Analyse und Spezifikation von Stärkegranulatgrößenverteilungen

Zusammenfassung

Hier wird ein Verfahren zur reproduzierbaren und statistisch gültigen Bestimmung der Stärkegranulatgrößenverteilungen und zur Angabe der ermittelten Granulat-Lognormalgrößenverteilungen unter Verwendung einer Multiplikationsform mit zwei Parametern vorgestellt. Sie gilt für alle Granulatgrößenanalysen von gramgroßen Stärkeproben für die pflanzen- und lebensmittelwissenschaftliche Forschung.

Zusammenfassung

Stärke aus allen Pflanzenquellen besteht aus Granulaten in einer Reihe von Größen und Formen mit unterschiedlichen Vorkommensfrequenzen, d.h. mit einer Größe und einerFormverteilung. Stärkegranulatgrößendaten, die mit verschiedenen Arten von Partikelgrößentechniken ermittelt werden, sind aufgrund einer schlechten Reproduzierbarkeit oder mangelnder statistischer Signifikanz, die auf einige unüberwindliche systematische Fehler zurückzuführen ist, einschließlich der Empfindlichkeit gegenüber Granulatformen und der Begrenzung von Granulat-Probengrößen, häufig problematisch. Wir haben ein Verfahren für reproduzierbare und statistisch gültige Bestimmung enthoben, um die Größenverteilungen von Stärkegranulat mit der elektrischen Erfassungszonentechnik zu bestimmen und die ermittelten Lognormalgrößenverteilungen des Granulats unter Verwendung einer angenommenen Zwei-Parameter-Multiplikationsform mit verbesserter Genauigkeit und Vergleichbarkeit festzulegen. Sie ist auf alle Granulatgrößenanalysen von stärkegramgroßen Proben anwendbar und könnte daher Studien darüber erleichtern, wie Stärkegranulatgrößen durch die Stärkebiosynthesegeräte und -mechanismen geformt werden; und wie sie eigenschaftenund die Funktionalität von Stärke für Lebensmittel und industrielle Anwendungen beeinflussen. Repräsentative Ergebnisse werden aus Replizienanalysen der Granulatgrößenverteilungen von Süßkartoffelstärkeproben nach dem beschriebenen Verfahren präsentiert. Wir erörterten weiter einige wichtige technische Aspekte des Verfahrens, insbesondere die multiplikative Spezifikation von Granulat-Lognormalgrößenverteilungen und einige technische Mittel zur Überwindung häufiger Blendenverstopfungen durch Granulataggregate.

Einleitung

Stärkegranulat ist die physikalische Struktur, in der zwei Hauptreserve-Homoglucan-Polymere in Pflanzenphotosynthese und Lagergeweben, die lineare oder spärlich verzweigte Amylose und das stark verzweigte Amylopectin, zusammen mit einigen nebensächlichen Komponenten, einschließlich Lipiden und Proteinen, geordnet verpackt sind. Stärkegranulate verschiedener Pflanzenarten weisen viele dreidimensionale (3D) Formen auf (rezensiert in Ref.^1,2), einschließlich Kugeln, Ellipsoiden, Polyeder, Thrombozyten, Würfel, Quader und unregelmäßige Tubuli. Auch solche aus dem gleichen Gewebe oder verschiedenen Geweben der glei....

Protokoll

1. Herstellung von Stärkeproben

1. Bereiten Sie zwei (oder drei) Gramm-Replikations-Stärkeproben aus stärkeakkumulierenden Geweben verschiedener Pflanzenarten nach den etablierten Verfahren vor (z. B. Kartoffeln¹⁵, Süßkartoffeln²⁸, Weizenkörner^13,29und Maiskerne³⁰usw.).
2. Stärkeproben mit Aceton oder Toluin 3-4x gründlich waschen, um Granulataggregate zu minimieren und vollständig zu trocknen.
   HINWEIS: Verwenden Sie Extraktionsverfahren, die mehr als 1 g Stärke pro Zubereitung ergeben. Ein oder zwei 0,5-g-Aliquots aus jed....

Ergebnisse

Um das Verfahren zu validieren und die Reproduzierbarkeit der ermittelten Granulatgrößenverteilung zu demonstrieren, haben wir Replizieren von Süßkartoffelstärkeproben durchgeführt. Wir haben Replizieren (S1 und S2) Stärkeproben aus Feldkartoffeln einer Zuchtlinie SC1149-19 in einem ähnlichen Entwicklungsalter mit einem zuvor beschriebenen Verfahren²⁸vorbereitet. Aus jedem Stärkeextrakt wurden zwei 0,5 g Aliquots (a und b) entnommen, in 5 ml Methanol suspendiert und mit mehreren Impulsen von Niedr.......

Diskussion

Das beschriebene Verfahren hat einige kritische Probleme bei mehreren bestehenden Methoden für Stärkegranulatgrößenanalysen gelöst. einschließlich ungeeigneter 1D- oder 2D-Größe von 3D-Granulaten, Verzerrung von Größenmessungen durch nicht einheitliche Granulatformen, schlechte Reproduzierbarkeit und zweifelhafte statistische Gültigkeit aufgrund begrenzter Granulat-Probengrößen, ungenauer oder unsachgemäßer Spezifikation (insbesondere der Verwendung der durchschnittlichen Größe) von Granulatgrößen in Gegenwart sowohl von.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Analysebecher	Beckman Coulter Life Sciences	A35595	Smart-Technology (ST) Becherglas
Aperture Tubus, 100 & Mikro; m	Beckman Coulter Life Sciences	A36394	Für den MS4E
Einweg-Transferpipetten,	Fisher Scientific (Fishersci.com)	13-711-9AM	Andere Einweg-Transferpipetten mit ähnlicher Öffnung können ebenfalls verwendet werden.
Fisherbrand Konische Zentrifugenröhrchen aus Polypropylen, 50 ml	Fisher Scientific (Fishersci.com)	05-539-13	Es können alle anderen ähnlichen Arten von Röhrchen verwendet werden.
Glasbecher, 150 bis 250 ml	Fisher Scientific (Fishersci.com)	02-540K	Diese Becher werden zur Aufnahme von Methanol zum Waschen des Öffnungsrohrs und des Rührers zwischen den Läufen verwendet.
LiCl	Fisher Chemical	L121-100
Methanol	Fisher Chemical	A412-500	In großen Mengen kaufen, da bei der Analyse eine große Menge Methanol verwendet wird.
Mettler Toledo ML-T Präzisionswaagen	Mettler Toledo	30243412	Jede andere Präzisionswaage mit einer Ablesbarkeit von 0,01 g bis 1 mg funktioniert.
Multisizer 4e Scharzähler	Beckman Coulter Life Sciences	B23005	Das alte Modell, Multisizer 3, kann auch mit einer leichten Anpassung der Parameter verwendet werden. Das Modell 4e kommt mit einem 100 μ m Blendentubus. Andere Blendentuben mit unterschiedlichen Durchmessern können separat beim Unternehmen erworben werden.
Ultraschallprozessor UP50H	Hielscher Ultrasound Technology	UP50H	Sonstiges Ultraschallgerät für Laboratoren mit geringem Stromverbrauch (< 50 Watt) kann ebenfalls verwendet werden. Sowohl MS1- als auch MS2-Sonotroden für den jeweiligen Ultraschallreaktor können verwendet werden, um Stärkegranulate in 5 ml Methanol zu dispergieren. Verwenden Sie immer zuerst die niedrigste Einstellung, 20 % Amplitude und 0,1 oder 0,2 Zyklus, und erhöhen Sie die Einstellung, wenn Aggregate in der Schwebe verbleiben.