Recherche des mécanismes d'échange Recherche des mécanismes d'échange de molécules sapides entre des échantillons de molécules sapides entre des échantillons
de bulbes d'oignon (de bulbes d'oignon (Allium cepaAllium cepa L.) et un L.) et un environnement aqueux. environnement aqueux.
Étude de l’influence de divers paramètres en Étude de l’influence de divers paramètres en vue de déterminer la contribution des vue de déterminer la contribution des
phénomènes de diffusion à ces échanges.phénomènes de diffusion à ces échanges.
Audrey Tardieu3 juillet 2009
Directeur de thèse : Hervé This Directeur industriel : Walter de Man Rapporteur : Arnaud Audrechy Rapporteur : Jean-Luc Courthaudon Examinateur : Camille Michon Examinateur : Raphaël Haumont.
1.1. Une double question : technologique et scientifiqueUne double question : technologique et scientifique
1.1. Tissus végétaux, structure et composition ; leur Tissus végétaux, structure et composition ; leur étudeétude
1.1. Matériels et Méthodes : détermination de Matériels et Méthodes : détermination de méthodes analytiques efficaces pour l’étude de la méthodes analytiques efficaces pour l’étude de la question scientifiquequestion scientifique
1.1. Résultats et Discussion : une diffusion? Résultats et Discussion : une diffusion?
1.1. Conclusions et Perspectives : un modèle à affiner Conclusions et Perspectives : un modèle à affiner au second ordreau second ordre
1. Présentation du 1. Présentation du sujetsujet
La question industrielle…La question industrielle…
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Tonnage: 100 000 tonnes / an.
Composition: Tomates (80 %), purée de tomates (11 %), oignons (2 %), sucre, amidon modifié, huile d’olive (1 %), sel, basilic, ail, herbes, persil, acide citrique, épices.
Système: Phase huile dispersée dans une phase aqueuse continue négligeable
http://www.dolmio.co.uk/DolmioNew/en-GB/our_larder/bolognese/original.htm
… … est la question culinaireest la question culinaire
« Coupez en gros dés deux livres de ruelle de veau, une livre de lard gras, une de maigre de jambon de Bayonne, quatre carottes et quatre gros oignons coupés aussi en dés ; passez le tout dans une casserole avec une livre de beurre d’Isigny, du persil en branches, un maniveau de champignons, deux échalotes émincées, un rien d’ail, une feuille de laurier, un peu de thym et de basilic, deux clous de girofle, un peu de macis et de mignonnette ; le tout étant à peine roussi sur un feu doux, vous y joignez la chair de deux citrons épépinés et coupés minces, trois grandes cuillerées de bouillon ou de consommé, et un verre de bon vin blanc ; faites mijoter la mire-poix pendant deux heures et la passez avec pression par l’étamine. Servez- vous de cet assaisonnement pour les entrées susceptibles d’être préparées à la mire-poix. »
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Ref:Marie-Antoine Carême, L’art culinaire au XIXe siècle, chez l’auteur, Paris, 1847.
Marie-Antoine Carême (1784 –
1833)
Préparation pour la mire-
poix
Les deux faces du travailLes deux faces du travail
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
TECHNOLOGIQUE
SCIENTIFIQUE
Analyses des effets présumés
Recherche de mécanismes
Analyses sensoriellesAnalyses sensorielles
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
1. Tests triangulaires
3. GC/MS-O
2. Tests descriptifs
Tests triangulairesTests triangulaires
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Test Test numbenumbe
rr
Kind of testKind of test Sauce Sauce AA
Sauce Sauce BB
1 0 vs. 3 months
14/36 10/36
2 0 vs. 6 months
14/36 15/36
3 0 vs. 9 months
6/36 13/36
4 0 vs. 12 months
10/36 21/36
Sauce0
Pasteurization in the plant
+ 10 % raw onions
+ 10 % fresh fried onions
+ 1.5 % fried onion paste
Sauce B
Sauce C
storage at 20 °C
Reverse shelflife tests
freezing step Storage at 4 °CStorage at 20 °C
Real shelflife tests
Sauce A
Tests triangulairesTests triangulaires
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Test Test numbenumbe
rr
Kind of testKind of test Sauce Sauce AA
Sauce Sauce BB
1 0 vs. 3 months
14/36 10/36
2 0 vs. 6 months
14/36 15/36
3 0 vs. 9 months
6/36 13/36
4 0 vs. 12 months
10/36 21/36
Sauce0
Pasteurization in the plant
+ 10 % raw onions
+ 10 % fresh fried onions
+ 1.5 % fried onion paste
Sauce B
Sauce C
storage at 20 °C
Reverse shelflife tests
freezing step Storage at 4 °CStorage at 20 °C
Real shelflife tests
Sauce A
http://www2.agrocampus-ouest.fr/math/donnees/table_test_triangulaire.pdf
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Descriptors
1 2 3 4 5 6
Differences between saucesA (4 °C) and A (20 °C)
no no no no no, /t0avr. A (4 °C) > 5avr. A (20 °C) ≤ 6
no avr. A (4 °C) ≤ 4avr. A (20 °C) > 5
Differences between sauces B (4 °C) and B (20 °C)
no no no no no avr. A (4 °C) ≤ 4avr. A (20 °C) > 5
no avr. A (4 °C) ≥ 6avr. A (20 °C) ≥ 5
Differences between C (4 °C) and C (20 °C)
no no no no no no avr. A (4 °C) ≤ 4avr. A (20 °C) < 3
Differences between sauces A and B
no no no no yes (4 °C): at 3, 6 and 9 months of storageno (20 °C)
yes (4°C) /3 months of storageno (20 °C)
Differences between sauces B and C
no /t0
no no no yes (4 °C): at 3 months of storageno (20 °C)
no
Differences between sauces A and C
no /t0
no no no yes (4 °C) /3 and 12 months of storageno (20 °C)
Tests descriptifsTests descriptifs
AFNOR, 1995. Recueil de normes françaises. Contrôle de la qualité des produits alimentaires - analyse sensorielle. Afnor, Paris, 5e édition, 400 p. SSHA, 1998. Évaluation sensorielle, manuel méthodologique. Lavoisier TEC et DOC, Paris, 2e édition, 345 p.
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Descriptors
1 2 3 4 5 6
Differences between saucesA (4 °C) and A (20 °C)
no no no no no, /t0avr. A (4 °C) > 5avr. A (20 °C) ≤ 6
no avr. A (4 °C) ≤ 4avr. A (20 °C) > 5
Differences between sauces B (4 °C) and B (20 °C)
no no no no no avr. A (4 °C) ≤ 4avr. A (20 °C) > 5
no avr. A (4 °C) ≥ 6avr. A (20 °C) ≥ 5
Differences between C (4 °C) and C (20 °C)
no no no no no no avr. A (4 °C) ≤ 4avr. A (20 °C) < 3
Differences between sauces A and B
no no no no yes (4 °C): at 3, 6 and 9 months of storageno (20 °C)
yes (4°C) /3 months of storageno (20 °C)
Differences between sauces B and C
no /t0
no no no yes (4 °C): at 3 months of storageno (20 °C)
no
Differences between sauces A and C
no /t0
no no no yes (4 °C) /3 and 12 months of storageno (20 °C)
Tests descriptifsTests descriptifs
Zzzzz
zzz
Analyses en GC/MS-OAnalyses en GC/MS-OIntroduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et
Perspectives
Nielsen and Poll, 2004
RI Compound name Descriptor
914 2/3-methylbutanal malty
960propenyl propyl
sulfide sulfury
970 2,3-butanedione buttery
1077 Hexanal green
1110 dimethyl disulfide sulfury
1209 Limonene lemony
1220methyl propyl
disulfide onion
1265(z)-methyl1-propenyl
disulfide onion
1297 1-octene-3-one mushroom
1313 2-acetyl-1-pyrroline roasty
1365 dipropyl disulfide onion
1355 dimethyl trisulfide sulfury
1390(z)-1-propenyl propyl
disulfide onion-like
1398 2-isobutylthiazole tomato leaf
1425 acetic acid sour
1449 methionalcooked potato
RI Compound name Descriptor
1512 Nonenal green
1512 Nonenal green
1525 Linalool floral
1575 Unknown* sulfury
1594 β-caryophyllene spicy
1617 Butanoicacid sweaty
1636 Phenylacetaldehyde floral honey
1645 Unknown* onion
1680 3-methylbutanoic acid rancid
1723 Methionol sulfury
1735 Geranial flowery
1765 Unknown* onion
17953-mercapto-2-
methylpentanol onion
1819 β-damascenone apple pie
1857 guaiacol smokey
1910 2-phenylethanol floral
2037 furaneol cotton candy
Landy et al., 2002Schulz et al., 1998Buttery et al., 1990
Analyses en GC/MS-OAnalyses en GC/MS-OIntroduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et
Perspectives
RI Compound name Descriptor
914 2/3-methylbutanal malty
960propenyl propyl
sulfide sulfury
970 2,3-butanedione buttery
1077 Hexanal green
1110 dimethyl disulfide sulfury
1209 Limonene lemony
1220methyl propyl
disulfide onion
1265(z)-methyl1-propenyl
disulfide onion
1297 1-octene-3-one mushroom
1313 2-acetyl-1-pyrroline roasty
1365 dipropyl disulfide onion
1355 dimethyl trisulfide sulfury
1390(z)-1-propenyl propyl
disulfide onion-like
1398 2-isobutylthiazole tomato leaf
1425 acetic acid sour
1449 methionalcooked potato
RI Compound name Descriptor
1512 Nonenal green
1512 Nonenal green
1525 Linalool floral
1575 Unknown* sulfury
1594 β-caryophyllene spicy
1617 Butanoicacid sweaty
1636 Phenylacetaldehyde floral honey
1645 Unknown* onion
1680 3-methylbutanoic acid rancid
1723 Methionol sulfury
1735 Geranial flowery
1765 Unknown* onion
17953-mercapto-2-
methylpentanol onion
1819 β-damascenone apple pie
1857 guaiacol smokey
1910 2-phenylethanol floral
2037 furaneol cotton candy
Nielsen and Poll, 2004Landy et al., 2002Schulz et al., 1998Buttery et al., 1990
Analyses en GC/MS-OAnalyses en GC/MS-OIntroduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et
Perspectives
RI Compound name Descriptor
914 2/3-methylbutanal malty
960propenyl propyl
sulfide sulfury
970 2,3-butanedione buttery
1077 Hexanal green
1110 dimethyl disulfide sulfury
1209 Limonene lemony
1220methyl propyl
disulfide onion
1265(z)-methyl1-propenyl
disulfide onion
1297 1-octene-3-one mushroom
1313 2-acetyl-1-pyrroline roasty
1365 dipropyl disulfide onion
1355 dimethyl trisulfide sulfury
1390(z)-1-propenyl propyl
disulfide onion-like
1398 2-isobutylthiazole tomato leaf
1425 acetic acid sour
1449 methionalcooked potato
RI Compound name Descriptor
1512 Nonenal green
1512 Nonenal green
1525 Linalool floral
1575 Unknown* sulfury
1594 β-caryophyllene spicy
1617 Butanoicacid sweaty
1636 Phenylacetaldehyde floral honey
1645 Unknown* onion
1680 3-methylbutanoic acid rancid
1723 Methionol sulfury
1735 Geranial flowery
1765 Unknown* onion
17953-mercapto-2-
methylpentanol onion
1819 β-damascenone apple pie
1857 guaiacol smokey
1910 2-phenylethanol floral
2037 furaneol cotton candy
Nielsen and Poll, 2004Landy et al., 2002Schulz et al., 1998Buttery et al., 1990
2. Bibliographie2. Bibliographie
Etudes préliminairesEtudes préliminaires
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Cazor, A.; Deborde, C.; Moing A.; Rolin, D.; This, H. Sucrose, Glucose, and Fructose Extraction in Aqueous Carrot Root Extracts Prepared at Different Temperatures by Means of Direct NMR Measurements. J. Agric. Food Chem. 2006, 54, 4681-4686.
Structure végétaleStructure végétale
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
1 mm
Cellules parenchymateuses
Vaisseaux
Campbell, N. Anatomie et croissance des végétaux. In Biologie; R. Pédagogique, Ed.; De Boeck-Wesmael: Québec, 1995.
Hypothèses sur l’extractionHypothèses sur l’extraction
• Différents paramètres:
– Taille
– Température
– Ratio eau/ oignon
– Friture
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
cellules canal milieu aqueux
P1
Composition chimiqueComposition chimique
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Saccharose
Glucose Fructose
FOS
• Les acides aminés
• Les saccharides
Selby, C.; Galpin, I.J. ; et al. Comparison of the onion plant (Allium Cepa) and onion tissue culture. New Phytol. 1979, 83, 351-359.Fukushi, E.; Onodera, S.; Yamamori, A.; Shiomi, N. and Kawabata, J. NMR analysis of tri- and tetrasaccharides from asparagus Magn. Reson. Chem. 2000, 38, 1005–1011
Slimestad, R.; Fossen, T.; Vagen, I.M. Onions: A Source of Unique Dietary Flavonoids, J. Agric. Food Chem., 2007, 55(25), 10067–10080. Block, E.; Birringer, M.; Jiang, W.; Nakahodo, T.; Thompson H.J.; Toscano, P.J.; Uzar, H.; Zhang, X. and Zhu, Z. Allium Chemistry: Synthesis, Natural Occurrence, Biological Activity, and Chemistry of Se- Alk(en)ylselenocysteines and Their γ-Glutamyl Derivatives and Oxidation Products. J. Agric. Food Chem. 2001, 49, 458-470
Flavonols Anthocyanines
• Les composés soufrés
• Les composés phénoliques
O’Donoghue, E.M.; Omerfield, S.D.; Bendall, M.; Hedderly, D.; Eason, J.; Sims I. Evaluation of Carbohydrates in Pukekohe Longkeeper and Grano Cultivars of Allium cepa. J. Agric. Food Chem., 2004, 52, 5383-90.
Tehrani, K. A. et al. Thermal degradation studies of glucose/glycine melanoidins. J. Agric. Food Chem. 2002, 50, 4062-4068.Micheli, F. Pectin methylesterases : cell wall enzymes with important roles in plant physiology. Plant Science 2001, 6, 414-419.Keijbets, M.J.H.; Pilnik, W. Beta-Elimination of pectin in the presence of anions and cations. Carbohydrate research 1974, 33, 359-362.
Hypothèses sur les réactions Hypothèses sur les réactions chimiqueschimiques
• Hydrolyse
• Déshydratation des sucres réducteurs
• Réactions de Maillard
• PME sur les résidus d’AGal
• β élimination
• Réactions polyphénols
• Réactions de molécules soufrées
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
• Hydrolyse
• Déshydratation des sucres réducteurs
• Réactions de Maillard
• PME sur les résidus d’AGal
• β élimination
• Réactions polyphénols
• Réactions de molécules soufrées
• Hydrolyse
• Déshydratation des sucres réducteurs
• Réactions de Maillard
• PME sur les résidus d’AGal
• β élimination
• Réactions polyphénols
• Réactions de molécules soufrées
• Hydrolyse
• Déshydratation des sucres réducteurs
• Réactions de Maillard
• PME sur les résidus d’AGal
• β élimination
• Réactions polyphénols
• Réactions de molécules soufrées
• Hydrolyse
• Déshydratation des sucres réducteurs
• Réactions de Maillard
• PME sur les résidus d’AGal
• β élimination
• Réactions polyphénols
• Réactions de molécules soufrées
• Hydrolyse
• Déshydratation des sucres réducteurs
• Réactions de Maillard
• PME sur les résidus d’AGal
• β élimination
• Réactions polyphénols
• Réactions de molécules soufrées
• Hydrolyse
• Déshydratation des sucres réducteurs
• Réactions de Maillard
• PME sur les résidus d’AGal
• β élimination
• Réactions polyphénols
• Réactions de molécules soufrées
• Hydrolyse
• Déshydratation des sucres réducteurs
• Réactions de Maillard
• PME sur les résidus d’AGal
• β élimination
• Réactions polyphénols
• Réactions de molécules soufrées
• Hydrolyse
• Déshydratation des sucres réducteurs
• Réactions de Maillard
• PME sur les résidus d’AGal
• β élimination
• Réactions polyphénols
• Réactions de molécules soufrées
Tombari, E.; Salvetti, G.; Ferrari, C. and Johari, G.P. Kinetics and Thermodynamics of Sucrose Hydrolysis from Real-Time Enthalpy and Heat Capacity Measurements. J. Phys. Chem. B 2007, Vol. 111, No. 3.
Feather, M. S. et al. Dehydration reactions of carbohydrates. Advances in Carbohydrate Chem 1973, 28, 161-224.Karl J. Siebert, Nataliia V. Troukhanova,and Penelope Y. Lynn, Nature of Polyphenol-Protein Interactions, J. Agric. Food Chem. 1996, 44, 80-85.
Martin Kröger, Ulf Prüße and Klaus-Dieter Vorlop, A new approach for the production of 2,5-furandicarboxylic acid by in situ oxidation of 5-hydroxymethylfurfural starting from fructose, Topics in Catalysis, 2000, 13, 237–242
3. Matériels et 3. Matériels et MéthodesMéthodes
Hypothèse à tester : Hypothèse à tester :
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Échange diffusif entre un canal et une solution aqueuse
Préparation des échantillonsPréparation des échantillons
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Couper le haut et le bas
Couper en moitiés
dés
+ eau déminéralisée, meau = 3 x moignon
+ NaN3 (0,1%)
Echantillonnage
Centrifugation10000 tr/min 10 min, 20 °CFiltration45 µm
Jaime, L., E. Molla, et al. 2002. Structural Carbohydrate Differences and Potential Source of Dietary Fiber of Onion (Allium cepa L.) Tissues. J. Agric. Food Chem. 50. 122-128.
Cazor, A. et al. 2006. Sucrose, Glucose, and Fructose Extraction in Aqueous Carrot Root Extracts Prepared at Different Temperatures by Means of Direct NMR Measurements, J. Agric. Food Chem. 54, 4681-4686.
Havey, M. J., C. R. Galmarini, et al. 2004, QTL affecting soluble carbohydrate concentrations in stored onion bulbs and their association with flavor and health-enhancing attributes. Genome 47: 463–468.
Choix des méthodes Choix des méthodes d’analysed’analyse
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
CCMCCM HPLCHPLC ECEC SMSM RMNRMNdestructive Oui Non Oui Oui Non
préparation des
échantillons aucune dilutionfiltration
dilutionfiltration
dilutionfiltration
double lyophilisatio
nfiltration
Ajustement du pH
Limite de quantificatio
n
1 mg/g < 0.5 mg/g n.d. 0.1 ng/µL 10-20 mg/g
Linéarité 0.97 < R² < 0.99
n.d. n.d. R² > 0.99 R² > 0.99
Répétabilité erreur< 3 %
n.d. n.d. c.v. < 4 % c.v. < 0.6 %
Temps d’analyse
4 h 15 min 10 min 2 min 35 min
Choix des méthodes Choix des méthodes d’analysed’analyse
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
CCMCCM HPLCHPLC ECEC SMSM RMNRMN
destructive Oui Non Oui Oui Non
préparation des
échantillons aucune dilutionfiltration
dilutionfiltration
dilutionfiltration
double lyophilisatio
nfiltration
Ajustement du pH
Limite de quantificatio
n
1 mg/g < 0.5 mg/g n.d. 0.1 ng/µL 10-20 mg/g
Linéarité 0.97 < R² < 0.99
n.d. n.d. R² > 0.99 R² > 0.99
Répétabilité erreur< 3 %
n.d. n.d. c.v. < 4 % c.v. < 0.6 %
Temps d’analyse
4 h 15 min 10 min 2 min 35 min
Choix des méthodes Choix des méthodes d’analysed’analyse
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
CCMCCM HPLCHPLC ECEC SMSM RMNRMN
destructive Oui Non Oui Oui Non
préparation des
échantillons aucune dilutionfiltration
dilutionfiltration
dilutionfiltration
double lyophilisatio
nfiltration
Ajustement du pH
Limite de quantificatio
n
1 mg/g < 0.5 mg/g n.d. 0.1 ng/µL 10-20 mg/g
Linéarité 0.97 < R² < 0.99
n.d. n.d. R² > 0.99 R² > 0.99
Répétabilité erreur< 3 %
n.d. n.d. c.v. < 4 % c.v. < 0.6 %
Temps d’analyse
4 h 15 min 10 min 2 min 35 min
Choix des méthodes Choix des méthodes d’analysed’analyse
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
CCMCCM HPLCHPLC ECEC SMSM RMNRMN
destructive Oui Non Oui Oui Non
préparation des
échantillons aucune dilutionfiltration
dilutionfiltration
dilutionfiltration
double lyophilisatio
nfiltration
Ajustement du pH
Limite de quantificatio
n
1 mg/g < 0.5 mg/g n.d. 0.1 ng/µL 10-20 mg/g
Linéarité 0.97 < R² < 0.99
n.d. n.d. R² > 0.99 R² > 0.99
Répétabilité erreur< 3 %
n.d. n.d. c.v. < 4 % c.v. < 0.6 %
Temps d’analyse
4 h 15 min 10 min 2 min 35 min
Choix des méthodes Choix des méthodes d’analysed’analyse
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
CCMCCM HPLCHPLC ECEC SMSM RMNRMN
destructive Oui Non Oui Oui Non
préparation des
échantillons aucune dilutionfiltration
dilutionfiltration
dilutionfiltration
double lyophilisatio
nfiltration
Ajustement du pH
Limite de quantificatio
n
1 mg/g < 0.5 mg/g n.d. 0.1 ng/µL 10-20 mg/g
Linéarité 0.97 < R² < 0.99
n.d. n.d. R² > 0.99 R² > 0.99
Répétabilité erreur< 3 %
n.d. n.d. c.v. < 4 % c.v. < 0.6 %
Temps d’analyse
4 h 15 min 10 min 2 min 35 min
Spectrométrie RMN Spectrométrie RMN 11HH
• Nombre de scans
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
D1 = 25 s (), angle de pulse: 90 °, temps d’acquisition: 5.4 s, LB: 0.3 Hz, 21 °C ; NS: 64
Spectrométrie RMNSpectrométrie RMN• Température
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
N. Le BARC’H, 2000, Kinetic study of the mutarotation of D-glucose in concentrated aqueous solution by gas-liquid chromatography, Association AVH – 7e Symposium – Reims.
Polacek et al, 2002, Chair-chair conformation flexibility, pseudorotation, and exocyclic group isomerization of monosaccharides in water. Journal of chemical physics 2002, 116, 2973-2982
D-glucose D-fructose
a-furanose 0 0.05
b-furanose 0.001 0.23
a-pyranose 0.38 0.02
b-pyranose 0.62 0.70
Proportions à l’équilibreà température ambiante
Equilibre mutarotationnel du glucose en solution
Spectrométrie RMNSpectrométrie RMN• Méthodes d’intégration - bruit
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Tardieu A., This H., Comparison of different methods of peak integration for quantitative nuclear magnetic resonance (qNMR). En cours de publication.
Spectroscopie de masseSpectroscopie de masse• QSTAR (Applied Biosystems, Courtaboeuf, France)
• Ionisation par électrospray (ESI)
• Système hybride QqTOF
• Mode positif
• Addition de chlorure de sodium (NaCl) : augmentation de l’efficacité de l’ionisation
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Hoffmann E.; Stroobant, V. Spectrométrie de masse, 3rd edition, Paris : Dunod, 2005. - XII, p. 425. ISBN 2-10-049449
• QSTAR (Applied Biosystems, Courtaboeuf, France)
• Ionisation par électrospray (ESI)
• Système hybride QqTOF
• Mode positif
• Addition de chlorure de sodium (NaCl) : augmentation de l’efficacité de l’ionisation
• QSTAR (Applied Biosystems, Courtaboeuf, France)
• Ionisation par électrospray (ESI)
• Système hybride QqTOF
• Mode positif
• Addition de chlorure de sodium (NaCl) : augmentation de l’efficacité de l’ionisation
Chernushevich, I.V.; Loboda, A.V. and Thomson, B.A. An introduction to quadrupole–time-of-flight mass spectrometry, J. Mass Spectrom. 2001, 36, 849–865.
Cole, R.B. Some tenets pertaining to electrospray ionization mass spectrometry. J. Mass Spectrom. 2000, 35, 763–772.
4. Résultats et 4. Résultats et DiscussionsDiscussions
IdentificationIdentification
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
5
4
3
2
1
0
8 6 4 2 0
a.
u.
ppm
RMN
CCM SM UV-vis
IdentificationIdentification
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
5
4
3
2
1
0
8 6 4 2 0
a.
u.
ppm
région des saccharides
TSP - d4HDO
O
OH
DD
DD
Si
3-(Trimethylsilyl)propionic-2,2,3,3-d4 acid
D1 = 25 sec, angle de pulse: 90 °, NS: 64, temps d’acquisition: 5.4 sec, LB: 0.3 Hz, 21 °C
protons aromatiques
Région des acides aminés et organiques
Fan, T. W. M. Metabolite profiling by one- and two-dimensional NMR analysis of complex mixtures. Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 1996, 28, 161-219.Sobolev, A.P.; Brosio, E.; Gianferri, R.; Segre, A.L., Metabolic profile of lettuce leaves by high-field NMR spectra. Magnetic Resonance in Chemistry 2005, 43, 425-638.
d-TSP
pp
mppm
RMN 2DRMN 2D
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
COSY 90, NS = 64, no filter, D1 = 2 s, 21 °C
14 acides aminés• alanine (Ala)• arginine (Arg)• aspartic acid (Asp)• asparagine (Asn)• glutamic acid/glutamate (Glu)• glutamine (Gln)• histidine (His)• isoleucine (Ile)• leucine (Leu)• lysine (Lys)• phenylalanine (Phe)• threonine (Thr)• tyrosine (Tyr)• valine (Val)
6 acides organiques• Acide acétique/acétate (Ace)• Acide fumarique/fumarate
(Fum)• Acide gamma amino butyrique
(GABA)• Acide malique/malate (Mal)• Acide succinique/succinate
(Scc)• Acide formique/formate (For)
IdentificationIdentification
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Prétraitement: acétate de sodium 0.02 M
Solvant: 1-butanol/ ethanol/ water, 5:3:2 (v/v/v)
Révélation: aniline + diphenylamine + acétone + acide phosphorique 85 %
IdentificationIdentification
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
A
B
UV-vis spectrophotomètre double faisceaux
Longueurs d’onde: 200 à 800 nm
Pas: 1 nm
Température: 23 °C
Quantification des sucres par Quantification des sucres par RMNRMN
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Quantification des sucres par Quantification des sucres par RMNRMN
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Macération 1:
• 150 g d’oignons• Dés de 1 cm x 1 cm x épaisseur de l’écaille•450 g d’eau MilliQ + 0.1 % NaN3
Macération 2:
• 70 g d’oignons• 210 g d’eau MilliQ + 0.1 % NaN3
Prélèvements 1: t0 et 2 jours
Prélèvements 2: t0 et 3 jours
Quantification des sucres par Quantification des sucres par RMNRMN
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Tailles:
Chaque oignon est coupé en 4.• S1: quarts d’oignons• S2: dés de 1 cm x 1 cm x épaisseur de l’écaille• S3: dés de 0.5 cm x 0.5 cm x épaisseur de l’écaille• S4: oignons mixés
Macérations:
• m(eau) = 3 * m(oignons)• 11 jours• température ambiante (23 °C)
Quantification des sucres par Quantification des sucres par RMNRMN
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Rapports m(oignon)/m(eau):
Chaque oignon est coupé en 4.• 1/3
• 1/20
• 1/80
Macérations:
• m(eau) = 3 * m(oignons)
• 11 jours
• Température ambiante
Quantification des sucres par Quantification des sucres par RMNRMN
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Températures:
Chaque oignon est coupé en 4.• 23 °C
• 55 °C
• 75 °C
• 100 °C
Macérations:
• m(eau) = 3 * m(oignons)
• 11 jours
Quantification des sucres par Quantification des sucres par RMNRMN
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Chaque oignon est coupé en 2.
Friture:
• poêle à 140 °C• 7 g d’huile de tournesol• 200 g d’oignons• 15 – 20 min• papier absorbant
Macérations:
• m(eau) = 3 * m(oignons) frais• 11 jours
Tardieu A., Guerez A., Phana S., De Man W. and This H., Comparison of Mono- and Di-Saccharides Release in Aqueous Solutions by Raw or Fried Dice of Onion (Allium Cepa L.) Bulbs using Quantitative Nuclear Magnetic Resonance (qNMR) 2009,Vol. 74, Nr. 4, 319 – 325
Quantification des sucres par Quantification des sucres par SMSM
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Spectre de masse
Courant total d’ions Courant d’ion extrait
Injection: 10 µL d’échantillon dans une boucle d’injection de 100 µL
Vitesse d’injection:20 µL/min
Solvant: methanol/ eau, 50:50 (v/v).
Etalon interne: arabinose
Temps d’analyse:2 min
Modèle d’oignon pour la Modèle d’oignon pour la diffusiondiffusion
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
L
H
r
D
unité « eau »
unité « model oignon »unité « canal »
did
x
z
« unité oignon
z
d
d
f(t) ~ t
g(t) ~ )( kte
Coefficients apparents de Coefficients apparents de diffusiondiffusion
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
2L
DtT
app
2exp
expexp
2mod
modexp
L
Dt
L
DtA appapp
2mod
2expmod
exp L
LDAD
appapp
Exp.
(10-5.cm²/s) (10-5.cm²/s) (10-5.cm²/s)
min max min max min max
a1 1.5 1.6 1.3 1.6 2.3 4.9
b1 0.7 0.8 0.9 1.0 1.3 1.6
c1 0.6 0.7 0.5 0.6 1.0 1.2
a2 1.8 2.0 1.7 2.0 3.5 3.9
a3 2.0 2.5 1.6 2.2 3.3 3.9
b2 0.7 0.8 0.6 0.8 0.9 1.0
c2 6.8 7.8 6.8 7.8 15.6 17.7
GlcD appexp FruD app
exp SucD appexp
Dth(Glc) 0.56.10-5 cm²/s
Dth(Fru) 0.58 .10-5 cm²/s
Dth(Suc) 0.42.10-5 cm²/s
(Mahawanich et al., 2004)
Exp.
(10-5.cm²/s) (10-5.cm²/s) (10-5.cm²/s)
min max min max min max
a1 1.5 1.6 1.3 1.6 2.3 4.9
b1 0.7 0.8 0.9 1.0 1.3 1.6
c1 0.6 0.7 0.5 0.6 1.0 1.2
a2 1.8 2.0 1.7 2.0 3.5 3.9
a3 2.0 2.5 1.6 2.2 3.3 3.9
b2 0.7 0.8 0.6 0.8 0.9 1.0
c2 6.8 7.8 6.8 7.8 15.6 17.7
GlcD appexp FruD app
exp SucD appexpExp.
(10-5.cm²/s) (10-5.cm²/s) (10-5.cm²/s)
min max min max min max
a1 1.5 1.6 1.3 1.6 2.3 4.9
b1 0.7 0.8 0.9 1.0 1.3 1.6
c1 0.6 0.7 0.5 0.6 1.0 1.2
a2 1.8 2.0 1.7 2.0 3.5 3.9
a3 2.0 2.5 1.6 2.2 3.3 3.9
b2 0.7 0.8 0.6 0.8 0.9 1.0
c2 6.8 7.8 6.8 7.8 15.6 17.7
GlcD appexp
FruD appexp SucD app
exp
Où chercher des mécanismes Où chercher des mécanismes supplémentaires? supplémentaires?
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
1 mm 1 mm
Des méthodes d’analyse rapide Des méthodes d’analyse rapide de systèmes complexesde systèmes complexes
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
D1 = 25 sec, angle de pulse: 90 °, NS: 64, temps d’acquisition: 5.4 sec, LB: 0.3 Hz, 21 °C
Réf publi Lauriane
5. Conclusions et 5. Conclusions et PerspectivesPerspectives
Des études méthodologiques, Des études méthodologiques, des recherches mécanistiquesdes recherches mécanistiques
• Méthodologie expérimentale– Extraction des sucres
(O’Donoghue, 2004)– Forces ionique ou osmotique– Modèles dispersés complexes
• Méthodologie analytique– Spectrométrie de masse– Électrophorèse capillaire– IRM
• Modélisation– Augmentation du nombre
d’échantillons– Agitation– Model de tissus végétaux
• Généralisation– Études histologiques
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
canal cellules milieu aqueux
D1
k1 k2
k3 k4
k5
k5
k5D3
D6
D5
D4
D2
D7 k6
k7
k8
Recherche des mécanismes d'échange Recherche des mécanismes d'échange de molécules sapides entre des échantillons de molécules sapides entre des échantillons
de bulbes d'oignon (de bulbes d'oignon (Allium cepaAllium cepa L.) et un L.) et un environnement aqueux. environnement aqueux.
Étude de l’influence de divers paramètres en Étude de l’influence de divers paramètres en vue de déterminer la contribution des vue de déterminer la contribution des
phénomènes de diffusion à ces échanges.phénomènes de diffusion à ces échanges.
Audrey Tardieu3 juillet 2009
Directeur de thèse : Hervé This Directeur industriel : Walter de Man Rapporteur : Arnaud Audrechy Rapporteur : Jean-Luc Courthaudon Examinateur : Camille Michon Examinateur : Raphaël Haumont.
In this document, a continuation of the work on carrot stock was shown. Indeed the issue of storing onions samples is sauces is the same as for carrot stocks : you put plant tissues in a liquid, sauces being very often (to be characterized quantitatively) dispersions of various structures in an aqueous solution.
1.1. Une double question : technologique et scientifiqueUne double question : technologique et scientifique
1.1. Tissus végétaux, structure et composition ; leur Tissus végétaux, structure et composition ; leur étudeétude
1.1. Matériels et Méthodes : détermination de Matériels et Méthodes : détermination de méthodes analytiques efficaces pour l’étude de la méthodes analytiques efficaces pour l’étude de la question scientifiquequestion scientifique
1.1. Résultats et Discussion : une diffusion? Résultats et Discussion : une diffusion?
1.1. Conclusions et Perspectives : un modèle à affiner Conclusions et Perspectives : un modèle à affiner au second ordreau second ordre
For PhD paid by the food industry, the PhD scientists in the Group of Molecular gastronomy are torn apart between science (my sole goal) and technology (what the industry wants). If you ask me, I shall tell you about reconciling the two, through the « 5 column method », but anyway, the defense has to insist on mechanism, because remember that this is a scientific exercise.
Indeed, a PhD defense should be -this is the principle- the demonstration that is fit to become a professor. By the way, the PhD dissertation is frequently turned into a book, or rather a textbook, because it has to be designed in such a way !
Finally, a dissertation as well as a defence should promote a « thesis », i.e. an idea that one tries to establish, giving arguments for it.
1. Présentation du 1. Présentation du sujetsujet
Even better than a table of content : the goal is made very clear.
La question industrielle…La question industrielle…
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Tonnage: 100 000 tonnes / an.
Composition: Tomates (80 %), purée de tomates (11 %), oignons (2 %), sucre, amidon modifié, huile d’olive (1 %), sel, basilic, ail, herbes, persil, acide citrique, épices.
Système: Phase huile dispersée dans une phase aqueuse continue négligeable
http://www.dolmio.co.uk/DolmioNew/en-GB/our_larder/bolognese/original.htm
This PhD was based on a very annoying question : why do onions loose their flavour when stored in a tomato sauce.
The question was formerly studied, but all the information was lost, .
Let's observe that I am not interested in such a question, but the general question of storing plant tissues in water is interesting for molecular gastronomy, because of a possible phenomenon. If you say phenomenon, you say mechanism… and this is a red flag in front of the bull
… … est la question culinaireest la question culinaire
« Coupez en gros dés deux livres de ruelle de veau, une livre de lard gras, une de maigre de jambon de Bayonne, quatre carottes et quatre gros oignons coupés aussi en dés ; passez le tout dans une casserole avec une livre de beurre d’Isigny, du persil en branches, un maniveau de champignons, deux échalotes émincées, un rien d’ail, une feuille de laurier, un peu de thym et de basilic, deux clous de girofle, un peu de macis et de mignonnette ; le tout étant à peine roussi sur un feu doux, vous y joignez la chair de deux citrons épépinés et coupés minces, trois grandes cuillerées de bouillon ou de consommé, et un verre de bon vin blanc ; faites mijoter la mire-poix pendant deux heures et la passez avec pression par l’étamine. Servez- vous de cet assaisonnement pour les entrées susceptibles d’être préparées à la mire-poix. »
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Ref:Marie-Antoine Carême, L’art culinaire au XIXe siècle, chez l’auteur, Paris, 1847.
Marie-Antoine Carême (1784 –
1833)
Préparation pour la mire-
poix
In this document, a continuation of the work on carrot stock was shown. Indeed the issue of storing onions samples is sauces is the same as for carrot stocks : you put plant tissues in a liquid, sauces being very often (to be characterized quantitatively) dispersions of various structures in an aqueous solution.
Les deux faces du travailLes deux faces du travail
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
TECHNOLOGIQUE
SCIENTIFIQUE
Analyses des effets présumés
Recherche de mécanismes
My young colleague heard well my recommendations, of making a clear difference between science and technology.
Both questions are very interesting, even if they are different.
And this calls for two kinds of different studies.
As a consequence, this dissertation should discuss separately the two questions (before making a synthesis)
Analyses sensoriellesAnalyses sensorielles
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
1. Tests triangulaires
3. GC/MS-O
2. Tests descriptifs
All this was based on a fact that had to be tested : for sure, the industry was telling us that onions loose their flavour… but was it true ? This had to be checked, and it was done using a sensory test made after preparing the sauce in the conditions for which the phenomenon was indicated.
n aborde le problème factuel en premier, puis on parlera de la partie scientifique.
Triangular tests were made, on specific samples, during all the PhD work.
In the description tests: no significant differences for salty and bitter, caramel or off notes, at 4 or 20 °C. The main differences were for raw of cooked onions samples. For the sauce A, no significant difference between sauces stored 3, 6, 9 et 12 months with the fresh sauce; but for sauce B: differences between the sauce stored for 12 months.
GC/MS-O analyses were performed.
Tests triangulairesTests triangulaires
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Test Test numbenumbe
rr
Kind of testKind of test Sauce Sauce AA
Sauce Sauce BB
1 0 vs. 3 months
14/36 10/36
2 0 vs. 6 months
14/36 15/36
3 0 vs. 9 months
6/36 13/36
4 0 vs. 12 months
10/36 21/36
Sauce0
Pasteurization in the plant
+ 10 % raw onions
+ 10 % fresh fried onions
+ 1.5 % fried onion paste
Sauce B
Sauce C
storage at 20 °C
Reverse shelflife tests
freezing step Storage at 4 °CStorage at 20 °C
Real shelflife tests
Sauce A
Here are the results for the triangluar tests.
Tests triangulairesTests triangulaires
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Test Test numbenumbe
rr
Kind of testKind of test Sauce Sauce AA
Sauce Sauce BB
1 0 vs. 3 months
14/36 10/36
2 0 vs. 6 months
14/36 15/36
3 0 vs. 9 months
6/36 13/36
4 0 vs. 12 months
10/36 21/36
Sauce0
Pasteurization in the plant
+ 10 % raw onions
+ 10 % fresh fried onions
+ 1.5 % fried onion paste
Sauce B
Sauce C
storage at 20 °C
Reverse shelflife tests
freezing step Storage at 4 °CStorage at 20 °C
Real shelflife tests
Sauce A
http://www2.agrocampus-ouest.fr/math/donnees/table_test_triangulaire.pdf
On aborde le problème factuel en premier, puis on parlera de la partie scientifique.
Tests triangulaires = tests de différentiationTests descriptifs: Pas de différence significatives pour les descripteurs “salé”, “amer”, “notes caramel” et “notes off”, à 4 ou 20 °C. Principales différences : cru et frit
Tests triangulaires: Sauce A: pas de différence significative entre les sauces stockées 3, 6, 9 et 12 mois avec la sauce “fraîche”. Sauce B: différences entre la sauce stockée 12 mois et la sauce “fraîche”
Molécules sapides
Molécules odorantes
Améliorations des testsAnalyses GC/MS-O
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Descriptors
1 2 3 4 5 6
Differences between saucesA (4 °C) and A (20 °C)
no no no no no, /t0avr. A (4 °C) > 5avr. A (20 °C) ≤ 6
no avr. A (4 °C) ≤ 4avr. A (20 °C) > 5
Differences between sauces B (4 °C) and B (20 °C)
no no no no no avr. A (4 °C) ≤ 4avr. A (20 °C) > 5
no avr. A (4 °C) ≥ 6avr. A (20 °C) ≥ 5
Differences between C (4 °C) and C (20 °C)
no no no no no no avr. A (4 °C) ≤ 4avr. A (20 °C) < 3
Differences between sauces A and B
no no no no yes (4 °C): at 3, 6 and 9 months of storageno (20 °C)
yes (4°C) /3 months of storageno (20 °C)
Differences between sauces B and C
no /t0
no no no yes (4 °C): at 3 months of storageno (20 °C)
no
Differences between sauces A and C
no /t0
no no no yes (4 °C) /3 and 12 months of storageno (20 °C)
Tests descriptifsTests descriptifs
AFNOR, 1995. Recueil de normes françaises. Contrôle de la qualité des produits alimentaires - analyse sensorielle. Afnor, Paris, 5e édition, 400 p. SSHA, 1998. Évaluation sensorielle, manuel méthodologique. Lavoisier TEC et DOC, Paris, 2e édition, 345 p.
And here again
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Descriptors
1 2 3 4 5 6
Differences between saucesA (4 °C) and A (20 °C)
no no no no no, /t0avr. A (4 °C) > 5avr. A (20 °C) ≤ 6
no avr. A (4 °C) ≤ 4avr. A (20 °C) > 5
Differences between sauces B (4 °C) and B (20 °C)
no no no no no avr. A (4 °C) ≤ 4avr. A (20 °C) > 5
no avr. A (4 °C) ≥ 6avr. A (20 °C) ≥ 5
Differences between C (4 °C) and C (20 °C)
no no no no no no avr. A (4 °C) ≤ 4avr. A (20 °C) < 3
Differences between sauces A and B
no no no no yes (4 °C): at 3, 6 and 9 months of storageno (20 °C)
yes (4°C) /3 months of storageno (20 °C)
Differences between sauces B and C
no /t0
no no no yes (4 °C): at 3 months of storageno (20 °C)
no
Differences between sauces A and C
no /t0
no no no yes (4 °C) /3 and 12 months of storageno (20 °C)
Tests descriptifsTests descriptifs
Zzzzz
zzz
On aborde le problème factuel en premier, puis on parlera de la partie scientifique.
Tests triangulaires = tests de différentiationTests descriptifs: Pas de différence significatives pour les descripteurs “salé”, “amer”, “notes caramel” et “notes off”, à 4 ou 20 °C. Principales différences : cru et frit
Tests triangulaires: Sauce A: pas de différence significative entre les sauces stockées 3, 6, 9 et 12 mois avec la sauce “fraîche”. Sauce B: différences entre la sauce stockée 12 mois et la sauce “fraîche”
Molécules sapides
Molécules odorantes
Améliorations des testsAnalyses GC/MS-O
Analyses en GC/MS-OAnalyses en GC/MS-OIntroduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et
Perspectives
Nielsen and Poll, 2004
RI Compound name Descriptor
914 2/3-methylbutanal malty
960propenyl propyl
sulfide sulfury
970 2,3-butanedione buttery
1077 Hexanal green
1110 dimethyl disulfide sulfury
1209 Limonene lemony
1220methyl propyl
disulfide onion
1265(z)-methyl1-propenyl
disulfide onion
1297 1-octene-3-one mushroom
1313 2-acetyl-1-pyrroline roasty
1365 dipropyl disulfide onion
1355 dimethyl trisulfide sulfury
1390(z)-1-propenyl propyl
disulfide onion-like
1398 2-isobutylthiazole tomato leaf
1425 acetic acid sour
1449 methionalcooked potato
RI Compound name Descriptor
1512 Nonenal green
1512 Nonenal green
1525 Linalool floral
1575 Unknown* sulfury
1594 β-caryophyllene spicy
1617 Butanoicacid sweaty
1636 Phenylacetaldehyde floral honey
1645 Unknown* onion
1680 3-methylbutanoic acid rancid
1723 Methionol sulfury
1735 Geranial flowery
1765 Unknown* onion
17953-mercapto-2-
methylpentanol onion
1819 β-damascenone apple pie
1857 guaiacol smokey
1910 2-phenylethanol floral
2037 furaneol cotton candy
Landy et al., 2002Schulz et al., 1998Buttery et al., 1990
And here again
Analyses en GC/MS-OAnalyses en GC/MS-OIntroduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et
Perspectives
RI Compound name Descriptor
914 2/3-methylbutanal malty
960propenyl propyl
sulfide sulfury
970 2,3-butanedione buttery
1077 Hexanal green
1110 dimethyl disulfide sulfury
1209 Limonene lemony
1220methyl propyl
disulfide onion
1265(z)-methyl1-propenyl
disulfide onion
1297 1-octene-3-one mushroom
1313 2-acetyl-1-pyrroline roasty
1365 dipropyl disulfide onion
1355 dimethyl trisulfide sulfury
1390(z)-1-propenyl propyl
disulfide onion-like
1398 2-isobutylthiazole tomato leaf
1425 acetic acid sour
1449 methionalcooked potato
RI Compound name Descriptor
1512 Nonenal green
1512 Nonenal green
1525 Linalool floral
1575 Unknown* sulfury
1594 β-caryophyllene spicy
1617 Butanoicacid sweaty
1636 Phenylacetaldehyde floral honey
1645 Unknown* onion
1680 3-methylbutanoic acid rancid
1723 Methionol sulfury
1735 Geranial flowery
1765 Unknown* onion
17953-mercapto-2-
methylpentanol onion
1819 β-damascenone apple pie
1857 guaiacol smokey
1910 2-phenylethanol floral
2037 furaneol cotton candy
Nielsen and Poll, 2004Landy et al., 2002Schulz et al., 1998Buttery et al., 1990
On aborde le problème factuel en premier, puis on parlera de la partie scientifique.
Tests triangulaires = tests de différentiationTests descriptifs: Pas de différence significatives pour les descripteurs “salé”, “amer”, “notes caramel” et “notes off”, à 4 ou 20 °C. Principales différences : cru et frit
Tests triangulaires: Sauce A: pas de différence significative entre les sauces stockées 3, 6, 9 et 12 mois avec la sauce “fraîche”. Sauce B: différences entre la sauce stockée 12 mois et la sauce “fraîche”
Molécules sapides
Molécules odorantes
Améliorations des testsAnalyses GC/MS-O
Analyses en GC/MS-OAnalyses en GC/MS-OIntroduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et
Perspectives
RI Compound name Descriptor
914 2/3-methylbutanal malty
960propenyl propyl
sulfide sulfury
970 2,3-butanedione buttery
1077 Hexanal green
1110 dimethyl disulfide sulfury
1209 Limonene lemony
1220methyl propyl
disulfide onion
1265(z)-methyl1-propenyl
disulfide onion
1297 1-octene-3-one mushroom
1313 2-acetyl-1-pyrroline roasty
1365 dipropyl disulfide onion
1355 dimethyl trisulfide sulfury
1390(z)-1-propenyl propyl
disulfide onion-like
1398 2-isobutylthiazole tomato leaf
1425 acetic acid sour
1449 methionalcooked potato
RI Compound name Descriptor
1512 Nonenal green
1512 Nonenal green
1525 Linalool floral
1575 Unknown* sulfury
1594 β-caryophyllene spicy
1617 Butanoicacid sweaty
1636 Phenylacetaldehyde floral honey
1645 Unknown* onion
1680 3-methylbutanoic acid rancid
1723 Methionol sulfury
1735 Geranial flowery
1765 Unknown* onion
17953-mercapto-2-
methylpentanol onion
1819 β-damascenone apple pie
1857 guaiacol smokey
1910 2-phenylethanol floral
2037 furaneol cotton candy
Nielsen and Poll, 2004Landy et al., 2002Schulz et al., 1998Buttery et al., 1990
On aborde le problème factuel en premier, puis on parlera de la partie scientifique.
Tests triangulaires = tests de différentiationTests descriptifs: Pas de différence significatives pour les descripteurs “salé”, “amer”, “notes caramel” et “notes off”, à 4 ou 20 °C. Principales différences : cru et frit
Tests triangulaires: Sauce A: pas de différence significative entre les sauces stockées 3, 6, 9 et 12 mois avec la sauce “fraîche”. Sauce B: différences entre la sauce stockée 12 mois et la sauce “fraîche”
Molécules sapides
Molécules odorantes
Améliorations des testsAnalyses GC/MS-O
2. Bibliographie2. Bibliographie
Nw, the secondn part of a PhD. By the way, you have to know that our industry partners of FIPDES are very happy to be partners and to get interns, that they hire later, but they make a critic (unfair) : the FIPDES students are not very good at recognizing when a scientific or technological article is bad. Please don't trust publications, and remember the law of the small Wolfgang ! Beware, train yourself at recognizing good (seldom) and bad articles. And don't quote bad papers, because this would mean that you are as bad as the authors.
Etudes préliminairesEtudes préliminaires
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Cazor, A.; Deborde, C.; Moing A.; Rolin, D.; This, H. Sucrose, Glucose, and Fructose Extraction in Aqueous Carrot Root Extracts Prepared at Different Temperatures by Means of Direct NMR Measurements. J. Agric. Food Chem. 2006, 54, 4681-4686.
In this slide, we show why it is important to study something that appears as simple as storing onions in water.
The answer is that we primarily eat plant and animal tissues, or these tissues in aqueous solutions. What appears as a very peculiar question is indeed one of the main question of food science and technolgy !
You see here one of the results obtained with carrots.
Structure végétaleStructure végétale
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
1 mm
Cellules parenchymateuses
Vaisseaux
Campbell, N. Anatomie et croissance des végétaux. In Biologie; R. Pédagogique, Ed.; De Boeck-Wesmael: Québec, 1995.
Of course, you recognize some pictures from the previous PhD… but there as well two other pictures : they will be explained later, in the Results section.
Hypothèses sur l’extractionHypothèses sur l’extraction
• Différents paramètres:
– Taille
– Température
– Ratio eau/ oignon
– Friture
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
cellules canal milieu aqueux
P1
Here is the « thesis » that will be defended : some cells, when cut, release compounds in cells, but also the compounds from the inside of conductive tissues will be released, at a different velocity
This is studied by storing in water :
•Various sized of plant samples
•Samples at different temperatures
•Various ratios plant tissues/water
•Fried samples, for which the plant structure was modified.
Composition chimiqueComposition chimique
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Saccharose
Glucose Fructose
FOS
• Les acides aminés
• Les saccharides
Selby, C.; Galpin, I.J. ; et al. Comparison of the onion plant (Allium Cepa) and onion tissue culture. New Phytol. 1979, 83, 351-359.Fukushi, E.; Onodera, S.; Yamamori, A.; Shiomi, N. and Kawabata, J. NMR analysis of tri- and tetrasaccharides from asparagus Magn. Reson. Chem. 2000, 38, 1005–1011
Slimestad, R.; Fossen, T.; Vagen, I.M. Onions: A Source of Unique Dietary Flavonoids, J. Agric. Food Chem., 2007, 55(25), 10067–10080. Block, E.; Birringer, M.; Jiang, W.; Nakahodo, T.; Thompson H.J.; Toscano, P.J.; Uzar, H.; Zhang, X. and Zhu, Z. Allium Chemistry: Synthesis, Natural Occurrence, Biological Activity, and Chemistry of Se- Alk(en)ylselenocysteines and Their γ-Glutamyl Derivatives and Oxidation Products. J. Agric. Food Chem. 2001, 49, 458-470
Flavonols Anthocyanines
• Les composés soufrés
• Les composés phénoliques
O’Donoghue, E.M.; Omerfield, S.D.; Bendall, M.; Hedderly, D.; Eason, J.; Sims I. Evaluation of Carbohydrates in Pukekohe Longkeeper and Grano Cultivars of Allium cepa. J. Agric. Food Chem., 2004, 52, 5383-90.
Some important compounds for the study were discussed. Remember : always physics AND chemistry.
Tehrani, K. A. et al. Thermal degradation studies of glucose/glycine melanoidins. J. Agric. Food Chem. 2002, 50, 4062-4068.Micheli, F. Pectin methylesterases : cell wall enzymes with important roles in plant physiology. Plant Science 2001, 6, 414-419.Keijbets, M.J.H.; Pilnik, W. Beta-Elimination of pectin in the presence of anions and cations. Carbohydrate research 1974, 33, 359-362.
Hypothèses sur les réactions Hypothèses sur les réactions chimiqueschimiques
• Hydrolyse
• Déshydratation des sucres réducteurs
• Réactions de Maillard
• PME sur les résidus d’AGal
• β élimination
• Réactions polyphénols
• Réactions de molécules soufrées
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
• Hydrolyse
• Déshydratation des sucres réducteurs
• Réactions de Maillard
• PME sur les résidus d’AGal
• β élimination
• Réactions polyphénols
• Réactions de molécules soufrées
• Hydrolyse
• Déshydratation des sucres réducteurs
• Réactions de Maillard
• PME sur les résidus d’AGal
• β élimination
• Réactions polyphénols
• Réactions de molécules soufrées
• Hydrolyse
• Déshydratation des sucres réducteurs
• Réactions de Maillard
• PME sur les résidus d’AGal
• β élimination
• Réactions polyphénols
• Réactions de molécules soufrées
• Hydrolyse
• Déshydratation des sucres réducteurs
• Réactions de Maillard
• PME sur les résidus d’AGal
• β élimination
• Réactions polyphénols
• Réactions de molécules soufrées
• Hydrolyse
• Déshydratation des sucres réducteurs
• Réactions de Maillard
• PME sur les résidus d’AGal
• β élimination
• Réactions polyphénols
• Réactions de molécules soufrées
• Hydrolyse
• Déshydratation des sucres réducteurs
• Réactions de Maillard
• PME sur les résidus d’AGal
• β élimination
• Réactions polyphénols
• Réactions de molécules soufrées
• Hydrolyse
• Déshydratation des sucres réducteurs
• Réactions de Maillard
• PME sur les résidus d’AGal
• β élimination
• Réactions polyphénols
• Réactions de molécules soufrées
• Hydrolyse
• Déshydratation des sucres réducteurs
• Réactions de Maillard
• PME sur les résidus d’AGal
• β élimination
• Réactions polyphénols
• Réactions de molécules soufrées
Tombari, E.; Salvetti, G.; Ferrari, C. and Johari, G.P. Kinetics and Thermodynamics of Sucrose Hydrolysis from Real-Time Enthalpy and Heat Capacity Measurements. J. Phys. Chem. B 2007, Vol. 111, No. 3.
Feather, M. S. et al. Dehydration reactions of carbohydrates. Advances in Carbohydrate Chem 1973, 28, 161-224.Karl J. Siebert, Nataliia V. Troukhanova,and Penelope Y. Lynn, Nature of Polyphenol-Protein Interactions, J. Agric. Food Chem. 1996, 44, 80-85.
Martin Kröger, Ulf Prüße and Klaus-Dieter Vorlop, A new approach for the production of 2,5-furandicarboxylic acid by in situ oxidation of 5-hydroxymethylfurfural starting from fructose, Topics in Catalysis, 2000, 13, 237–242
And as before, some possible molecular reactions that can occur and that we have to take into account for interpreting our experimental results.
3. Matériels et 3. Matériels et MéthodesMéthodes
Let's observe that this is indeed the most important part : if the Materials and Methods are bad, the results are useless !
Hypothèse à tester : Hypothèse à tester :
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Échange diffusif entre un canal et une solution aqueuse
This one is very good : on the microscopic picture, you can see the conductive tissue ; If you store the onion in methylene blue, the blue color goes in. Which shows that the sap compounds could diffuse out.
But the slide is good also because this is not only a picture, but also make quantitative by picture analysis. And there is a prediction based on the concept of chemical potentilal : the distribution should be as shown.
Préparation des échantillonsPréparation des échantillons
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Couper le haut et le bas
Couper en moitiés
dés
+ eau déminéralisée, meau = 3 x moignon
+ NaN3 (0,1%)
Echantillonnage
Centrifugation10000 tr/min 10 min, 20 °CFiltration45 µm
Jaime, L., E. Molla, et al. 2002. Structural Carbohydrate Differences and Potential Source of Dietary Fiber of Onion (Allium cepa L.) Tissues. J. Agric. Food Chem. 50. 122-128.
Cazor, A. et al. 2006. Sucrose, Glucose, and Fructose Extraction in Aqueous Carrot Root Extracts Prepared at Different Temperatures by Means of Direct NMR Measurements, J. Agric. Food Chem. 54, 4681-4686.
Havey, M. J., C. R. Galmarini, et al. 2004, QTL affecting soluble carbohydrate concentrations in stored onion bulbs and their association with flavor and health-enhancing attributes. Genome 47: 463–468.
Now the experiment is shown. The PhD scientist took a long time explaining the details (even not written) for this slide.
Choix des méthodes Choix des méthodes d’analysed’analyse
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
CCMCCM HPLCHPLC ECEC SMSM RMNRMNdestructive Oui Non Oui Oui Non
préparation des
échantillons aucune dilutionfiltration
dilutionfiltration
dilutionfiltration
double lyophilisatio
nfiltration
Ajustement du pH
Limite de quantificatio
n
1 mg/g < 0.5 mg/g n.d. 0.1 ng/µL 10-20 mg/g
Linéarité 0.97 < R² < 0.99
n.d. n.d. R² > 0.99 R² > 0.99
Répétabilité erreur< 3 %
n.d. n.d. c.v. < 4 % c.v. < 0.6 %
Temps d’analyse
4 h 15 min 10 min 2 min 35 min
Now, this was a question of strategy: when the goal is defined, you have to discuss how to reach it.
Choix des méthodes Choix des méthodes d’analysed’analyse
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
CCMCCM HPLCHPLC ECEC SMSM RMNRMN
destructive Oui Non Oui Oui Non
préparation des
échantillons aucune dilutionfiltration
dilutionfiltration
dilutionfiltration
double lyophilisatio
nfiltration
Ajustement du pH
Limite de quantificatio
n
1 mg/g < 0.5 mg/g n.d. 0.1 ng/µL 10-20 mg/g
Linéarité 0.97 < R² < 0.99
n.d. n.d. R² > 0.99 R² > 0.99
Répétabilité erreur< 3 %
n.d. n.d. c.v. < 4 % c.v. < 0.6 %
Temps d’analyse
4 h 15 min 10 min 2 min 35 min
Same story
Choix des méthodes Choix des méthodes d’analysed’analyse
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
CCMCCM HPLCHPLC ECEC SMSM RMNRMN
destructive Oui Non Oui Oui Non
préparation des
échantillons aucune dilutionfiltration
dilutionfiltration
dilutionfiltration
double lyophilisatio
nfiltration
Ajustement du pH
Limite de quantificatio
n
1 mg/g < 0.5 mg/g n.d. 0.1 ng/µL 10-20 mg/g
Linéarité 0.97 < R² < 0.99
n.d. n.d. R² > 0.99 R² > 0.99
Répétabilité erreur< 3 %
n.d. n.d. c.v. < 4 % c.v. < 0.6 %
Temps d’analyse
4 h 15 min 10 min 2 min 35 min
Same story
Choix des méthodes Choix des méthodes d’analysed’analyse
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
CCMCCM HPLCHPLC ECEC SMSM RMNRMN
destructive Oui Non Oui Oui Non
préparation des
échantillons aucune dilutionfiltration
dilutionfiltration
dilutionfiltration
double lyophilisatio
nfiltration
Ajustement du pH
Limite de quantificatio
n
1 mg/g < 0.5 mg/g n.d. 0.1 ng/µL 10-20 mg/g
Linéarité 0.97 < R² < 0.99
n.d. n.d. R² > 0.99 R² > 0.99
Répétabilité erreur< 3 %
n.d. n.d. c.v. < 4 % c.v. < 0.6 %
Temps d’analyse
4 h 15 min 10 min 2 min 35 min
Same story
Choix des méthodes Choix des méthodes d’analysed’analyse
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
CCMCCM HPLCHPLC ECEC SMSM RMNRMN
destructive Oui Non Oui Oui Non
préparation des
échantillons aucune dilutionfiltration
dilutionfiltration
dilutionfiltration
double lyophilisatio
nfiltration
Ajustement du pH
Limite de quantificatio
n
1 mg/g < 0.5 mg/g n.d. 0.1 ng/µL 10-20 mg/g
Linéarité 0.97 < R² < 0.99
n.d. n.d. R² > 0.99 R² > 0.99
Répétabilité erreur< 3 %
n.d. n.d. c.v. < 4 % c.v. < 0.6 %
Temps d’analyse
4 h 15 min 10 min 2 min 35 min
Same story
Spectrométrie RMN Spectrométrie RMN 11HH
• Nombre de scans
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
D1 = 25 s (), angle de pulse: 90 °, temps d’acquisition: 5.4 s, LB: 0.3 Hz, 21 °C ; NS: 64
It is very important that the analytical conditions are as well described as possible. Any parameter has to be justified, either by the reference to a good article or by experiments.
Spectrométrie RMNSpectrométrie RMN• Température
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
N. Le BARC’H, 2000, Kinetic study of the mutarotation of D-glucose in concentrated aqueous solution by gas-liquid chromatography, Association AVH – 7e Symposium – Reims.
Polacek et al, 2002, Chair-chair conformation flexibility, pseudorotation, and exocyclic group isomerization of monosaccharides in water. Journal of chemical physics 2002, 116, 2973-2982
D-glucose D-fructose
a-furanose 0 0.05
b-furanose 0.001 0.23
a-pyranose 0.38 0.02
b-pyranose 0.62 0.70
Proportions à l’équilibreà température ambiante
Equilibre mutarotationnel du glucose en solution
It is very important that the analytical conditions are as well described as possible. Any parameter has to be justified, either by the reference to a good article or by experiments.
Spectrométrie RMNSpectrométrie RMN• Méthodes d’intégration - bruit
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Tardieu A., This H., Comparison of different methods of peak integration for quantitative nuclear magnetic resonance (qNMR). En cours de publication.
It is very important that the analytical conditions are as well described as possible. Any parameter has to be justified, either by the reference to a good article or by experiments.
Spectroscopie de masseSpectroscopie de masse• QSTAR (Applied Biosystems, Courtaboeuf, France)
• Ionisation par électrospray (ESI)
• Système hybride QqTOF
• Mode positif
• Addition de chlorure de sodium (NaCl) : augmentation de l’efficacité de l’ionisation
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Hoffmann E.; Stroobant, V. Spectrométrie de masse, 3rd edition, Paris : Dunod, 2005. - XII, p. 425. ISBN 2-10-049449
• QSTAR (Applied Biosystems, Courtaboeuf, France)
• Ionisation par électrospray (ESI)
• Système hybride QqTOF
• Mode positif
• Addition de chlorure de sodium (NaCl) : augmentation de l’efficacité de l’ionisation
• QSTAR (Applied Biosystems, Courtaboeuf, France)
• Ionisation par électrospray (ESI)
• Système hybride QqTOF
• Mode positif
• Addition de chlorure de sodium (NaCl) : augmentation de l’efficacité de l’ionisation
Chernushevich, I.V.; Loboda, A.V. and Thomson, B.A. An introduction to quadrupole–time-of-flight mass spectrometry, J. Mass Spectrom. 2001, 36, 849–865.
Cole, R.B. Some tenets pertaining to electrospray ionization mass spectrometry. J. Mass Spectrom. 2000, 35, 763–772.
It is very important that the analytical conditions are as well described as possible. Any parameter has to be justified, either by the reference to a good article or by experiments.
4. Résultats et 4. Résultats et DiscussionsDiscussions
And when the methods are clearly defined, we can accept the results
IdentificationIdentification
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
5
4
3
2
1
0
8 6 4 2 0
a. u.
ppm
RMN
CCM SM UV-vis
You see here that one one analytical method is not enough : we need to find validations, i.e the same results by other methods.
IdentificationIdentification
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
5
4
3
2
1
0
8 6 4 2 0
a.
u.
ppm
région des saccharides
TSP - d4HDO
O
OH
DD
DD
Si
3-(Trimethylsilyl)propionic-2,2,3,3-d4 acid
D1 = 25 sec, angle de pulse: 90 °, NS: 64, temps d’acquisition: 5.4 sec, LB: 0.3 Hz, 21 °C
protons aromatiques
Région des acides aminés et organiques
Fan, T. W. M. Metabolite profiling by one- and two-dimensional NMR analysis of complex mixtures. Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 1996, 28, 161-219.Sobolev, A.P.; Brosio, E.; Gianferri, R.; Segre, A.L., Metabolic profile of lettuce leaves by high-field NMR spectra. Magnetic Resonance in Chemistry 2005, 43, 425-638.
One has to be very clear : remember that, as for internships, one should demonstrate that he/she understands perfectly the subject.
Also remember this very important idea : being clear when speaking to an audience means being polite !
d-TSP
pp
m
ppm
RMN 2DRMN 2D
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
COSY 90, NS = 64, no filter, D1 = 2 s, 21 °C
14 acides aminés• alanine (Ala)• arginine (Arg)• aspartic acid (Asp)• asparagine (Asn)• glutamic acid/glutamate (Glu)• glutamine (Gln)• histidine (His)• isoleucine (Ile)• leucine (Leu)• lysine (Lys)• phenylalanine (Phe)• threonine (Thr)• tyrosine (Tyr)• valine (Val)
6 acides organiques• Acide acétique/acétate (Ace)• Acide fumarique/fumarate
(Fum)• Acide gamma amino butyrique
(GABA)• Acide malique/malate (Mal)• Acide succinique/succinate
(Scc)• Acide formique/formate (For)
One has to be very clear : remember that, as for internships, one should demonstrate that he/she understands perfectly the subject.
Also remember this very important idea : being clear when speaking to an audience means being polite !
By the way, do you know about this 2D NMR method ? If not, you have to. More generally, you should know about as many analytical methods as possible, because perhaps you will need them.
For me, the question about choosing a method is always : what is the method that I forgot to consider ?
IdentificationIdentification
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Prétraitement: acétate de sodium 0.02 M
Solvant: 1-butanol/ ethanol/ water, 5:3:2 (v/v/v)
Révélation: aniline + diphenylamine + acétone + acide phosphorique 85 %
Also remember that some methods are old, but very robust, and precise. Don't always ask for million dollars methods when you need a cheap one : it would be a mistake.
Here, this is using 2D TLC.
IdentificationIdentification
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
A
B
UV-vis spectrophotomètre double faisceaux
Longueurs d’onde: 200 à 800 nm
Pas: 1 nm
Température: 23 °C
And also UV-vis spectroscopy
Quantification des sucres par Quantification des sucres par RMNRMN
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Of course, NMR spectroscopy is wonderful, for many reasons, but in particular because it is a spectroscopy. A good idea for engineers :
1. look for resonances (do you know why?)
2. read my chapter « 3 important ideas for engineers »
Quantification des sucres par Quantification des sucres par RMNRMN
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Macération 1:
• 150 g d’oignons• Dés de 1 cm x 1 cm x épaisseur de l’écaille•450 g d’eau MilliQ + 0.1 % NaN3
Macération 2:
• 70 g d’oignons• 210 g d’eau MilliQ + 0.1 % NaN3
Prélèvements 1: t0 et 2 jours
Prélèvements 2: t0 et 3 jours
Now some results : sugars and amino acids are diffusing
Quantification des sucres par Quantification des sucres par RMNRMN
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Tailles:
Chaque oignon est coupé en 4.• S1: quarts d’oignons• S2: dés de 1 cm x 1 cm x épaisseur de l’écaille• S3: dés de 0.5 cm x 0.5 cm x épaisseur de l’écaille• S4: oignons mixés
Macérations:
• m(eau) = 3 * m(oignons)• 11 jours• température ambiante (23 °C)
On aborde le problème factuel en premier, puis on parlera de la partie scientifique.
Quantification des sucres par Quantification des sucres par RMNRMN
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Rapports m(oignon)/m(eau):
Chaque oignon est coupé en 4.• 1/3
• 1/20
• 1/80
Macérations:
• m(eau) = 3 * m(oignons)
• 11 jours
• Température ambiante
And here is the time course evolution.
Quantification des sucres par Quantification des sucres par RMNRMN
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Températures:
Chaque oignon est coupé en 4.• 23 °C
• 55 °C
• 75 °C
• 100 °C
Macérations:
• m(eau) = 3 * m(oignons)
• 11 jours
Again
Quantification des sucres par Quantification des sucres par RMNRMN
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Chaque oignon est coupé en 2.
Friture:
• poêle à 140 °C• 7 g d’huile de tournesol• 200 g d’oignons• 15 – 20 min• papier absorbant
Macérations:
• m(eau) = 3 * m(oignons) frais• 11 jours
Tardieu A., Guerez A., Phana S., De Man W. and This H., Comparison of Mono- and Di-Saccharides Release in Aqueous Solutions by Raw or Fried Dice of Onion (Allium Cepa L.) Bulbs using Quantitative Nuclear Magnetic Resonance (qNMR) 2009,Vol. 74, Nr. 4, 319 – 325
And again
Quantification des sucres par Quantification des sucres par SMSM
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
Spectre de masse
Courant total d’ions Courant d’ion extrait
Injection: 10 µL d’échantillon dans une boucle d’injection de 100 µL
Vitesse d’injection:20 µL/min
Solvant: methanol/ eau, 50:50 (v/v).
Etalon interne: arabinose
Temps d’analyse:2 min
Another validation ; by the way, this work was not finished, but it was decided to put it anyway in the Results section because there were results !
Modèle d’oignon pour la Modèle d’oignon pour la diffusiondiffusion
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
L
H
r
D
unité « eau »
unité « model oignon »unité « canal »
did
x
z
« unité oignon
z
d
d
f(t) ~ t
g(t) ~ )( kte
Now, a mathematical model, using finite elements. Indeed it's faire to observe that this was a useless work (but remember that I have fun with such things as well)
Coefficients apparents de Coefficients apparents de diffusiondiffusion
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
2L
DtT
app
2exp
expexp
2mod
modexp
L
Dt
L
DtA appapp
2mod
2expmod
exp L
LDAD
appapp
Exp.
(10-5.cm²/s) (10-5.cm²/s) (10-5.cm²/s)
min max min max min max
a1 1.5 1.6 1.3 1.6 2.3 4.9
b1 0.7 0.8 0.9 1.0 1.3 1.6
c1 0.6 0.7 0.5 0.6 1.0 1.2
a2 1.8 2.0 1.7 2.0 3.5 3.9
a3 2.0 2.5 1.6 2.2 3.3 3.9
b2 0.7 0.8 0.6 0.8 0.9 1.0
c2 6.8 7.8 6.8 7.8 15.6 17.7
GlcD appexp FruD app
exp SucD appexp
Dth(Glc) 0.56.10-5 cm²/s
Dth(Fru) 0.58 .10-5 cm²/s
Dth(Suc) 0.42.10-5 cm²/s
(Mahawanich et al., 2004)
Exp.
(10-5.cm²/s) (10-5.cm²/s) (10-5.cm²/s)
min max min max min max
a1 1.5 1.6 1.3 1.6 2.3 4.9
b1 0.7 0.8 0.9 1.0 1.3 1.6
c1 0.6 0.7 0.5 0.6 1.0 1.2
a2 1.8 2.0 1.7 2.0 3.5 3.9
a3 2.0 2.5 1.6 2.2 3.3 3.9
b2 0.7 0.8 0.6 0.8 0.9 1.0
c2 6.8 7.8 6.8 7.8 15.6 17.7
GlcD appexp FruD app
exp SucD appexpExp.
(10-5.cm²/s) (10-5.cm²/s) (10-5.cm²/s)
min max min max min max
a1 1.5 1.6 1.3 1.6 2.3 4.9
b1 0.7 0.8 0.9 1.0 1.3 1.6
c1 0.6 0.7 0.5 0.6 1.0 1.2
a2 1.8 2.0 1.7 2.0 3.5 3.9
a3 2.0 2.5 1.6 2.2 3.3 3.9
b2 0.7 0.8 0.6 0.8 0.9 1.0
c2 6.8 7.8 6.8 7.8 15.6 17.7
GlcD appexp
FruD appexp SucD app
exp
Où chercher des mécanismes Où chercher des mécanismes supplémentaires? supplémentaires?
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
1 mm 1 mm
Now, this is the very important picture, of methylene blue going inside the tissue.
Microscopy is not enough : it had to be turned quantitative… and this was done.
And it let to using MRI !
Des méthodes d’analyse rapide Des méthodes d’analyse rapide de systèmes complexesde systèmes complexes
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
D1 = 25 sec, angle de pulse: 90 °, NS: 64, temps d’acquisition: 5.4 sec, LB: 0.3 Hz, 21 °C
Réf publi Lauriane
Now MRI of onions. The description of one of these pictures could take days.
5. Conclusions et 5. Conclusions et PerspectivesPerspectives
Ah, very good : she discusses perspectives !
Des études méthodologiques, Des études méthodologiques, des recherches mécanistiquesdes recherches mécanistiques
• Méthodologie expérimentale– Extraction des sucres
(O’Donoghue, 2004)– Forces ionique ou osmotique– Modèles dispersés complexes
• Méthodologie analytique– Spectrométrie de masse– Électrophorèse capillaire– IRM
• Modélisation– Augmentation du nombre
d’échantillons– Agitation– Model de tissus végétaux
• Généralisation– Études histologiques
Introduction Bibliographie Matériels et Méthodes Résultats et Discussions Conclusions et Perspectives
canal cellules milieu aqueux
D1
k1 k2
k3 k4
k5
k5
k5D3
D6
D5
D4
D2
D7 k6
k7
k8
The new model that I introduced (quantitatively), with new equations. If you want to know more, ask me.
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