Короткий опис

1 ІНСТИТУТ ПОЛІТЕКНІКО НАЦІОНАЛЬНИЙ МІЖДИСЦИПЛІНАРНИЙ ДОСЛІДЖЕНЬКИЙ ЦЕНТР ІНТЕГРАЛЬНОГО РЕГІОНАЛЬНОГО РОЗВИТКУ .

instituto

Опис

INSTITUTO POLITÉCNICO НАЦІОНАЛЬНИЙ МІЖДИСЦИПЛІНАРНИЙ ДОСЛІДЖЕНЬКИЙ ЦЕНТР РЕГІОНАЛЬНОГО ІНТЕГРАЛЬНОГО РОЗВИТКУ OAXACA UNIT

ОЦІНКА ЕФЕКТУ ЗВУКУ - МІКРОХВИЛЯ НА ПЕРЕВАГУ ВАНІЛІЇ (Vanilla planifolia Andrews)

РОБОТА ЩО ОТРИМАЄ СТУПЕНЬ МАГІСТРА В НАУКАХ:

ІСІДРО ПАЧЕКО РЕЙЕС

Режисер дисертації: драма Луїцита Лагуньєс Рівера

Сторінка 5 7 8 9 10 11 12 13 14 14 15 15 19 21 22 23 25 25 25 26 27 28 30 31 31 31 32 32 32 33 34 36 38 39 39 40 40 40 41 42 42 43 43 44 44 46 3

9.3 Період 2 ……………………………………………………………………… . 9.3.1 Вплив змінних енергій на структуру ванільних плодів ……….… . 9.3.2 Мікрофотографії ……………………………………………………………… 9.3.3 Активність виходу β-глюкозидази та ваніліну ………………. 9.3.4 Статистичний аналіз змінних енергій у ванільному в’яненні …… 9.3.4.1 Кореляція виходу β-глюкозидази та ваніліну ……… 9.3.4.2 Аналіз дисперсії виходу ваніліну …………………… . 9.4 Застосування енергій орієнтована на користь ванілі ………………… 10. ВИСНОВКИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ……………………… 10.1 Період 1 …………………………………………………… ………………… . 10.2 Період 2 …………………………………………………………………… . 11. ПЕРСПЕКТИВИ… ……………… ………………………………………………. 12. ДОДАТКИ …………………………………………………………………………. 12.1 Калібрувальна крива ваніліну …………………………. ……………. 12.2 Вимоги до використання аналізу дисперсії виходу ваніліну. 13. ЛІТЕРАТУРА ……………………………………………………………………….

48 48 50 51 56 56 59 60 64 64 65 66 67 67 68 71

ПОКАЗНИК ФІГУР

Рисунок 1. Повністю розвинений плід ванілі ………………… . ………………….

Рисунок 2. Поперечний переріз плодів ванілі, що показує його внутрішню структуру …… .….

Рисунок 3. - Поперечний переріз стиглих плодів ванілі ………………………… . …….

Рисунок 4. Відокремлення ваніліну та глюкози від глюкованіліну дією β-глюкозидази ……………………………………………. …………………………...

Рисунок 5. Розташування глюкозиду та активність β-глюкозидази в різних зонах поперечного перерізу оболонки ……………………………………. 17 Рисунок 6. Розташування фенольних сполук та окисних фенольних ферментів (РРО, поліфенол оксидаза та POD, пероксидаза) у рослинній клітині ……………………

Рисунок 7. Трансформація зелених стручків для вилучення …………………………………….

Рисунок 8. Шляхи отримання ваніліну …………………………………………………….

Рисунок 9. Методи користі ванілі ……………………………………………….

Рисунок 10. Вплив пероксидази на п-гідроксибензальдегід та ванілін ……………….

Рисунок 11. Вплив ліофілізації на плоди ванілі ……………………………… . …….…

Рисунок 12. - Ультразвуковий режим перетравлення та залучені ефекти ……………………….

Рисунок 13. Загальний процес підтвердження вигоди за допомогою альтернативних видів енергії ………………….

Малюнок 14. Діаграма експерименту період 1 ……. …………………………………….

Рисунок 15. В'янення стручків ……………………………………………………. ……….

Рисунок 16. Діаграма експериментального періоду 2 ……………………………………. …….

Рисунок 17. MiniScan за допомогою обладнання Hunterlab ……………………………………………….….

Малюнок 18. Графік для визначення кольору ………………………………………………. …….

Рисунок 19. Пристрій для проникнення ………………………………………………… . ……

Рисунок 20. Ваніль отримала користь ……………………………………………………. ... ……

Рисунок 21. Вихід ваніліну при різних способах збагачення …………. 45 Рисунок 22. Змінність виходу ваніліну ……………………………… . ……… . 46 Рисунок 23. Схема дерева виходу ваніліну в процесі збагачення ....

Малюнок 24. Відсоток проникнення зелених та оброблених стручків ……………. ………….

Рисунок 25. Вплив ультразвукової обробки на клітинну структуру плодів ванілі, зроблених за допомогою лінзи електронного мікроскопа X10 …………………………………………….

Рисунок 26. Ферментна активність та вихід ваніліну протягом 40 днів користі при T в’яненні та після в’янення з ультразвуком …………………………….

Рисунок 27. Активність ферментів та вихід ваніліну протягом 40 днів користі від в’янення в MOH2O та після в’янення з ультразвуком ………………….

Рисунок 28. Активність ферменту та вихід ваніліну протягом 40 днів користі від в’янення в ОМ та після в’янення з ультразвуком …………………….

Рисунок 29. Активність ферменту та вихід ваніліну протягом 40 днів користі від лікування S та після в’янення з ультразвуком …………………………….

Рисунок 30. Залежність ферментативно-ванілінової активності різного в’янення та після в’янення на 0, 5, 10 та 15 хвилинах ультразвукової обробки у ванільному бенефісі ……………………………………….… ………………………………….

Рисунок 31. Вихід ваніліну при різному в’яненні через 20 днів користі ....

Рисунок 32. Взаємозв'язок ванілін-β-глюкозидаза з корисними процедурами, що змінюють потужність змінних енергій …………………………………………………… . Рисунок 33. Калібрувальна крива ваніліну …………… ………………………………….…. Рисунок 34. Нормальність виходу ваніліну. Засохлі: а) Т, б) МОЗ20, в) МО і г) С ………………………………………………………………………………

ТАБЛИЧНИЙ ІНДЕКС

Таблиця 1. Стандартні параметри, що визначають якість стручків ………………………. 20 Таблиця 2. - Переваги та недоліки процедур руйнування клітин ………………….

Таблиця 3. - Досліди періоду 1 ……. ……………………………………………………….

Таблиця 4. Пропоновані 4 експериментальні експерименти з чотирма змінними на двох рівнях …………

Таблиця 5. Кількість зразків, використаних у періоді 2 ……………………………………….

Таблиця 6. Значення калібрування для визначення кольору ……………………………………….

Таблиця 7. Фізико-хімічні властивості стручків, що використовувались у два періоди збору врожаю ……………………………………………………………………………….

Таблиця 8. Співвідношення розведених екстрактів та відсотка ваніліну в збагачених стручках ... ...

Таблиця 9. Відсоток ваніліну в квасолі, який отримав користь за період 1…. ...

Таблиця 10. Засоби та стандартні відхилення виходу ваніліну …………………….

Таблиця 11. Відсоток проникнення зелених стручків та оброблених стручків ... …………………… 48 Таблиця 12. Співвідношення виходу ваніліну та активності β-глюкозидази у плодах ванілі, підданих T-в’яненню, після сушіння з ультразвуком ....

Таблиця 13. Аналіз ANOVA на ванілін (%) згідно з обробками Т ………………………. 59 Таблиця 14. Аналіз ANOVA на ванілін (%) згідно з обробками MOH2O …………………. 59 Таблиця 15. Аналіз ANOVA на ванілін (%) за методами обробки МО ……………………. 59 Таблиця 16. Аналіз ANOVA на ванілін (%) згідно з обробками S ……………………….

Таблиця 17. Відсотки ваніліну при різному в’яненні через 20 днів користі …….

Таблиця 18. Концентрація та поглинання ваніліну ………………………………………….

обернено пропорційна від зелених стручків до оброблених стручків; Однак, дотримуючись кінетики еволюції ваніліну у всіх обробках, ця взаємозв'язок чітко не відзначається, що вважається дуже вирішальним протягом перших днів обробки ванілі. Найкраща ферментально-ванілінова кореляція була представлена ​​з в’яненням у S, де відсутні статистично значущі відмінності середнього виходу ваніліну. При використанні сфокусованих енергій ультразвукової обробки (SF) та мікрохвиль (MF) при в’яненні стручків вихід ваніліну збільшується по відношенню до процесу Т; крім випадків, коли застосовується надлишок мікрохвильовки.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: Альтернативні енергії, сушені, в’ялі, ванілін, β-глюкозидаза.

Традиційний процес збагачення може зайняти три-шість місяців, тоді як той, що проводиться на лабораторному рівні півтора місяці, отримуючи 3% ваніліну (RosadoZarrabal et al., 2006)

або 2174% за 10 днів допомоги (Sreedhar et al., 2007),

ферменти, в яких

температура та активність ферментів є ключовими факторами.

5.2 Екологічні умови для росту та виробництва ванілі Оптимальна температура становить від 21 до 32 ° C, мінімальна температура від 5 до 7 ° C протягом короткого часу, на висоті 0-600 метрів над рівнем моря, з опадами 1200 до 3000 мм на рік і хороший розподіл протягом року. Дуже важливо, щоб земля, вибрана для посадки ванілі, мала хороший дренаж, вона повинна бути багата органічними речовинами і мати рН між 6 і 7 (PRODESIS, 2005). Вирощування ванілі, кави чи інших подібних залишається надовго, вони є лісовими агросистемами, в яких опорні та тіньові дерева допомагають підтримувати біогеохімічні цикли набагато краще, ніж однорічні рослинні культури; вони зберігають місцеве біорізноманіття та відновлювальну здатність лісу. Однак плантації ванілі потрібно від 3 до 4 років, щоб розпочати виробництво (Elorza and López, 2007). 5.3 Плоди ванілі та його ферментативні реакції Стручки (Малюнок 1 |) мають трикутний переріз із центральною порожниною, яка містить тисячі крихітних насінин (Малюнок 2), м’ясиста частина якої використовується для ароматизації.

Малюнок 1. Повністю розвинений плід ванілі.

Рисунок 2. Поперечний переріз плодів ванілі, що показує його внутрішню структуру.

Кожен кут поперечного перерізу обмежений трубчастими клітинами або сосочками, тоді як поруч з порожниною розташовані плацентарні пластинки (рис. 3). Епікарп та ендокарп складаються з одного або двох шарів дуже дрібних клітин, що містять мезокарп

швидше за все вакуолізовані клітини і цитоплазма

обмежується тонким шаром навколо клітинних стінок (Odoux et al., 2003).

Малюнок 3. Поперечний переріз стиглих плодів ванілі.

Зелений стручок містить сполуки глікозидів-попередників аромату, з яких в основному ідентифіковано п’ять (Dignum et al., 2004), найважливішим з яких є глюкованілін, який накопичується в плодах значно після 15 тижня запилення і триває приблизно до 30 тижня (Odoux et ін., 2006). Найважливішими сполуками ванільного ароматизатора є ванілін, р-гідроксибензальдегід, ванілова кислота та р-гідроксибензойна кислота; з яких ванілін є основною сполукою (Pérez-Silva та ін., 2006), фенольний альдегід, що утворюється ферментативним гідролізом (рис. 4) β-глюкозидази на глюкованіліні в процесі затвердіння.

Рисунок 4. - Відокремлення ваніліну та глюкози від глюкованіліну дією β-глюкозидази.

Локалізація глюкованіліну та активність β-глюкозидази в клітинній тканині є предметом суперечок (Havkin-Frenkel, et al., 2005). Однак Odoux 2003a та Odoux et al., 2003b зазначають, що вони знаходяться в плаценті оболонки (малюнок 5).

Рисунок 5. Розташування глюкозиду та активність β-глюкозидази в різних зонах поперечного перерізу оболонки.

На клітинному рівні фермент і субстрат, здається, знаходяться в різних компартментах; Активність β-глюкозидази, здається, знаходиться в цитоплазмі, поза мезокарпом та/або апопластом, тоді як глюковайнілін знаходиться у вакуолі (рис. 6), плаценті та сосочках (Odoux et al., 2003a, 2003b), що також може відбуватися в позаклітинній зоні (Joel et al., 2003). Однак це виключить присутність активного ферменту в апопласті до дозрівання плодів (Odoux et al., 2006).

Рисунок 6. - Розташування фенольних сполук та окисних фенольних ферментів (РРО, поліфенол-оксидаза та POD, пероксидаза) у рослинній клітині (Toivonen and Brummell. 2008).

Незважаючи на те, що кількість глюкованіліну в стиглих стручках присутня на рівні 10-15% на суху вагу, лише в середньому близько 2% ваніліну є результатом традиційного процесу затвердіння ванілі, оскільки можна отримати від 4,8 до 7,3% ванілін на основі співвідношення молекулярних ваг ваніліну та глюкованіліну (152 з 314 г-моль) (Odoux et al., 2006; Perera and Owen, 2008). Перера та Оуен (2008) зі своїми дослідженнями показують збільшення виходу ваніліну за рахунок додавання ферментів целюлази, пептинази та β-глюціозидази. Це спричиняє пошкодження клітин у зелених стручках. Зелені та стиглі стручки демонструють відмінності у ферментативній активності, перші мають низький вихід гідролізу глюкованіліну (