Recorrido Por El Tomate

RESUMEN: Un laboratorio interdisciplinario de ocho sesiones plan de estudios ha sido diseñado utilizando una serie de técnicas de química analítica para estudiar biomateriales derivados de una fuente barata como el fruto de tomate. Una progresión lógica de módulos de laboratorio de investigación inspirado sirve para"gira"las características macroscópicas de la fruta y la propiedades submicroscópicas de sus constituyentes cuticulares biopol-ymers por microscopía de fuerza atómica (AFM), UV-resonancia magnética (RMN) métodos visibles, y nucleares a niveles moleculares cada vez más detallados. El plan de estudios modular se puede adaptar a las licenciaturas de especialidad o talleres de la escuela secundaria de verano. Mediante la aplicación de herramientas de análisis para investigar los biopolímeros, haciendo conexiones entre la estructura molecular y microescala, y la vinculación de ambos regímenes estructurales para

las propiedades funcionales de polímeros naturales, bases se establece para las posteriores investigaciones de los estudiantes en la interfase de la química con la biología o ingeniería química.

PALABRAS CLAVE: High School / Introducción a la química, Alta-División de Pregrado, Instrucción de Currículo, Laboratorio, El aprendizaje práctico / manipulativos, Química Biofísica, Química, Bioanalítica espectroscopía de RMN, UV-Vis, HPLC

Tél tomate es un ingrediente familiar de nuestras comidas diarias, sin embargo, su signifisigni extiende más allá de la nutrición para la agricultura y la bioingeniería. Químicamente, un fruto de tomate contiene agua, ceras de lípidos, pigmentos licopeno y de polisacáridos y de poliéster biopolímeros distintivos. A partir de un simple análisis del porcentaje de masa de agua, una imagen molecular detallada de estos componentes y sus interacciones se puede desarrollar a través del uso de herramientas analíticas complementarias. Este artículo describe un curso de laboratorio modular fácilmente adaptable basado en la aplicación de un panel de técnicas experimentales incluyendo UV-vis espectroscopía, cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), la resonancia magnética nuclear (RMN), y microscopía de fuerza atómica (AFM) para examinar diversos componentes químicos de la fruta del tomate. Sobre la base previamente publicados ejercicios didácticos relacionados con el jugo de tomate y el pigmento licopeno1-3 y las investigaciones de investigación de las propiedades estructurales de las cutículas de frutas de tomate,4-6 hemos diseñado un conjunto completo de módulos de laboratorio que pueden ser adaptados a los cursos especializados para estudiantes universitarios o adaptados para los programas basados en el campus de verano que introducen a los estudiantes de secundaria a científiinvestigación c. Nuestro diseño es también adecuado para la determinación de la composición y estructura de los biomateriales de otras verduras y frutas (por ejemplo, la toronja, zanahoria, remolacha) o para

polímeros industriales (por ejemplo, textiles, plásticos).7

■JUSTIFICACIÓN

El plan de estudios de laboratorio de ocho sesiones presentado en la Tabla 1 se aplica una batería de técnicas analíticas para una clase de barato pero versátil de los biomateriales. El uso de herramientas de análisis para investigar biopolímeros derivados de una fruta puede sentar las bases para la formación en la interfase de la química con la biología o ingeniería química, haciendo conexiones esenciales entre la estructura molecular y microescala y la vinculación de ambos

Tabla 1. Resumen de los módulos de laboratorio

Módulo Experimentoun Disciplina (s)b

1 Por ciento de masa de agua en tomate G, A

2 La eliminación enzimática de las paredes celulares de la cutícula de tomate BC

3 Espesor de la cutícula de tomate G, A, BP

4 Caracterización licopeno por UV-vis absorción A, BC

espectroscopia y HPLC

5 El desparafinado de las cutículas de frutas por extracción con disolvente A, O

6 Huella digital estructural de ceras cuticulares por Solución BC, O

estado RMN

7 Análisis de la superficie de las cutículas de tomate por AFM A, BP

8 Perfil molecular de cutículas desparafinados (cutina) por sólido- BP

estado RMN

unLos módulos opcionales se indican en cursiva. bDisciplinas son generales (G), analítica (A), la biofísica (BP), bioquímica (BC), y (O) la química orgánica.

...