego. Enzym DAAO jest zaangażowany w podstawowy metabolizm komórek drożdży, gdzie D-aminokwasy są kluczowymi składnikami w rozwoju. Zasada działania opracowanego biosensora wygląda następująco: utlenieniu D-aminokwasu do D-iminokwasu towarzyszy transfer 2 elektronów i 2 protonów z D-aminokwasu do centrum katalitycznego enzymu DAAO-FAD dając zredukowany enzym DAAO-FADH2; następnie 2 protony i 2 elektrony ze zredukowanego FADH2 zostają przeniesione na molekularny tlen (O2) co prowadzi do powstania nadtlenku wodoru (H2O2) i jednocześnie do regeneracji katalizatora DAAO-FAD; w kolejnym etapie barwnik Prussian Blue (red) redukuje nadtlenek wodoru do wody, sam ulegając utlenieniu do Prussian Blue (ox); w ostatnim akcie sprzężonych reakcji redoks barwnik Prussian Blue (ox) zostaje zredukowany elektronami pochodzącymy z grafitowej elektrody pracującej do Prussian Blue (red). Proces ten możliwy jest dzięki przyłożonemu stałemu napięciu -0,05V względem elektrody referencyjnej Ag/AgCl. W takim układzie pracująca elektroda grafitowa, na której zachodzi proces redukcji jest katodą; a bezwzględna wartość uzyskanego natężenia jest wprostproporcjonalna do stężenia D-aminokwasów w próbie. Autorzy pracy zbadali, zakres stężeń D-alaniny przy których uzyskiwano liniową odpowiedź urządzenia, który wynosił 30x10-9 M – 14x10-3 M. Naukowcy przetestowali biosensor oznaczając zawartość D-aminokwasów w sokach owocowych rozcieńczonych w stosunku 1:10, takich jak s. jabłkowy (0.69-1.96 mM), s. grejpfrutowy (0.41 mM), s. grejpfrutowo-jabłkowy (0.83 mM), czy też w rozcieńczonym (również 1:10) mleku: m. 1.5% (0.15 mM), m. 3.2% (0,13 mM), m. 2% (0.12 mM).


: Bioelectrochemistry 71 (2007) 91-98