Experimento De Análisis Sobre La Cutícula Del Tomate

EQUIPO

Para conducir esta serie de experimentos biofísicos y analíticos, un laboratorio químico debería ser equipado con una balanza analítica, horno de secado, incubador-agitador, el espectrofotómetro de UV-visible, y HPLC (High-performance liquid chromatography o Cromatografía líquida de alta eficacia). Un espectrómetro NMR (Nuclear magnetic resonance o resonancia magnética nuclear) y un microscopio de fuerza atómica (AFM) para módulos 6-8.

EXPERIMENTOS

El esquema total de los módulos experimentales es presentado en la figura 1. El curso de laboratorio comienza con una investigación macroscópica del tomate, y luego cava en los componentes de la fruta con el aumento del detalle espacial.

La estimación del porcentaje de agua en la fruta sirve para comparar las cantidades totales relativas de componentes líquidos y sólidos (materiales biopoliméricos), revelando que el agua es el componente principal en masa. Este experimento también demuestra el efecto de pérdida de agua sobre la morfología total de la fruta, un factor significativo en el mantenimiento de la frescura y la comerciabilidad de productos comestibles. Después, los estudiantes se enfocan la cutícula de fruta, una cubierta protectora hidrofóbica de la fruta de tomate que actúa como una fuerte barrera defensiva al estrés biótico y abiótico, y regula la pérdida de agua.

La cutina de biopoliester, el pigmento de licopeno y ceras forman el marco primario estructural de la cutícula, que es apoyado por polisacáridos complejos (la celulosa y la pectina) presentes en la pared celular de la planta. Para remover materiales de la pared celular de la cutícula, las pieles de tomate peladas de una fruta fresca son tratadas con una mezcla acuosa de celulosa y enzimas pectinasa para quitar la celulosa y pectina asociada. El grosor de la cutícula nativa es medido con calibrador, pruebas para reproductibilidad de la medida y variación entre muestras de cuticular nominalmente idénticas.

El pigmento licopeno extraído de la cutícula enzimáticamente tratada es caracterizado por la espectroscopia de absorción de UV-vis o HPLC. Además, la extracción del solvente (desparafinado) separa a los componentes de cera, permitiendo a los estudiantes comparar el grosor de la membrana de cutículas descerada (cutina) y permitiendo la caracterización molecular de la mezcla de cera por el estado de solución NMR.

Análogamente, la topología de superficie de microescala y la composición molecular de cutículas de fruta son investigadas por AFM y estado sólido 13C NMR respectivamente. Una descripción detallada de los procedimientos experimentales es encontrada en la información de apoyo.

PELIGROS

El cloroformo y el metanol, aunque usado en volúmenes modestos para la caracterización de licopeno y el procedimiento de desparafinado, son sumamente inflamables, tóxicos, e irritantes. El acetonitrilo expone una toxicidad modesta en pequeñas dosis, pero ningún envenenamiento en la gente por la inhalación o la absorción de la piel ha sido claramente documentado. Los estudiantes deberían trabajar en una capucha de humo, teniendo cuidado para evitar la inhalación y la exposición a la piel.

El licopeno debe ser guardado en un contenedor oscuro y protegido de la luz; se oxida fácilmente debido a múltiples dobles enlaces. Guantes y gafas protectoras deberían ser usados al manejar la azida de sodio toxico añadida a la solución de mezcla de enzimas. Las personas con implantes médicos no debe entrar dentro de la franja del campo de la superconducción NMR en el imán. La rotación de discos NMR pueden actuar como proyectiles, utilizar lentes de seguridad todo el tiempo.

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