Qui è presentata una procedura per determinare in modo riproducibile e statisticamente valido le distribuzioni delle dimensioni dei granuli di amido e per specificare le distribuzioni di dimensioni lognormali del granulo determinate utilizzando una forma moltiplicativa a due parametri. È applicabile a tutte le analisi di dimensionamento dei granuli di campioni di amido su scala grammo per la ricerca sulle piante e sulle scienze alimentari.
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Articolo metodologico
Analisi e specificazione delle distribuzioni delle dimensioni dei granuli di amido
In questo articolo
Sommario
Abstract
L'amido proveniente da tutte le fonti vegetali è costituito da granuli in una gamma di dimensioni e forme con frequenze di occorrenza diverse, cioè che presentano una dimensione e una distribuzione dellaforma. I dati sulle dimensioni dei granuli di amido determinati utilizzando diversi tipi di tecniche di dimensionamento delle particelle sono spesso problematici a causa della scarsa riproducibilità o mancanza di significatività statistica derivante da alcuni errori sistematici insormontabili, tra cui la sensibilità alle forme dei granuli e i limiti delle dimensioni del campione di granuli. Abbiamo delineato una procedura per determinare in modo riproducibile e statisticamente valido le distribuzioni delle dimensioni dei granuli di amido utilizzando la tecnica della zona di rilevamento elettrico e per specificare le distribuzioni di dimensioni lognormali del granulo determinate utilizzando una forma moltiplicativa a due parametri adottata con una maggiore precisione e comparabilità. È applicabile a tutte le analisi di dimensionamento dei granuli di campioni di amido su scala grammo e, pertanto, potrebbe facilitare gli studi su come le dimensioni dei granuli di amido sono modellate dall'apparato e dai meccanismi di biosintesi dell'amido; e come hanno un impatto sulle proprietà e sulla funzionalità degli amidi per usi alimentari e industriali. I risultati rappresentativi sono presentati da analisi replicate delle distribuzioni delle dimensioni dei granuli di campioni di amido di sweetpotato utilizzando la procedura delineata. Abbiamo inoltre discusso diversi aspetti tecnici chiave della procedura, in particolare la specifica moltiplicativa delle distribuzioni di dimensioni lognormali del granulo e alcuni mezzi tecnici per superare il blocco frequente dell'apertura da parte degli aggregati di granuli.
Introduzione
I granuli di amido sono la struttura fisica in cui due principali polimeri omoglucani di riserva nei tessuti di fotosintesi e stoccaggio delle piante, l'amilosio lineare o scarsamente ramificata e l'amiloetina altamente ramificata, sono imballati in modo ordinato insieme ad alcuni componenti minori, inclusi lipidi e proteine. I granuli di amido di varie specie vegetali presentano molte forme tridimensionali (3D) (riviste nel ref.1,2), tra cui sfere, ellissoidi, poliedri, piastrine, cubi, cuboidi e tubuli irregolari. Anche quelli dello stesso tessuto o tessuti diversi della stessa specie vegetale potrebbero ave....
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Protocollo
1. Preparazione di campioni di amido
- Preparare due (o tre) campioni di amido replicati in scala grammo da tessuti che accumulano amido di varie specie vegetali seguendo le procedure stabilite (ad esempio, patate15,dolci28,chicchi digrano 13,29e chicchi di mais30,ecc.).
- Lavare accuratamente i campioni di amido con acetone o toluene 3-4x per ridurre al minimo gli aggregati di granuli e asciugarli completamente.
NOTA: Utilizzare procedure di estrazione che producono più di 1 g di amido per preparazione. Una o due aliquo....
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Risultati
Per convalidare la procedura e dimostrare la riproducibilità della distribuzione determinata delle dimensioni del granulo, abbiamo eseguito analisi di dimensionamento replicate di campioni di amido sweetpotato. Abbiamo preparato campioni di amido replicati (S1 e S2) da dolci coltivati sul campo di una linea di riproduzione SC1149-19 in un'età di sviluppo simile utilizzando una proceduraprecedentemente descritta 28. Da ogni estratto di amido sono state campionato due aliquote da 0,5 g (a e b), sosp.......
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Discussione
La procedura delineata ha risolto alcune criticità in diversi metodi esistenti per l'analisi delle dimensioni dei granuli di amido, tra cui il dimensionamento 1D o 2D inappropriato dei granuli 3D, la distorsione delle misure di dimensionamento a causa di forme di granuli non uniformi, scarsa riproducibilità e dubbia validità statistica a causa di dimensioni limitate del campione di granuli, specifiche imprecise o improprie (in particolare l'uso della dimensione media) delle dimensioni dei granuli in presenza sia di forma.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare
Ringraziamenti
Questo lavoro è in parte supportato dal Centro di ricerca sull'agricoltura cooperativa e dal Centro integrato di ricerca sulla sicurezza alimentare del College of Agriculture and Human Sciences, Prairie View A&M University. Ringraziamo Hua Tian per il suo supporto tecnico.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Becher analitico | Beckman Coulter Life Sciences | A35595 | Becher Smart-Technology (ST) |
| Tubo di apertura, 100 &; m | Beckman Coulter Life Sciences | A36394 | |
| pipettatore di trasferimento monouso | Fisher Scientific (Fishersci.com) | 13-711-9AM | È possibile utilizzare anche altri pipettatori di trasferimento monouso con orifizio simile. |
| Fisherbrand Provette coniche per centrifuga in polipropilene, 50 ml | Fisher Scientific (Fishersci.com) | 05-539-13 | È possibile utilizzare qualsiasi altro tipo di provette simili. |
| Bicchieri di vetro, da 150 a 250 ml | Fisher Scientific (Fishersci.com) | 02-540K | Questi bicchieri sono utilizzati per contenere metanolo per il lavaggio del tubo di apertura e dell'agitatore tra una corsa e l'altra. |
| LiCl | Fisher Chemical | L121-100 | |
| Metanolo | Fisher Chemical | A412-500 | Acquista all'ingrosso poiché l'analisi utilizza una grande quantità di metanolo. |
| Bilance di precisione ML-T di Mettler Toledo | Mettler Toledo | 30243412 | Funziona qualsiasi altra bilancia di precisione con una risoluzione da 0,01 g a 1 mg. |
| Multisizer 4e Coulter Counter Beckman | Coulter Life Sciences | B23005 | Il vecchio modello, Multisizer 3 può essere utilizzato anche con una leggera regolazione dei parametri. Il modello 4e è dotato di un 100 μ m tubo di apertura. Altri tubi di apertura di diverso diametro possono essere acquistati separatamente dall'azienda. |
| Processore ad ultrasuoni UP50H | Hielscher Ultrasound Technology | UP50H | Altri sonicatori da laboratorio a bassa potenza (< 50 Watt). Entrambi i sonotrodi MS1 e MS2 per il particolare sonicatore possono essere utilizzati per disperdere granuli di amido in 5 ml di metanolo. Utilizzare sempre prima l'impostazione più bassa, 20% di ampiezza e 0,1 o 0,2 cicli, e aumentare l'impostazione se gli aggregati persistono in sospensione. |
Riferimenti
- 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 o....
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Ristampe e permessi
