Summary
Præsenteret her er en procedure for reproducerbare og statistisk gyldige bestemmelser af stivelse granulat størrelse distributioner, og for angivelse af den bestemte granulat lognormal størrelse distributioner ved hjælp af en to-parameter multiplicativ form. Den finder anvendelse på alle granulatstørrelsesanalyser af gramskala stivelsesprøver til plante- og fødevarevidenskabelig forskning.
Abstract
Stivelse fra alle plantekilder består af granulater i en række størrelser og former med forskellige forekomstfrekvenser,dvs. Stivelsesgranulatstørrelsesdata bestemt ved hjælp af flere typer partikelstørrelsesteknikker er ofte problematiske på grund af dårlig reproducerbarhed eller manglende statistisk signifikans som følge af nogle uoverstigelige systematiske fejl, herunder følsomhed over for granulatformer og grænser for granulatprøvestørrelser. Vi skitserede en procedure for reproducerbare og statistisk gyldige bestemmelser for distribution af stivelsesgranulatstørrelser ved hjælp af teknikken til elektrisk sensorzone og for angivelse af de bestemte fordelinger af granulatlognormal størrelse ved hjælp af en vedtaget multiplikativ form med to parametre med forbedret nøjagtighed og sammenlignelighed. Det gælder for alle granulatstørrelsesanalyser af gramskala stivelsesprøver og kan derfor lette undersøgelser af, hvordan stivelsesgranulatstørrelser formes af stivelsesbiosynteseapparatet og -mekanismerne; og hvordan de påvirker stivelsens egenskaber og funktionalitet til fødevare- og industriel brug. Repræsentative resultater præsenteres ved hjælp af replikerede analyser af fordelinger af granulatstørrelser af sweetpotatostivelsesprøver efter den skitserede procedure. Vi drøftede endvidere flere centrale tekniske aspekter af proceduren, især den multiplikative specifikation af granulat lognormal størrelse distributioner og nogle tekniske midler til at overvinde hyppige blænde blokering af granulat aggregater.
Introduction
Stivelsesgranulat er den fysiske struktur, hvor to hovedreserve homoglucan polymerer i plantefotosyntese og opbevaringsvæv, den lineære eller sparsomt forgrenede amylose og den stærkt forgrenede amylopectin, er velordnet pakket sammen med nogle mindre komponenter, herunder lipider og proteiner. Stivelsesgranulat fra forskellige plantearter udviser mange tredimensionelle (3D) former (gennemgået i ref.1,2), herunder kugler, ellipsoider, polyedroner, blodplader, terninger, kuber og uregelmæssige tubules. Selv dem fra samme væv eller forskellige væv af samme planteart kunne have et sæt af former med varierende forekomst frekvenser. Med andre ord kan stivelsesgranulat fra en planteart have en karakteristisk statistisk formfordeling snarere end en bestemt form. De ikke-ensartede og ikke-sfæriske granulatformer gør det vanskeligt at måle og definere stivelsesgranulatstørrelser korrekt. Desuden er stivelsesgranulat fra samme væv af en planteart af en række størrelser med forskellige proportioner, dvs. Denne størrelsesfordeling komplicerer analysen og beskrivelsen af stivelsesgranulatstørrelserne yderligere.
Stivelsesgranulatstørrelser er blevet analyseret ved hjælp af flere kategorier af partikelstørrelsesteknikker (gennemgået i ref.3), herunder mikroskopi, sedimentering/sterisk feltflowfraktionering (Sd/StFFF), laserdiffraktion og elektrisk sensorzone (ESZ). Disse teknikker er imidlertid ikke lige velegnede til bestemmelse af stivelsesgranulatstørrelser i nærværelse af en granulatform og en størrelsesfordeling. Mikroskopi, herunder lys, konfokal og scanning elektronmikroskopi, er fremragende til undersøgelser af morfologi 4,5,6,7, struktur8,9 og udvikling10,11 af stivelse granulat, men næppe egnet til at definere deres størrelsesfordelinger på grund af nogle iboende mangler. Direkte målinger af mikroskopiske granulatbilleder eller softwareassisterede billedanalyser af optiske mikroskopidata (IAOM), som er blevet anvendt til bestemmelse af granulatstørrelser for stivelse fra flere arter herunder majs12, hvede13,14, kartoffel15 og byg16, kan måle kun 1D (normalt maksimal længde) eller 2D (overfladeareal) størrelser af meget begrænsede antal (titusinder til et par tusinde) af stivelse granulat billeder. De små granulatprøvetagningsstørrelser, der i sagens natur er begrænset af teknikkerne, kan sjældent være statistisk repræsentative i betragtning af de enorme granulattal pr. stivelsesenhedsvægt (~120 x10 6 pr. gram, idet alle 10 μm kugler ved 1,5 g/cm³ massefylde) antages, og kan derfor føre til dårlig reproducerbarhed af resultaterne. Sd / StFFF-teknikken kan have høj hastighed og opløsning og smalle størrelsesfraktioner af stivelsesgranulat17, men er sjældent blevet brugt sandsynligvis fordi dens nøjagtighed kan blive alvorligt påvirket af skader, forskellige former og massefylde af stivelsesgranulat. Laser diffraktionsteknikken er den mest anvendte og er blevet anvendt til analyser af stivelsesgranulatstørrelse for alle større afgrødearter3,14,16. Selvom teknikken har mange fordele, er den faktisk ikke egnet til bestemmelse af stivelsesgranulatstørrelser i nærværelse af en granulatformfordeling. De fleste af de samtidige laser diffraktion instrumenter stole på Mie lys-spredning teori18 for ensartede sfæriske partikler og den modificerede Mie teori18 for nogle andre former for ensartethed. Teknikken er derfor i sagens natur meget følsom over for partikelformer og ikke helt egnet selv til visse former forensartethed 19, endsige til stivelsesgranulat med et sæt former af forskellige proportioner. ESZ-teknikken måler den elektriske feltforstyrrelse proportional med mængden af den partikel, der passerer gennem en blænde. Det giver granulatvolumenstørrelser samt oplysninger om antal og volumenfordeling osv. Da ESZ-teknikken er uafhængig af optiske egenskaber af partikler, herunder farve, form, sammensætning eller brydningsindeks, og resultaterne er meget reproducerbare, er den særlig velegnet til bestemmelse af størrelsesfordelinger af stivelsesgranulat med et sæt former.
Stivelsesgranulatstørrelser er også blevet defineret ved hjælp af mange parametre. De blev ofte forenklet beskrevet af gennemsnitlige diametre, som i nogle tilfælde var de aritmetiske midler til de mikroskopisk målte maksimale længder af 2D-billeder12,20eller gennemsnit af tilsvarende kuglediametre3. I andre tilfælde blev granulatstørrelsesfordelingen specificeret ved hjælp af størrelsesintervallerne21,22, fordelings gennemsnitsvolumen eller gennemsnitlig diameter (kugleækvivalent, vægtet efter antal, volumen eller overfladeareal) under forudsætning af en normal fordeling14,23,24,25,26. Disse deskriptorer af stivelsesgranulatstørrelser fra forskellige analyser er af meget forskellig art og ikke strengt sammenlignelige. Det kunne være meget vildledende, hvis disse "størrelser" af stivelsesgranulat fra forskellige arter eller endda det samme væv af samme art blev sammenlignet direkte. Desuden er spredning σ σ sparameteren (eller formparameteren) for de formodede normale fordelinger,dvs.
For at løse de ovennævnte kritiske problemer, som stivelsesgranulatstørrelsesanalyser står over for, skitserede vi en procedure for reproducerbare og statistisk gyldige bestemmelser for fordeling af granulatstørrelser af stivelsesprøver ved hjælp af ESZ-teknikken og for korrekt angivelse af de bestemte fordelingen af granulatlognormal størrelse ved hjælp af en vedtaget multiplikativ form med to parametre27 med forbedret nøjagtighed og sammenlignelighed. Til validering og demonstration udførte vi replikerede granulatstørrelsesanalyser af sweetpotato-stivelsesprøver ved hjælp af proceduren og specificerede fordelingen af lognormal differentialvolumenprocent volumenækvivalent kuglediameter ved hjælp af deres grafiske geometriske midler 
og multiplikative standardafvigelser s* i en x/ (multiplicere og dividere) s* form.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Tilberedning af stivelsesprøver
- Der fremstilles to (eller tre) gramskala replikeringsstivelsesprøver af stivelsesakkumulerende væv af forskellige plantearter efter de fastlagte procedurer (f.eks. kartofler15, sweetpotatoes28, hvedekorn13,29og majskerner30osv.).
- Vask stivelsesprøver grundigt med acetone eller toluen 3-4x for at minimere granulataggregater og tør dem helt.
BEMÆRK: Brug ekstraktionsprocedurer, der giver mere end 1 g stivelse pr. præparat. Der udtages prøver af henholdsvis et eller to 0,5 g aliquots fra hvert af de tre eller to replikatekstrakter til granulatstørrelsesanalyse af et stivelsesekstrakt.
2. Elektrolytpræparat
- Der fremstilles 500 mL 50 g/L lithiumchlorid i methanol til fire størrelseskørsler til replikationsstivelsesprøver (100 mL pr. løb plus yderligere 100 mL). Fortrinsvis gøre elektrolytten i store mængder partier, f.eks 4 til 8 L ad gangen, for at minimere koncentrationen variation.
- Beholderen afkøles på is eller i et 4 °C kabinet for at fremskynde opløsningen af lithiumchloridet.
3. Opsætning af analysatoren
- Vælg et blænderør med et partikeldiameterområde, der dækker det kendte (i litteraturen eller gennem prøvekørsler) granulatstørrelsesområde for stivelsesprøver, der skal analyseres, f.eks. For stivelsesprøver af ukendt granulatstørrelsesområde skal du vælge en passende blænde gennem prøvekørsler ved hjælp af flere blænderør med overlappende partikeldiameterområder.
BEMÆRK: Partikeldiameterområdet for et blænderør er det nøjagtige størrelsesområde mellem 2 og 60% af og med et udvidet størrelsesområde til 80% af dets åbningsdiameter. Tabel 1 viser egenskaberne af tre mest nyttige blænderør til dimensionering af granulater af større afgrødestivelse. Hvis granulatstørrelsesområdet for en stivelsesprøve er bredere end størrelsesområdet for et enkelt blænderør, skal du udføre en multirørsoverlapningsanalyse, der kombinerer op til fem partikelstørrelsesfordelinger målt med åbninger af forskellige størrelser. Hver blænde kan identificeres ved dens diameter og varenummer mærket på røret. Dens diameter og serienummer, der er indeholdt i en stregkode på røret, kan scannes ind i analysatorsoftwaren ved hjælp af stregkodelæseren i analysatorens kontrolpanel. - Vælg et analytisk bægerglas på 100 eller 200 mL (over cuvettes) til bestemmelse af stivelsesgranulatstørrelser, og opsæt automatisk omrøring (nedenfor) for at opretholde en god granulataffjedring under målingen.
- Opret en STANDARD OPERATING METHOD (SOM) for at angive kørselsindstillinger og en indstillingsfil til analyse, visning og udskrivning af resultaterne. Kombiner SOM- og Preferences-filen i en SOP (Standard Operating Procedure) efter behov.
BEMÆRK: For analyser, der ikke er standardiserede, skal du bruge SOM til at køre analyserne og justere SOM-indstillingerne mellem løber gennem vinduet Rediger SOM (se nedenfor) efter behov. Når afslutningen er kørt, skal du analysere, få vist og udskrive resultaterne af kørslen ved at ændre indstillingerne efter behov. Til standardiserede granulatstørrelsesanalyser skal du bruge en SOP til at køre analyserne.- Start analysatorsoftwaren. Klik på SOP | Opret guiden SOM eller Rediger SOM, eller klik på Rediger SOMi statuspanelet . Brug guiden eller vinduet Rediger SOM til at vælge indstillinger for en SOM. De indstillinger , der typisk anvendes til dimensionering af granulater af sødpotatostivelsesprøver , er sammenfattet i tabel 2.
- Gem det oprettede SOM i en fil i vinduet SOM Wizard-Summary of Settings eller i vinduet Rediger SOM.
- Klik på SOP | Guiden Opret indstillinger eller Rediger indstillinger. Brug guiden eller fanerne i vinduet Rediger indstillinger til at vælge indstillinger som indstillinger i tabel 3 eller andre efter behov.
- Gem de valgte indstillinger i en fil i vinduet Guiden Opret indstillinger – Oversigt over indstillinger eller i vinduet Rediger indstillinger.
- Klik på SOP i hovedmenuen | Guiden Opret SOP. Følg guidens trinvise vejledning, angiv en beskrivelse, vælg filen SOM og Preferences for at oprette og gemme en SOP.
4. Granulatstørrelsesanalyser af stivelsesprøverne
- Forbered Analysatoren
- Tænd for analysatoren, åbn softwaren på computeren, og kontroller statussen Klar øverst i statuspanelet efter den automatiske forbindelse til analysatoren.
- Fyld elektrolytglasset med elektrolyt, tøm om nødvendigt affaldskrukket.
- Installer og fastgør det valgte blænderør korrekt ved at følge vejledningen i brugervejledningen. Hvis du vil have et ikke-kalibreret nyt blænderør, skal du kalibrere det ved at følge den trinvise vejledning under Kalibrering | Kalibrer blænde på hovedmenuen. For et kalibreret blænderør skal du kontrollere kalibreringen ved at følge den trinvise vejledning i guiden Skift blænderør under | Kontroller Aperture-kalibreringen i hovedmenuen.
- Lås analysen platform ved at skubbe låsen-release klip (på den midterste front af venstre prøve rum væg) og manuelt sænke platformen til bunden. Placer et analytisk bægerglas med 100 mL elektrolyt på platformen, flyt omrøreren til omrøringspositionen, og løft manuelt platformen til den selvlåsende øverste position for at nedsænke blænderøret og omrøreren i elektrolytten.
- Klik på Fyld på det nederste instrument Toolbar for at få analysatoren til automatisk at fylde systemet med elektrolytten og klikke på Træk for at få analysatoren til automatisk at skylle systemet.
- Indlæs SOM ved at klikke på SOP | Indlæs en SOM i hovedmenuen, og brug SOM til at køre en analyse uden en Indstillingsfil. Du kan også indlæse en SOP ved at klikke på SOP | Indlæs en SOP i hovedmenuen, eller indlæs SOP i statuspanelet, og brug SOP'en til at køre en analyse.
- Hvis du bruger en SOP, skal du klikke på SOP | SOM-oplysninger eller -oplysninger om indstillinger i hovedmenuen for at kontrollere indstillingerne for SOM og Indstillinger. Klik på eksempel | Angiv eksempeloplysninger i hovedmenuen eller Rediger oplysninger i statuspanelet for at angive eksempeloplysningerne for kørslen.
- Forbered stivelse-methanol prøve og dimensionering suspensioner
- Der afvejes to eller en prøve på 0,5 g fra hvert af de to eller tre replikatstivelsesekstrakter.
- Tilsæt hver af de 0,5 g stivelse aliquots til 5 mL methanol i en 50 mL konisk centrifuge rør, og fuldt sprede stivelse granulat ved hjælp af flere impulser af lav intensitet ultralyd (12-24 W/cm2) fra en ultralyd processor.
- Ved hjælp af en engangsoverførselspipette påføres en lille dråbe stivelsesmethanolaffjedring (~0,2 mL) på 100 mL på 50 g/L LiCl methanolelektrolyt under konstant omrøring i bægeret. Luk prøverummets dør.
- Udføre en størrelseskørsel
- Klik på Vis udskrift på den nederste instrumentværktøjslinje for at starte en kørsel af et eksempel. Kontroller på statuspanelet, at den dynamisk viste koncentrationsbjælke er grøn, og viser et nominelt koncentrationsområde på 5 til 8 % for suspensionen.
- Klik på Stop på den nederste værktøjslinje for at stoppe kørsel af Eksempel. Fortynd om nødvendigt suspensionen af stivelseselektrolyt ved at erstatte en aliquot af suspensionen med elektrolytten, og gentag derefter et Preview-løb.
BEMÆRK: Suspensionens nominelle koncentrationsområde på 5-8% er afgørende for gennemførelsen af et løb uden stop på grund af blændeblokering af aggregerede granulater. Om nødvendigt justeres prøvetagningsstørrelsen og/eller koncentrationen af suspensionen af stivelsesmethanol for at foretage en ny stivelseselektrolytaffjedring med den nominelle koncentration i det optimale område. - Efter bekræftelsen skal du klikke på Start på den nederste værktøjslinje for at starte kørslen. Analysatoren fuldfører automatisk kørslen, når det samlede antal granuler i størrelse, som vises sammen med kørselstiden på statuspanelet i en kørsel, når det indstillede totalantal (125.000 eller 250.000) af SOM's kontroltilstand. Afhængigt af suspensionskoncentrationen (inden for 5-8% rækkevidde eller lavere) tager et enkelt løb 2 til 5 minutter eller mere.
BEMÆRK: Når analysatoren automatisk registrerer en blændeblokering pr. blokeringsregistreringsindstillinger for SOM, afbrydes kørslen, skylles for at fjerne blokeringen af blænden og starte en ny kørsel. Denne blokeringshandling indstilles til maksimalt at blive gentaget fire gange, før analysatoren annullerer kørslen. Dette blokeringsproblem, der afbrydes, kan løses ved hjælp af to tekniske metoder som nævnt i tabel 2 og beskrevet i diskussionen. - Hvis det er nødvendigt, skal du udføre en teknisk gentagelseskørsel (se tabel 2 og detaljeret i Diskussion) ved hjælp af den samme stivelseselektrolytaffjedring ved blot at klikke på Start eller Gentag på den nederste værktøjslinje.
- Efter afslutningen af en løbetur eller gentagelse kører, tøm bægeret, skyl det med methanol, og genopfyld det med 100 ml frisk elektrolytopløsning til næste løb.
- Hvis der under en kørsel vises en meddelelsesdialogboks med udvidet størrelsesområde, når antallet af granulater, der er større end 60 μm, overstiger 0,1 % af det samlede antal (pr. SOM-indstilling), skal du klikke på Kør 60-80 % for at køre et udvidet dynamisk størrelsesområde til 80 % af blændediameteren.
BEMÆRK: Indstillingen Udvidet størrelsesområde styrer handlinger for granulater, der er større end 60 % af blændediameteren (100 μm, i dette tilfælde). Indstillingen i SOM specificerer medtagelse af stivelsesgranulat, der er større end 60 μm, når deres tællinger når over 0,1% af det samlede antal. Afslutningen af løbet styres stadig af det samlede antal og kan tage lidt mindre tid end ellers uden at medtage de større granulater på i alt mindre end 0,1% (formodet statisk ubetydeligt beløb) af det samlede antal.
- Analyser resultaterne af kørslen
- Hvis en SOM blev brugt til at styre kørslerne, skal du vælge Indstillinger efter behov for visning, udskrivning og statistiske analyser af resultaterne ved hjælp af guiden Opret indstillinger eller Rediger indstillinger under SOP'en i hovedmenuen.
- Overlejringsresultater fra flere kørsler på en enkelt graf til sammenligning.
- Klik på Overlejr på hovedværktøjslinjen eller fil-| Overlejr i hovedmenuen for at få adgang til overlejringsvinduet. Naviger til og vælg flere ønskede resultatfiler i feltet Filer, klik på Tilføj for at flytte dem til feltet Markerede filer, og klik på OK for at overlejre de markerede resultater på en enkelt graf.
- Hvis du vil føje en fil til en åben overlejring, skal du klikke på RunFile | Åbn for Overlejring i menuen Kør for at få adgang til overlejringsvinduet, naviger til den ønskede fil, og klik for at tilføje.
- Gennemsnitlige resultater fra replikatanalyser (2 ekstrakter x 2 stivelsesprøvetagning eller 3 ekstrakter x 1 stivelsesprøvetagning) og se eller udskrive den gennemsnitlige fordeling af granulatstørrelsen og statistikkerne på en liste eller graf.
- Klik på Filer | FileTool i hovedmenuen | Gennemsnit for at åbne vinduet Gennemsnit. Naviger til og vælg flere ønskede resultatfiler i feltet Filer, klik på Tilføj for at flytte dem til feltet Markerede filer, og klik på OK for at beregne gennemsnittet af de valgte resultater og få vist gennemsnittet i en enkelt graf.
- Hvis du vil medtage en ekstra resultatfil i en gennemsnitlig distribution, skal du klikke på RunFile | Åbn og Føj til gennemsnit i menuen Kør for at åbne vinduet Føj til gennemsnit, navigere til og tilføje filen. Det nye gennemsnit vises på grafen i vinduet Kør (resultat) eller på listen.
5. Angivelse af den gennemsnitlige fordeling
- Klik på Beregn | Gennemsnitlig statistik i menuen Kør for at åbne vinduet statistikoversigt, der viser den gennemsnitlige statistik i rækker, og grafstatistikken for den gennemsnitlige fordeling i kolonnerne.
- Brug det grafiske geometriske gennemsnit (
) og S.D. (s*) i grafstatistikkolonnen til at angive den gennemsnitlige fordeling i formen x/ s* . Cv-målingsvariationerne beregnes mellem de gennemsnitlige replikatfordelinger ved at dividere middelværdien (μ, det samme som den gennemsnitlige fordeling) af de geometriske midler for de gennemsnitlige fordelinger med den gennemsnitlige S.D. (σ), der er angivet i den gennemsnitlige statistikrække.
BEMÆRK: Den gennemsnitlige S.D. (for μ) vurdering af variationer mellem replikatfordelingsmidlerne er forskellig fra den grafiske geometriske SD (for) måling af spredningen af den gennemsnitlige fordeling.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
For at validere proceduren og demonstrere reproducerbarheden af den bestemte størrelsesfordeling af granulat udførte vi replikerede størrelsesanalyser af sødpotatostivelsesprøver. Vi har udarbejdet replikat (S1 og S2) stivelsesprøver fra feltdyrkede sweetpotatoes af en avlslinje SC1149-19 i en lignende udviklingsalder ved hjælp af en tidligere beskrevet procedure28. Fra hvert stivelsesekstrakt blev der udtaget prøver af to 0,5 g aliquots (a og b), suspenderet i 5 mL methanol og sonikeret med flere impulser af lavenergi ultralyd for at bryde aggregater op. Hvert af de to par stivelses-methanol suspensioner blev drop-samplet til at gøre en stivelse-elektrolyt suspension, som derefter blev dimensioneret to gange (teknisk gentagelse kører) ved hjælp af ovenstående skitserede SOM for et samlet antal på 125.000 granulat hver. For hver enkelt størrelseskørsel ændres det grafiske geometriske SD (s*) og geometriske gennemsnit ( ) for hver enkelt størrelseskørsel, når det samlede antal når over ~65.000 og ~125.000, ikke længere væsentligt. Hvert par af de gentagne kører ved hjælp af en stivelse-methanol suspension blev fusioneret efter afslutningen for en samlet dimensionering tælle på 250.000.
Figur 1 viser differentialvolumenprocenten af fordelingen af volumenækvivalent kuglediameter (S1a, S1b, S2a og S2b) for de fire replikatstørrelsesanalyser af sødpotatostivelsesprøverne og deres gennemsnitlige fordeling. CV'et for gennemsnittet af geometriske midler for de fire replikatfordelinger var 3,75 %, hvilket viser en fremragende reproducerbarhed af størrelsesresultaterne. Hver af de fire replikatfordelinger blev bestemt ud fra en meget stor stikprøvestørrelse på 250.000 granulater, hvilket langt overstiger de minimale tællinger (~65.000 og ~125.000), over hvilke den grafiske geometriske SD (s*) og geometriske middelværdi ( ) af den viste fordeling af differentialvolumenstørrelse i et enkelt størrelsesløb ikke længere ændrer sig væsentligt. Derfor var de bestemte fordelinger af replikaterstørrelser alle statistisk gyldige. For bedre nøjagtighed og sammenlignelighed (diskuteret nedenfor) af specifikationen af bestemte lognormale granulatstørrelsesfordelinger blev alle disse fordelinger specificeret ved hjælp af deres grafiske geometriske midler ( ) og S.D. (s*) i en x/ (multiplicer og dividere) s* form som anført på grafen. Bemærk, at granulatstørrelsesfordelingen af sweetpotatostivelsen er nøje monteret, så den er lognormal som tidligere beskrevet28.
Figur 1: Lognormal differentialvolumenprocent volumenækvivalent kuglestørrelsesfordelinger fra replikerede størrelsesanalyser af sødpotatostivelsesprøver. Prøveudtagningsordningen for de fire replikatstørrelsesanalyser var detaljeret beskrevet i resultatet. De fire fordelinger (S1a, S1b, S2a og S2b) fra replikere analyser og deres gennemsnit blev overlejret og specificeret ved hjælp af x/ (formere sig og dividere) s* form. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2 viser de gennemsnitlige (eller gennemsnitlige) kumulative (<) tal- og volumenprocentstørrelsesfordelinger for de fire replikatstørrelsesanalyser, som var transformationsvisninger af den gennemsnitlige fordeling af volumenprocentstørrelse. Sammenligningen mellem det kumulerede antal og volumenprocenterne af stivelsesgranulat viste, at granulater med mindre volumenækvivalente kuglediametre tegnede sig for langt større procentdele af det samlede antal end det samlede volumen. F.eks. udgjorde antallet af granulater med volumenækvivalente kuglediametre mindre eller lig med 9,976 μm 48,53% af det samlede antal, men kun 5,854% af det samlede volumen.
Figur 2: Gennemsnitlige kumulative (<) nummer- og volumenprocentstørrelsesfordelinger af stivelsesgranulat fra de fire replikatstørrelsesanalyser af sødpotatostivelsesprøver. De to fordelinger er transformationsvisninger af den gennemsnitlige størrelsesfordeling i figur 1. Grafen sammenligner det kumulative (<) tal (venstre Y-akse) med volumenprocenter (højre Y-akse) af stivelsesgranulat med volumenækvivalentsfærestørrelser, der er lavere eller lig med bestemte størrelsesplaceringer. Klik her for at se en større version af dette tal.
| Blændediameter (μm) | Partikeldiameterområde (μm) | Partikelvolumenområde (μm3) |
| 50 | 1.0 - 40 | 0,524 - 33,5 x 103 |
| 70 | 1.4 - 56 | 1.44 - 92.0 x 103 |
| 100 | 2.0 - 80 | 4.19 - 268 x 103 |
Tabel 1: Tre mest nyttige blænderør til dimensionering af granulater af stivelse fra afgrødearter.
| SOM-indstillinger | Udvalg | |
| Beskrivelse | SOM beskrivelse | Størrelsessortering stivelse granulat |
| SOM forfatter | - | |
| Beskrivelse af eksempel | Prøver af sweetpotatostivelse | |
| Elektrolyt | 50 g L-1 Lithiumchlorid | |
| Dispermiddel | Nej | |
| Blænde | 100 μm | |
| Kontroltilstand | Kontroltilstand | Samlet antal [250.000] eller [125.000] |
| Affaldstank | Når 80% fuld | |
| Kør indstillinger | Angiv eksempeloplysninger | Ja |
| Antal kørsler | 1 (eller 2, for gentagne kørsler) | |
| Skyl blænderøret, før det køres | Ja | |
| Skyl blænderøret efter løb | Ja | |
| Gem fil | Ja, inklusive pulsdata | |
| Eksportere data | Ja | |
| Udskriv rapport | Ja | |
| Sammenlign med eksempelspecifikationer | Nej | |
| Se | Størrelse | |
| Indstillinger for omrører | Prøve bægerglas | 100 ml Multisizer 4 ST |
| Brug omrører | Ja | |
| Hastighed | [15], CW (ur klog) | |
| Omrørerposition | Automatisk | |
| Tærskel, Strøm og Gevinst | Størrelsestærskel | 2 μm |
| Blændestrøm | 1600 mA | |
| Forforstærkningsgevinst | 2 | |
| Udvidet størrelsesområde b | Ved optælling [> 0,1%] af det samlede antal | |
| Indstillinger for Puls til størrelse | Størrelse på placeringer | 400 |
| Størrelsesområde | 2 til 60 μm | |
| Placeringsafstand | Logdiameter | |
| Rettelse af tilfældigheder | Ja | |
| Pulse-redigering | Nej | |
| Koncentration | Eksempelbeløb | 0,2 ml |
| Tæthed | - | |
| Brug forfortyndingsfaktor | - | |
| Analytisk diskenhed | - | |
| Elektrolytvolumen | 100 ml | |
| Brug fortyndingsfaktor | Nej | |
| Blokering | Registrering af blokering | Automatisk (fra start af kørsel) |
| Registrering af standardblokering: Ved optællingshastighed <20%, Aperture-hastighed >40% eller koncentrationsspids >40%. | ||
| Blokeringshandling | Annuller, fjern blokering og genstart,Op til [4] gange | |
| Vis ikon | Ja | |
| Blokeringsmonitor | Optællingsrate | |
| a: Hvis gentagne fjernelse af blokering og genstart ikke kunne få den større antal løb afsluttet, skal du foretage to gentagne kørsler med at dimensionere et lavere samlet antal på 125.000 hver fra den samme stivelseselektrolytaffjedring og flette resultaterne afgentagelseskørslerneved hjælp af [ MergeRuns ] under [FileTools] af [File] i hovedmenuen. Alternativt kan du erstatte stivelseselektrolytaffjedringen med en ny med en lavere nominel koncentration (2-5%). Ved udarbejdelsen af en ny dråbe-prøve stivelse-elektrolyt suspension, puls-sonicate stivelse-methanol suspension igen for at bryde op flere aggregater. | ||
| b: Det udvidede størrelsesområde styrer handlinger for granulater, der er større end 60 % af blændediameteren (100 μm i denne SOM). Indstillingen specificerer medtagelse af stivelsesgranulat, der er større end 60 μm, når deres tællinger er større end 0,1% af det samlede antal. | ||
Tabel 2: Typiske SOM-indstillinger til styring af størrelseskørsler til sødpotatostivelsesprøver.
| Indstillinger | Udvalg | |
| Udskrevne rapporter | Eksempeloplysninger | Eksempel, Kørselsnummer, Størrelsesplaceringer, Antal i alt |
| Størrelsesgrafer | Differentialvolumen %, Log X-akse, Udjævnet af grupper på syv | |
| Statistik for størrelse | Mængde, volumen % | |
| Gennemsnitlig statistik | Samlet beløb, Middelværdi, S.D. | |
| Statistik for overlejring | Samlet beløb, Middelværdi, S.D. | |
| Notering | Kolonner: Placeringsnummer, Placeringsdiameter (i midten), Diff. tal, Diff. nummer %, Diff. diskenhed %. | |
| Placeringsgruppe: Placeringsgruppestørrelse 7, Alle placeringer, Sumplaceringer i gruppe. | ||
| Statistik | Type | Geometriska |
| Vifte | Alle | |
| Resultater, der skal udskrives | Interval, Samlet beløb, Middelværdi, SD, 95% konfidensgrænser | |
| Resultater på grafen | Rækkevidde: Alle, Samlet beløb, Middelværdi, SD | |
| Gennemsnit og tendens | Gennemsnitlig vægtningb | Mængde i % |
| Distributionc | Differentieret | |
| Grænser | 2 S.D. | |
| Puls gennemsnit | Brug Konverter impulser til størrelsesområde | |
| Eksport | Dataelementer | Eksempeloplysninger, Statistik, Gennemsnitsstatistik, Størrelsesliste |
| Eksporter udvidelse | .xls | |
| Talformat | 123456.78 | |
| Dataformat | Tabulatorsepareret | |
| Eksporter mappe | Aktuel mappe | |
| Sideopsætning | Medtag brugerdefineret titel, Udskriv grafer ved hjælp af skærmfarve Medtag dato | |
| Grafstørrelse: | Halv side | |
| Diagramindstilling | Vise: | Skærm- og farveprinter |
| Stregfarve | (Standard) | |
| Stregtype | (Standard) | |
| Legende | Øverst til højre | |
| Størrelse | (Standard) | |
| Diagramtypografi | Trin | |
| Begræns typografi | Kurve | |
| Skrifttyper og farver | Standardskrifttyper og standardfarver eller efter behov. | |
| Indstillinger for visning | Standardvisning | Størrelse, Diagram |
| Størrelse X-akse | Diameter | |
| Måling | Partikler | |
| Liter Symbol | L (mL, μL, fL) | |
| Pulsdata for multisizer | Graf højst 5010 pulser, Liste højst 5010 pulser | |
| Diskenheder | μm3 | |
| Spillernumre | 123456.78 | |
| a: De geometriske gennemsnits- og SD-statistikker, der er angivet her, er grafiske statistikker, der definerer skalaen og formen af den bestemte fordeling af volumenprocenten, der svarer til kuglestørrelsen. De bruges til at angive lognormalfordelingen i formen x ̅* x/ s*. | ||
| b: Den gennemsnitlige vægtning henviser til, hvordan resultaterne fra flere kørsler er gennemsnit af forskellige vægtningsmuligheder. Rediger disse indstillinger i menuen Kør for forskellige gennemsnits- og visningsindstillinger. | ||
| c: Vælg [Beregn] for at åbne [ Gennemsnitlig statistik] i [Menuen Kør] for at få vist den gennemsnitlige statistik i rækker, grafstatistikken for den gennemsnitlige fordeling i kolonnen "Middelværdi". | ||
Tabel 3: Typiske indstillinger for visning, analyser og trykning af resultater fra størrelseskørsler for sweetpotatostivelsesprøver.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Den skitserede procedure har løst nogle kritiske problemer i flere eksisterende metoder til analyse af stivelsesgranulatstørrelser, herunder uhensigtsmæssig 1D- eller 2D-størrelse af 3D-granulat, forvrængning af størrelsesmålinger på grund af ikke-ensartede granulatformer, dårlig reproducerbarhed og tvivlsom statistisk gyldighed på grund af begrænsede granulatprøvestørrelser, unøjagtige eller ukorrekte specifikationer (især brugen af den gennemsnitlige størrelse) af granulatstørrelser i nærværelse af både granulatform og ikke-normale størrelsesfordelinger. Det bruger ESZ-teknikken, der måler 3D-størrelser (volumen) af stivelsesgranulat og ikke reagerer på granulatformer. Designet til at udlede den gennemsnitlige granulatstørrelsesfordeling fra replikerede analyser med en meget stor granulatprøvestørrelse (4 x 250.000) gør ikke kun resultatet statistisk gyldigt og mere reproducerbart, men afbøder også teknisk måleforvrængninger ved aggregerede og beskadigede granulater for at forbedre størrelsesnøjagtigheden (forklaret nedenfor). Som det fremgår af de repræsentative resultater, er CV'et for gennemsnittet af geometriske replikatfordelingsmidler, der bestemmes efter proceduren, normalt mindre end 5 %, hvilket indikerer en tilfredsstillende reproducerbarhed af resultaterne. Desuden viser den multiplikative specifikation af både skalaen ( ) og formen (s*) af den lognormale granulatstørrelsesfordeling mere præcist den sande karakter af distribuerede granulatstørrelser i en stivelsesprøve og er ligetil at anvende og universelt sammenlignelig blandt granulatstørrelsesanalyser af stivelse fra samme eller forskellige kilder. Derfor giver proceduren mulighed for en mere nøjagtig, reproducerbar og statistisk gyldig bestemmelse af stivelsesgranulatstørrelser og korrekt specifikation af bestemte fordelinger af granulatlognormal størrelse. Det gælder for alle granulatstørrelsesanalyser af gramskallede stivelsesprøver og kan blive et vigtigt redskab til undersøgelser af, hvordan stivelsesgranulatdimensioner formes af stivelsesbiosynteseapparatet og mekanismer i plantestivelsesakkumulerende væv, og hvordan de påvirker stivelsens egenskaber og funktionalitet til fødevare- og industriel brug.
Stivelsesgranulat er stereopartikler, der for det meste har ikke-sfæriske former, således at deres størrelser skal defineres og måles i 3D-termer. Således definerer mængderne af stivelsesgranulat bedst deres størrelser, og volumenækvivalent-kuglediameteren er den eneste enkelt 1D-størrelsesparameter, der kan bruges til korrekt at beskrive granulets 3D-størrelser, da ingen stereoobjekter bortset fra kugle kan defineres med en enkelt 1D-størrelsesparameter. Desuden har stivelsesgranulat fra alle plantearter et sæt former med forskellige forekomstfrekvenser. I nærværelse af en sådan formfordeling er enhver partikelstørrelsesteknik, der reagerer på partikelformer, f.eks. Faktisk kan fejlprocenten (CV) blandt replikerede analyser af granulatstørrelser fra den samme sweetpotato stivelsesprøve ved hjælp af laser diffraktionsteknikken nå så højt som 15-20%28, hvilket indikerer meget dårligt reproducerbare størrelsesresultater. Desværre er virkningen af granulatformer på størrelse med stivelsesgranulat for det meste blevet overset, hvilket resulterede i en stor mængde tvivlsomme stivelsesgranulatstørrelsesdata erhvervet ved hjælp af formresponsiv partikelstørrelsesteknikker i litteraturen.
Multiplikativspecifikationen med to parametre definerer både skalaen ( ) og formen (s*) af lognormale fordelinger og er indtil videre mere præcis og meningsfuld end en enkelt deskriptor af middelstørrelse eller et størrelsesområde26. De multiplikative x/ s*, x/ (s*)2og x/ (s*)3 intervaller, svarende til 
± s, ± 2sog ± 3s intervaller for en normal fordeling, dækker ca. 68,3%, 95,5% og 99,7% konfidensintervaller for en lognorfordeling, henholdsvis27. Det geometriske gennemsnit ( ) og S.D. ( s * ) af en lognormal granulatstørrelsesfordelingsvarer til det grafiske geometriske gennemsnit og S.D. af størrelsesfordelingskurven, som beregnes af analysesoftwaren og kan vælges til at blive vist på skærmstørrelsesgrafen under en størrelseskørsel eller analyser af resultater. Det er derfor ret praktisk og enkelt at bruge den multiplikative specifikation. Derudover har og s* vist sig at have forskellige fysiologiske implikationer forbundet med stivelsesbiosynteseapparatet28. Granulatvolumenfordelingen af stivelse fra forskellige plantearter kan meget vel være helt lognormal, da dannelsen af stivelsesgranulat i plantestivelsesakkumulerende væv falder ind under et uhindret komplekst system i udvikling31 eller et intracellulært katalysatorreaktionsnet32, der er karakteristisk for en lognormal distribution. De bimodale granulatstørrelsesfordelinger for stivelse fra visseplantearter, f.eks. Derfor kan den multiplikative specifikation af granulat lognormale volumen-ækvivalent-kugle størrelse distributioner også give en statistisk gyldig universel sammenligning af granulat størrelser bestemt ud fra stivelse af forskellige plantekilder og ved forskellige målinger, som er i form af volumen-ækvivalent-kugle diameter og s* er demensionless.
Et passende samlet granulatstørrelsesantal til analyse af en stivelsesprøve (i methanol), som repræsenterer granulatprøvestørrelsen, er mest afgørende for en vellykket bestemmelse af granulatstørrelsens fordeling af den statistiske signifikans for stivelsesprøven. Når det samlede antal i et enkelt løb når over ~65.000 og ~125.000, ændres den grafiske geometriske SD ( s*) og geometriske middelværdi ( ) af den viste fordelingskurve for differentialvolumenstørrelse ikke længere væsentligt, hvilket indikerer minimale tællinger for s* og statistisk signifikans. Prøveudtagningsredundansen ved dimensionering af 250.000 granulater til en stivelsesmethanolprøve under proceduren har til formål at diskontere for de aggregerede og beskadigede granulater i granulatpuljen i størrelse. Selv hvis det antages, at de aggregerede og beskadigede eller ødelagte granulater tegnede sig for 50% af det samlede antal på 250.000 granulater i et afsluttet løb eller to flettede gentagelseskørsler, ville den grafiske geometriske S.D. og gennemsnittet af den bestemte fordeling ikke have været væsentligt påvirket, da de ville have været forankret af de intakte granulater af halvdelen af det samlede antal. Desuden, jo mere volumen-størrelse reduktion af de beskadigede eller brudt granulat, jo mindre indflydelse, de har på distributionen. Dette skyldes, at mindre granuler tager en større talprocent, men mindre volumenprocenter af granulerne i den samlede størrelse. Som det fremgår af sammenligningen mellem kumulative tal- og volumenfordelinger for den samme gennemsnitlige fordeling i figur 2, udgjorde stivelsesgranulat med en diameter på ækvivalent kugle mindre end eller lig med 9,967 μm ca. 48,53% af det samlede antal, men kun 5,854% af det samlede volumen. Eventuelle beskadigede eller nedbrudte granulater på under 10 μm ville således have en meget lille indvirkning på fordelingen af den differentierede mængdeprocentstørrelse. For stivelsesprøver fra andre plantekilder kan et passende samlet antal for deres størrelsesanalyser være det, der fordobler det minimale antal, som det grafiske geometriske gennemsnit ( ) af den viste størrelsesfordeling i en prøvekørsel ikke længere ændrer sig væsentligt.
Teknisk set er det mest kritiske skridt for en dimensionering køre at droppe en ordentlig mængde af stivelse-methanol suspension til elektrolytten for et optimalt interval på 5 til 8% nominel koncentration for stivelse-elektrolyt suspension. For at nå målet skal faldstørrelsen og koncentrationen af suspensionen af stivelsesmethanol muligvis justeres gennem prøvekørsler. Koncentrationer af stivelse-elektrolyt suspensioner højere end det optimale interval øge risikoen for reduceret dimensionering præcision, og hyppige blænde blokeringer, der fører til at køre aborter, hvilket kan gøre det meget vanskeligt at fuldføre en løbetur. Men for lav koncentration (f.eks. <2%) af suspensionen af stivelseselektrolyt kan forlænge en kørsel for meget og forvrænge hyppigheden af granulater i forskellige størrelsesbeholdere på grund af ikke-tilfældig prøveudtagning af granulat, hvilket kan føre til en uacceptabel fejlfrekvens (det gennemsnitlige CV > 5%) til en replikatanalyse. Det samlede antal for en dimensioneringskørsel har også stor indflydelse på den optimale koncentration af en stivelseselektrolytaffjedring, og dermed på mængden og koncentrationen af den tilsatte stivelsesmethanol. Jo større det samlede antal for en løbetur, jo længere tid til afslutningen af løbet, og dermed jo flere risici for blænde blokeringer, der fører til at køre aborter. Problemet med blændeblokering af granulater forværres, når blænderør med mindre diametre anvendes til stivelsesgranulat af mindre størrelser, hvilket gør det meget vanskeligt at analysere små stivelsesgranulat (< 2 μm). Dette er faktisk den største ulempe eller begrænsning af proceduren. Problemet med blokering af åbninger kan til en vis grad afhjælpes ved hjælp af visse tekniske midler. Man kan bruge mere sonikering til at bryde op aggregater (uundgåeligt mere beskadigede granulat samt) i en stivelse-methanol suspension, og / eller en fortyndet stivelse-elektrolyt suspension ved 2-5% nominelle koncentrationer. Alternativt kan man anvende tekniske gentagelseskørsler til at dimensionere det minimale samlede antal for stabil s* og af størrelsesfordelingen for en stivelsestype (f.eks. ca. 125.000 tællinger for sødpotatostivelse) fra samme stivelseselektrolytaffjedring og fusionere resultaterne af gentagelseskørslerne. Hver af de fire replikatfordelinger (S1a, S1b, S2a og S2b), der er vist i figur 1, var fra to fusionerede tekniske gentagelseskørsler med dimensionering af 125.000 granulater hver fra samme stivelseselektrolytaffjedring. Begge metoder skal testes godt, da de kan øge replikationsfejlfrekvensen til et uacceptabelt niveau (dvs. det gennemsnitlige CV > 5%).
Tekniske og biologiske reproduktionssizingsanalyser af stivelsesprøver fra plantekilder under lignende fysiologiske forhold forbedrer reproducerbarheden og nøjagtigheden af den beregnede gennemsnitlige granulatstørrelsesfordeling. Praktisk talt kan tre eller fire biologiske replikater af stivelsesprøver udtages uafhængigt af det samme væv under en bestemt tilstand. Men vi har tidligere konstateret, at der ikke var nogen væsentlig forskel i fejlprocenter (CV og standardfejl for gennemsnittet) og s * mellem den gennemsnitlige granulatstørrelsesfordeling, der stammer fra fordelingen af fire biologiske replikater (dvs. en størrelse x en suspension x 4 ekstrakter) og den fra fordelingen af to tekniske prøveudtagninger hver fra to biologiske replikater (dvs. en størrelse x 2 stivelsesmethanol suspensioner x 2 ekstrakter)28. Således kunne biologiske replikatprøver reduceres til to, i det mindste for sødpotatostivelse. Andre trin og tekniske parametre, der kunne ændres eller justeres, blev specifikt bemærket under hvert af trinene eller den bestemte parameter i proceduren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre
Acknowledgments
Dette arbejde er delvist støttet af Cooperative Agriculture Research Center, og Integreret Food Security Research Center for College of Agriculture and Human Sciences, Prairie View A & M University. Vi takker Hua Tian for hans tekniske støtte.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Analytical beaker | Beckman Coulter Life Sciences | A35595 | Smart-Technology (ST) beaker |
| Aperture tube, 100 µm | Beckman Coulter Life Sciences | A36394 | For the MS4E |
| Disposable transfer pipettor, | Fisher Scientific (Fishersci.com) | 13-711-9AM | Other disposable transfer pipettors with similar orifice can also be used. |
| Fisherbrand Conical Polypropylene Centrifuge Tubes, 50 ml | Fisher Scientific (Fishersci.com) | 05-539-13 | Any other similar types of tubes can be used. |
| Glass beakers, 150 to 250 ml | Fisher Scientific (Fishersci.com) | 02-540K | These beakers are used to contain methanol for washing the aperture tube and stirrer between runs. |
| LiCl | Fisher Chemical | L121-100 | |
| Methanol | Fisher Chemical | A412-500 | Buy in bulk as the analysis uses a large quantity of methanol. |
| Mettler Toledo ML-T Precision Balances | Mettler Toledo | 30243412 | Any other precision balance with a readability 0.01 g to 1 mg will work. |
| Multisizer 4e Coulter Counter | Beckman Coulter Life Sciences | B23005 | The old model, Multisizer 3 can also be used with slight adjustment of parameters. The 4e model comes with a 100 μm aperture tube. Other aperture tubes of different diameter can be purchased separately from the company. |
| Ultrasonic processor UP50H | Hielscher Ultrasound Technology | UP50H | Other laboratory sonicator having a low-power (<50 Watt) output can be also used. Both MS1 and MS2 sonotrodes for the particular sonicator can be used to disperse starch granules in 5 ml methanol. Always use the lowest setting first, 20% amplitude and 0.1 or 0.2 cycle, and raise the setting if aggregates persist in suspension. |
References
- Shannon, J. C., Garwood, D. L., Boyer, C. D. Starch:Chemistry and Technology Food Science and Technology. BeMiller, J., Whistler, R. , Academic Press. Ch. 3 23-82 (2009).
- Singh, N., Singh, J., Kaur, L., Singh Sodhi, N., Singh Gill, B. Morphological, thermal and rheological properties of starches from different botanical sources. Food Chemistry. 81 (2), 219-231 (2003).
- Lindeboom, N., Chang, P. R., Tyler, R. T. Analytical, biochemical and physicochemical aspects of starch granule size, with emphasis on small granule starches: a review. Starch - Stärke. 56 (34), 89-99 (2004).
- Baldwin, P. M., Davies, M. C., Melia, C. D. Starch granule surface imaging using low-voltage scanning electron microscopy and atomic force microscopy. International Journal of Biological Macromolecules. 21 (1-2), 103-107 (1997).
- Jane, J. L., Kasemsuwan, T., Leas, S., Zobel, H., Robyt, J. F. Anthology of starch granule morphology by scanning electron microscopy. Starch-Stärke. 46 (4), 121-129 (1994).
- Matsushima, R. Starch: Metabolism and Structure. Nakamura, Y. , Ch. 13 425-441 (2015).
- Wang, S. -q, Wanf, L. -l, Fan, W. -h, Cao, H., Cao, B. -s Morphological analysis of common edible starch granules by scanning electron microscopy. Food Science. 32 (15), 74-79 (2011).
- Baldwin, P. M., Adler, J., Davies, M. C., Melia, C. D. Holes in starch granules: confocal, SEM and light microscopy studies of starch granule structure. Starch-Stärke. 46 (9), 341-346 (1994).
- Chakraborty, I., Pallen, S., Shetty, Y., Roy, N., Mazumder, N. Advanced microscopy techniques for revealing molecular structure of starch granules. Biophysical Reviews. 12 (1), 105-122 (2020).
- Bechtel, D. B., Wilson, J. D. Amyloplast formation and starch granule development in hard red winter wheat. Cereal Chemistry. 80 (2), 175-183 (2003).
- Evers, A. Scanning electron microscopy of wheat starch. III. Granule development in the endosperm. Starch-Stärke. 23 (5), 157-162 (1971).
- Wang, Y. J., White, P., Pollak, L., Jane, J. L. Characterization of starch structures of 17 maize endosperm mutant genotypes with Oh43 inbred line background. Cereal Chemistry. 70, 171-179 (1993).
- Peng, M., Gao, M., Abdel-Aal, E. S. M., Hucl, P., Chibbar, R. N. Separation and characterization of A-and B-type starch granules in wheat endosperm. Cereal Chemistry. 76, 375-379 (1999).
- Wilson, J. D., Bechtel, D. B., Todd, T. C., Seib, P. A. Measurement of wheat starch granule size distribution using image analysis and laser diffraction technology. Cereal Chemistry. 83 (3), 259-268 (2006).
- Liu, Q., Weber, E., Currie, V., Yada, R. Physicochemical properties of starches during potato growth. Carbohydrate Polymers. 51 (2), 213-221 (2003).
- Chmelik, J., et al. Comparison of size characterization of barley starch granules determined by electron and optical microscopy, low angle laser light scattering and gravitational field-flow fractionation. Journal of the Institute of Brewing. 107 (1), 11-17 (2001).
- Moon, M. H., Giddings, J. C. Rapid separation and measurement of particle size distribution of starch granules by sedimentation/steric field-flow fractionation. Journal of Food Science. 58 (5), 1166-1171 (1993).
- Wriedt, T. The Mie Theory: Basics and Applications. Wolfram, H., Wriedt, T. , Springer. Berlin Heidelberg. 53-71 (2012).
- Schuerman, D. W., Wang, R. T., Gustafson, B. ÅS., Schaefer, R. W. Systematic studies of light scattering. 1: Particle shape. Applied Optics. 20 (23), 4039-4050 (1981).
- Goering, K. J., Fritts, D. H., Eslick, R. F. A study of starch granule size and distribution in 29 barley varieties. Starch-Stärke. 25 (9), 297-302 (1973).
- Chen, Z., Schols, H. A., Voragen, A. G. J. Starch granule size strongly determines starch noodle processing and noodle quality. Journal of Food Sciences. 68 (5), 1584-1589 (2003).
- Dai, Z. M. Starch granule size distribution in grains at different positions on the spike of wheat (Triticum aestivum L.). Starch-Starke. 61 (10), 582-589 (2009).
- Edwards, M. A., Osborne, B. G., Henry, R. J. Effect of endosperm starch granule size distribution on milling yield in hard wheat. Journal of Cereal Science. 48 (1), 180-192 (2008).
- Karlsson, R., Olered, R., Eliasson, A. C. Changes in starch granule size distribution and starch gelatinization properties during development and maturation of wheat, barley and rye. Starch - Starke. 35 (10), 335-340 (1983).
- Li, W. -Y., et al. Comparison of starch granule size distribution between hard and soft wheat cultivars in Eastern China. Agricultural Sciences China. 7 (8), 907-914 (2008).
- Park, S. H., Wilson, J. D., Seabourn, B. W. Starch granule size distribution of hard red winter and hard red spring wheat: Its effects on mixing and breadmaking quality. Journal of Cereal Science. 49 (1), 98-105 (2009).
- Limpert, E., Stahel, W. A., Abbt, M. Log-normal distributions across the sciences: keys and clues. Bioscience. 51 (5), 341-352 (2001).
- Gao, M., et al. Self-preserving lognormal volume-size distributions of starch granules in developing sweetpotatoes and modulation of their scale parameters by a starch synthase II (SSII). Acta Physiologiae Plantarum. 38 (11), 259 (2016).
- Wattebled, F., et al. STA11, a Chlamydomonas reinhardtii locus required for normal starch granule biogenesis, encodes disproportionating enzyme. Further evidence for a function of alpha-1,4 glucanotransferases during starch granule biosynthesis in green algae. Plant Physiology. 132 (1), 137-145 (2003).
- Ji, Y., Seetharaman, K., White, P. J. Optimizing a Small-Scale Corn-Starch Extraction Method for Use in the Laboratory. Cereal Chemistry. 81 (1), 55-58 (2004).
- Halloy, S., Whigham, P. The lognormal as universal descriptor of unconstrained complex systems: a unifying theory for complexity. Proceedings of the 7th Asia-Pacific Complex Systems Conference. , QLD. Australia. 309-320 (2004).
- Furusawa, C., Suzuki, T., Kashiwagi, A., Yomo, T., Kaneko, K. Ubiquity of log-normal distributions in intra-cellular reaction dynamics. Biophysics (Nagoya-shi). 1, 25-31 (2005).
