Name: マイクロ スケール プロトコル処理解析パラメーターとトウモロコシ (Zea mays l.) で栄養の資質の高いスループット (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-16T15:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 55 s
Description: 学ぶマイクロスケールプロトコルでトウモロコシの栄養素変化を追跡する方法。Zea maysの加工段階ごとにフェルラ酸とp-クマル酸を分析し、品種選別と栄養保持性評価に活用できます。

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著者は、彼らの指導、自分の所の使用のためダウ アグロでトム ・ パターソンと分析技術チームを感謝したいです。ケロッグ社やダウ ・ アグロからの贈り物と米国農務省ハッチ グラントを通してこの作品が一部で賄われていた、光を示す-802-354 の賞を受賞します。CJBW の学生サポートは、イリノイ州識別交わりとウィリアム b. 作物科学ナンシー ・ l ・ アンブローズ交わりによって提供されました。

1. 農産物の粗びきの穀物を調理
<ol><li>缶詰の電気ホット プレートに圧力鍋 15 L を配置します。</li>
	<li>100 ° C に缶詰の圧力鍋や熱に水道水 1 リットルを追加します。</li>
	<li>水を加熱、工業用剥離グリッツや剥離粒材料 (12% 含水率、ぬれた基礎)7の 100 g サンプル 1 クォート缶詰の jar ファイルの配置します。 注: この研究の代表的な結果は、マッケらによって生成される剥離粒資料に基づいています9実験室規模を使用して乾燥ラウシュらで概説された加工プロトコル7
</li>
	<li>200 mL の蒸留水、塩 2 g、6 g グラニュー白糖と 2 g 液体麦芽エキスから成る砂糖塩溶液を追加します。 注: 複数のサンプル分析できます一度に、サンプルの正確な数が缶詰の圧力鍋のサイズによって異なります。</li>
	<li>ガラス攪拌棒を使用して剥離粒材料とソリューションをミックスします。</li>
	<li>缶詰の圧力鍋で水後缶詰の圧力鍋の水を冷却する、水道水 1 リットルを追加と沸騰を開始します。</li>
	<li>互いと缶詰の圧力鍋の壁から等距離にあるように、缶詰の圧力鍋に缶詰の jar ファイルを配置します。</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig1.jpg"> 図 1: 缶詰の圧力鍋を缶詰の jar ファイルを配置します。缶詰になる瓶は、互いと缶詰の圧力鍋料理も、缶詰の jar ファイルへの損傷を避けるために側面から等距離配置必要があります。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<ol start="8"><li>圧延の沸騰に到達する水を許可します。缶詰の圧力鍋に蓋を配置します。</li>
	<li>大きな剥離グリッツまたは 1 つ h. 許可 15 psi でグリット剥離材冷却し、完全に開く前に減圧製缶圧力鍋料理します。</li>
	<li>耐熱手袋を使用して缶詰の圧力鍋から蓋を取り外します。</li>
	<li>トングを使用して缶詰の圧力炊飯器から缶詰の jar ファイルを削除します。耐熱性表面上の jar ファイルを配置します。 注: 結果の中間製品この時点で調理されるグリッツ。</li>
	<li>剥離粒素材を使用している場合は生産ラウシュらによって記載されているプロトコルを使用して7,削除非胚乳素材調理後ヘラで。工業用剥離コーングリッツを使用している場合は、この手順を実行します。</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig2.jpg"> 図 2: 非胚乳材料の取り外しです。調理中に上部に上昇している胚乳以外材料の取り外し前に調理屑サンプルが (、)。(b) 調理屑サンプル材料非胚乳を除去した後。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<ol start="13"><li>12 h の 65 ° C のオーブンで調理グリッツ (加工サンプル) ごとの 30 g 計量ボートと乾燥を配置します。乾燥させた後、コーヒーのミルを使って粉末に調理屑サンプルを挽くし、フェノール類分析の涼しい乾燥した場所に保管します。</li>
</ol>2. 焼きトウモロコシの粉を生産します。
<ol><li>
残りの場所は、箔並んで天板に粗びきの穀物を調理しました。
	<ol>
<li>スループットを向上させるため、2 つのサンプルを同時に焼きます。これを行うには、するには、天板に 2 隻の箔を作成します。これは、サンプル間のクロスコンタミネーションの可能性を排除します。</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig3.jpg"> 図 3: ベーキング シートに調理されたトウモロコシの粉の配置。2 つの異なる調理粒サンプルは、前にパンのベーキング トレイの個々 の箔ボートに配置されます。ボートは、写真のグリーンのテープが付いています。これはまた確保クロスコンタミネーション起こらなかったしながらプロトコルのスループットを増加しました。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<ol start="2"><li>
50 分間 107.2 ° C (225 ° F) に予熱したオーブンで 2 つのサンプルを含むグラタン皿に置きます。
	<ol>
<li>25 分も焼くようにベーキングの後サンプルをかき混ぜます。</li>
	</ol>
</li>
	<li>50 分の期間の終わりに、最初の 2 つのサンプルを含むグラタン皿を取り外して 30 分間室温で冷却すること。</li>
	<li>冷却期間の終わりに、焼きトウモロコシの粉の中間製品から 30 g のサンプルを取る。12 h の 65 ° C のオーブンで重量を量るボートでこのサンプルを配置します。乾燥後、植物化学物質分析用コーヒーミルとストアを使用して微粉末に焼き砂サンプルを挽きます。</li>
</ol>3. 最終的なトースト コーンフレークパン粉製品を生産します。
<ol><li>
焼きトウモロコシの粉をロール トルティーヤ プレスを介して。
	<ol>
<li>箔並んでベーキング皿からコーングリッツを焼き残りを削除し、長さ羊皮紙紙約 1 m の部分にこれらを配置します。 注: スループットを増大させるのに便利です袋に縦パーチメント紙を折る。これは、ローリングの段階で失われたサンプルの量を最小限に抑えます。</li>
		<li>トルティーヤ プレス袋焼き粒サンプルゆっくり通します。プレスで指を挟むように注意してください。</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig4.jpg"> 図 4: パーチメント紙の袋。(、)、羊皮紙紙が縦に折り畳まれている.(b) 袋の長い、開いた側に折り畳まれている.(c) 長い側は、上 10 ° の角度で再度折られれば。(d) 袋のショート、オープン側に折り畳まれている.これがトルティーヤ プレスを介して供給されるポーチの側になります。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<ol start="2"><li>2.5 × 2.5 cm (2の 1) の正方形にコーングリッツを焼き、圧延カットします。カット/スコア パーチメント紙をロール生地にピザ カッターなどのツールを使用します。</li>
</ol><img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig5.jpg"> 図 5。フレークに生地を圧延切断します。ロール生地は、パーチメント紙を通じて獲得です。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig5large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<ol start="3"><li>
パーチメント紙を開くでき、圧延、カット、12 時間室温で乾燥にコーングリッツを焼いた。
	<ol>
<li>スループットを向上させる、複数のサンプル (通常 24 以上) 乾杯の準備ができているまで室温でホイルで覆われた重量ボートで乾燥のサンプルを格納します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>204.4 ° c (400 ° F) のオーブンを予熱します。天板はフラットに乾燥したトースト フレーク サンプルを配置します。サンプルを広げ、サンプルの最小重複が発生するようにします。でも焼くとこうなります。</li>
	<li>場所それは適切なを達成するまでに 60-90 のオーブン用のサンプル色 (図 6を参照)。</li>
</ol><img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig6.jpg"> 図 6: 最終的なトースト コーンフレークの色を修正します。画像の左側にあるコーンフレークは、時間の適切な量のトーストだった。画像の右側にあるコーンフレークは、長すぎるためトーストされました。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig6large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<ol start="6"><li>約 5 分間室温で冷却するサンプルを許可します。これは最終的なトースト コーンフレークパン粉を得られます。</li>
	<li>コーヒー ミルを使用して細かい粉末状に焼かれたコーンフレーク サンプルを挽きます。</li>
</ol>4. 植物化学と統計解析
: 注正確な時の関心と実験装置を研究している利用可能な植物化学物質これらの分析のプロトコル可能性があります変更します。
<ol><li>尻 Wilmsmeyerらで説明などのプロトコルを使用して植物化学物質の内容を決定します。3プロトコルで提供されるすべての安全手順に従ってください。</li>
	<li>適切な統計モデルを使用してデータを分析します。 注: これらの例のデータは、フィールド プロット、粒子から収穫されたとサブプロット ユニットが処理段階の全体のプロット単位のところを RCBD で分割プロットを使用して分析しました。PROC 混合 SAS (バージョン 9.3) の解析を行ったし、数字は r. で生産されました。</li>
</ol>

<ol><li>United States Department of Agriculture. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22National+Agricultural+Statistics+Service%22">National Agricultural Statistics Service</a>. , (2017).</li>
<li>USDA. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ERS%22">ERS</a>. , (2017).</li>
<li>Butts-Wilmsmeyer, C. J., Mumm, R. H., Bohn, M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concentration+of+Beneficial+Phytochemicals+in+Harvested+Grain+of+U.S.+Yellow+Dent+Maize+%28Zea+mays+L.%29+Germplasm%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Agricultural+and+Food+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Concentration of Beneficial Phytochemicals in Harvested Grain of U.S. Yellow Dent Maize (Zea mays L.) Germplasm.</a> Journal of Agricultural and Food Chemistry. 65 (38), 8311-8318 (2017).</li>
<li>Butts-Wilmsmeyer, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+phenolic+acid+content+in+maize+during+food+product+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Agricultural+and+Food%22%5BJournal%5D)">Changes in phenolic acid content in maize during food product processing.</a> Journal of Agricultural and Food. , (2018).</li>
<li>Dewanto, V., Wu, X. Z., Liu, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Processed+sweet+corn+has+higher+antioxidant+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Agricultural+and+Food+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Processed sweet corn has higher antioxidant activity.</a> Journal of Agricultural and Food Chemistry. 50 (17), 4959-4964 (2002).</li>
<li>Fast, R. B., Caldwell, E. F. Breakfast cereals and how they are made. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFast%2C+RB+%22Breakfast+cereals+and+how+they+are+made%22">Breakfast cereals and how they are made</a>. , Ed. 2, (2000).</li>
<li>Rausch, K. D., et al. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1094/CCHEM-86-4-0434">Laboratory measurement of yield and composition of dry-milled corn fractions using a shortened, single-stage tempering procedure.</a> Cereal Chemistry. 86 (4), 434-438 (2009).</li>
<li>Kandhola, G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Processing+and+Genetic+Effects+on+Resistant+Starch+in+Corn+Flakes%22">Processing and Genetic Effects on Resistant Starch in Corn Flakes</a>. , University of Illinois at Urbana-Champaign. M.S. thesis (2015).</li>
<li>Macke, J. A., Bohn, M. O., Rausch, K. D., Mumm, R. H. <a target="_blank" href="https://dl.sciencesocieties.org/publications/cs/abstracts/56/5/2516">Genetic factors underlying dry-milling efficiency and flaking-grit yield examined in us maize germplasm.</a> Crop Science. 56 (5), 2516-2526 (2016).</li>
<li>Somavat, P., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926669017305241">A new lab scale corn dry milling protocol generating commercial sized flaking grits for quick estimation of coproduct yield and composition.</a> Industrial Crops and Products. 109, 92-100 (2017).</li>
<li>Adam, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+bioavailability+of+ferulic+acid+is+governed+primarily+by+the+food+matrix+rather+than+its+metabolism+in+intestine+and+liver+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nutrition%22%5BJournal%5D)">The bioavailability of ferulic acid is governed primarily by the food matrix rather than its metabolism in intestine and liver in rats.</a> Journal of Nutrition. 132 (7), 1962-1968 (2002).</li>
<li>Rumpagapom, P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Structural+Features+of+Cereal+Bran+Arabinoxylans+Related+to+Colon+Fermentation+Rate%22">Structural Features of Cereal Bran Arabinoxylans Related to Colon Fermentation Rate</a>. , Purdue University. PhD thesis (2011).</li>
<li>Wong, J. M. W., de Souza, R., Kendall, C. W. C., Emam, A., Jenkins, D. J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colonic+health%3A+Fermentation+and+short+chain+fatty+acids%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Gastroenterology%22%5BJournal%5D)">Colonic health: Fermentation and short chain fatty acids.</a> Journal of Clinical Gastroenterology. 40 (3), 235-243 (2006).</li>
</ol>

著者が明らかに何もありません。

処理全体でトウモロコシ ベース食品の栄養成分の変化は、利得のコンポーネントおよび熱応力5,10の除去のため可能性があります。ただし、このプロトコル4,8の開発前に比較的小さな詳細に正確どの処理に影響を与える様々 な栄養素を研究されていた。さらに、ほとんどの実験室の処理のプロトコルの大規模のため多くの場合解除されたトウモロコシ粒8における感覚と栄養特性の遺伝の基礎を勉強することが可能。マイクロ スケール研究室は、食品製品処理全体でトウモロコシの栄養と感覚の特性を勉強法を紹介します。
このプロトコルは、調理後、焼成後、および圧延中に発生したせん断力後剥離粒ステージで行われるサンプリングを使用しました。したがって、収穫されたとうもろこし粒の追加の分析、プロトコルには初期基板と栄養に関連する組成の変化を明らかにする処理の最終食品製品、中間段階としてよく分析が容易になります。このプロトコルの主な機能はまたそれらの特定の分析に使用する分析化学プロトコルを選択する研究者を可能にしながら処理全体で分析する栄養と感覚特性を可能にします。このマイクロ プロトコルの効率がこのプロトコルの大きな特長です。最初に、このプロトコルは、小さなサンプルでは、育種 (表 3) の設定で適切なを使用します。穀物の 1 つの kg は大きな剥離粒成分、約 0.3 kg とほぼ成分生成処理に必要であった大きな剥離粒の 3 分の 1 を生産する傾向があった。第二に、このプロトコルは、一日、大規模なサンプル サイズ6を必要とする以前のプロトコルよりもはるかに効率的である約 16 サンプルの検査処理の許可。
このプロトコルは、他のトウモロコシ加工食品製品の生産を模倣する簡単に変更でした。例えば、大規模な剥離グリッツ、すぐに食べられる朝食シリアル9に加えて様々 なスナック食品の製造に使用されます。これらのスナック食品の生産のための研究室プロトコルは、調理時間や調理のソリューションを調整またはベーキング時間を調整 foreseeably 含めることができます。このプロトコルの適応バージョンが他の穀物とのそれぞれの加工品の研究をされる可能性がありますが可能です。加工穀物製品には、料理、焼けるか、またはここで提示されたプロトコルの適応バージョンを使用して模倣することができる処理ステージを焼くことがあります。
このプロトコルの重要な制限は、それは非常に少数の停止ポイント、すなわち処理ステップが開始されると、それとそれ以降の手順を実行する必要があります (表 3) を完了しました。剥離のグリッツから調理されたトウモロコシの粉の生産後単一停止ポイントがあります。必要な場合にのみ調理屑を (例えば密閉缶詰の jar ファイル) 密封されたコンテナーに配置してせいぜい 2 日間冷蔵でした。しかし、長期間調理グリッツを格納するサンプルを変更する登場。さらに、ベーキングが開始されると、ポイントがない停止まで焼きグリット生地はロール、カットし、乾燥させた後。
結論
(吸殻 Wilmsmeyerらを参照してくださいこれらの例の結果を4詳細については)、栄養の内容可能性があります処理全体で監視することを行った。さらに、栄養の変更が発生したキーの処理段階は識別されました。さらに、この処理のプロトコルに必要な小さなサンプル サイズには、植物の繁殖プログラムのコンテキスト内での複数の雑種の研究が有効になります。これらのハイブリッド車を使用して、ハイブリッド車のセットを維持不溶性バインド フェルラ酸や p-クマル酸処理全体での最高濃度がわかりました。これらの特性最終的なトースト コーンフレークの前生物的可能性の重要な徴候であります。11,12,13これらの結果は、直接加工のトウモロコシ製品のプレバイオティクス可能性の向上のための繁殖集団を確立する植物繁殖動物を助けるにされる可能性があります。
この処理プロトコルの主要な利点の 1 つは行うことができる栄養分析に限らずです。穀物の分析の植物化学物質のプロトコルが存在する場合は、加工品を研究に使用できます。さらに、この処理のプロトコルには、実験室規模の食品加工、栄養分析を独立して行うことが有効になるために、複数のフィトケミカルを学ぶことができます。植物化学の内容の調査のための分析のプロトコルは実験室規模処理プロトコルを使用して生成された中間および最終処理製品の少量のためしかし、小さなサンプル サイズを使用してください。

トウモロコシ (Zea mays l.) は、アメリカ合衆国に1で最も広く栽培されている穀物です。2016 年にトウモロコシの 711 億 2000 万キロ (28 億ブッシェル) は、人間の消費2、アメリカ人の食生活のトウモロコシの重要性を示すに専念しました。トウモロコシの粒の大きな利点の 1 つは比較的安価な商品ですが、フェノール、不飽和脂肪酸、タンパク質3など有益な植物化学物質も含まれています。など、トウモロコシ ベースの食品には、人間にとって有益な植物化学物質の比較的安価な情報源があります。
ただし、トウモロコシは、人間の消費の前に処理する必要があります。その結果、処理はしばしば最終加工食品製品4の栄養価を影響します。例えば、スナック食品、すぐに食べられる朝食シリアル (すなわち、冷たい穀物) の生産の間にトウモロコシ乾燥している大規模な剥離粗びきの穀物を生産する粉砕します。ドライ加工中にふすまと胚芽が物理的に削除されます、胚乳材料だけを残してします。多くの植物化学物質は、ふすまや胚芽に主にあるので (例えばフェノール、不飽和脂肪酸、それぞれ)、加工食品製品4の栄養価が大幅に低下可能性があります。逆に、下流の処理手順は、栄養価を高めることがあります。たとえば、調理、焼けるか、または焼くこと、多くの食品加工技術が含まれます。これらの段階中に発生する熱応力が有益なフィトケミカル5のバイオアベイラビリティを向上します。
食品科学、人間栄養学の観点からそれが興味深いことだけでなく加工食品の製品も、foreseeably、どのパラメーターの処理を調整に影響を与える他の感覚の栄養価の処理での影響を知る品質、色、質および味を含みます。処理全体で監視するそのような資質を可能にするプロトコルは、最終的なトウモロコシ食品製品の改善のためのトウモロコシの品種を選択される可能性があります。過去にこのような特性を分析するための大きな障害は、規模と利用可能なプロトコルのスループットがふたり。例えば、朝食用シリアル実験室の分析のための生産の間に高速かつコールドウェル6は大規模な剥離グリッツの 45.4 kg の使用を提案しました。大きな剥離屑マスゴミがこれまで大規模な剥離グリッツまたは大規模な剥離粒材料の7育種プログラムでは一般的な小さなプロット フィールド試験から生産できる量を超えています。したがって、加工食品の製品の生産のためのマイクロ スケール実験プロトコルの開発は、フード プロセッサの重要性と (2) のプロセッサは、栄養と感覚特性のトウモロコシの品種を改善するために (1) 植物繁殖できます。効率的に設計およびテストの代替処理戦略。
本稿では大規模な剥離粒材料から焼かれたコーンフレークの生成に使用された Kandohla8で説明されたプロトコルを処理するマイクロ スケールの高スループット変更をについて説明します。不溶性バインド フェルラ酸の変化やトウモロコシの p-クマル酸を研究するこの処理プロトコルを使用例実験結果を示します。特定研究の私達の目的は (1) (2) の処理段階でこれらの変更が発生した、すぐに食べられる朝食用シリアルの生産の間に変更されたトウモロコシのフェノール酸の含有量の方法、(3) かどうか私たちの実験のいずれかを決定する、ハイブリッド車は、このプロトコルは、栄養特性の効率的な解析のハイスループット分析化学プロトコルと結合することができますストレスを処理する異なる答えた。このプロトコルは、他のトウモロコシ加工食品やその他の穀物から生産されている加工食品の生産を模倣するように調整できます。

<table><tbody><tr><td>缶詰圧力鍋</td><td>Wisconsin Aluminum Foundry Co.</td><td>モデル921</td><td>任意使用できますが、複数の缶詰ジャーを収容するのに十分な大きさである必要があります</td></tr><tr><td>シングルバーナーまたは大型ホットプレート</td><td>ワーリングプロフェッショナル</td><td>モデルSB30</td><td>任意使用できますが、缶詰圧力鍋をバーナーまたはホットプレートにしっかりと置くのに十分な大きさである必要があります</td></tr><tr><td>1クォート広口缶詰ジャー</td><td>ボール</td><td>1440096258</td><td>任意使用できます。 しかし、彼らは広口のクォートジャーでなければなりません</td></tr><tr><td>1 L ビーカー</td><td>フィッシャー サイエンティフィック</td><td>09-841-104</td><td></td></tr><tr><td>攪拌板</td><td>コーニング</td><td>6796420D</td><td></td></tr><tr><td>磁気攪拌子</td><td>フィッシャー サイエンティフィック</td><td>14-513-67</td><td></td></tr><tr><td>1 L メスシリンダー</td><td>キンブル</td><td>20027500</td><td></td></tr><tr><td>スパチュラ</td><td>ウォルマート</td><td>552145280</td><td></td></tr><tr><td>ホットパッド</td><td>ウォルマート</td><td>556501140</td><td></td></tr><tr><td>スケール</td><td>NA</td><td></td><td>メトラー・トレド モデル・MS105DUまたは同様の</td></tr><tr><td>計量ボート</td><td>フィッシャー・サイエンティフィック</td><td>08-732-113</td><td></td></tr><tr><td>シュガー</td><td>ウォルマート</td><td>9259244</td><td></td></tr><tr><td>ソルト</td><td>・モートン (ウォルマートで購入)</td><td>9244849</td><td></td></tr><tr><td>液体モルト抽出物</td><td>カップ別 (アマゾンで購入)</td><td>NA</td><td>https://www.amazon.com/Barley-Malt-Extract-Syrup-Bottle/dp/B01N4SK72C</td></tr><tr><td>ラベリングテープ&nbsp;</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>15966</td><td></td></tr>油<tr><td>性マーカー</td>ウォル<td>マート</td><td>55529894</td><td></td></tr><tr><td>対流式オーブン</td>ウォル<td>マート</td><td>1598495</td><td></td></tr><tr><td>ベーキングパン(通常はオーブンに含まれています)</td><td>ウォルマート</td><td>1598495</td><td></td></tr><tr><td>クッキングホイル</td><td>ウォルマート</td><td>564264789</td><td></td></tr><tr><td>トルティーヤプレス</td><td>E&ホテル&レストラン設備および消耗品</td><td>CTM-2000</td><td></td></tr><tr><td>パーチメント紙</td><td>レイノルズ(ウォルマートで購入)</td><td>551219672</td><td></td></tr><tr><td>ピザカッター</td><td>ファーバーウェア(ウォルマートで購入)</td><td>&nbsp;</td><td></td>553012200</tr><tr><td>冷却ラック</td><td>Flytt (Amazonで購入)</td><td>NA</td><td>https://www.amazon.com/dp/B075HQY627/ref=sspa_dk_detail_7?psc=1&pd_rd_i=B075HQY627&pd_rd_wg=WaJol&pd_rd_r=SF07KCHMP753WAPG6ED4&pd_rd_w=2BOwf</td></tr><tr><td>SAS Version 9.4</td><td>SAS Institute</td><td>Version 9.4</td><td></td></tr><tr><td>R</td><td>R R Foundation for Statistical Computing</td><td>Version 3.4.0</td><td></td></tr></tbody></table>

マイクロ スケール プロトコル処理解析パラメーターとトウモロコシ (zea mays l.) で栄養の資質の高いスループット

High-throughput, Microscale Protocol for the Analysis of Processing Parameters and Nutritional Qualities in Maize (Zea mays L.)

トウモロコシは、アメリカ合衆国と世界的な重要な穀物作物です。ただし、トウモロコシの穀物は、人間の消費する前に処理しなければなりません。また、全粒粉の組成と処理特性トウモロコシ品種によって異なります、最終加工製品の品質に影響を与えることができます。したがって、トウモロコシから健康加工食品の製品を生産するために、粒度組成と処理特性のこれらの違いを考慮して遺伝資源の特定のセットの処理パラメーターを最適化する方法を知っておく必要です。これは、どのように現在の加工技術の最終加工食品の栄養的な品質に影響を与える理解が含まれています。ここでは、両方大規模な剥離グリッツからコーンフレークを生成する処理パイプラインをシミュレートし、同時に複数の穀物のサンプルの処理が可能マイクロ プロトコルについて述べる.自体、トウモロコシ穀物と同様、剥離のグリッツ、中間加工品や最終加工製品は、高スループット解析パイプラインの一部として栄養価の分析できます。このプロシージャはトウモロコシ育種研究プログラムに組み込むのために特別開発された、それは他の穀物に変更することができます。不溶性バインド フェルラ酸とトウモロコシの p-クマル酸含量の分析の例を提供しています。サンプルは、5 つの異なる処理段階で撮影されました。サンプリングがマイクロ スケールの処理、処理技術を育種プログラム、専門にされたトウモロコシのコンテキストで利用できることの中に複数段階で場所を取ることができ、例では、栄養のコンテンツのほとんどが失われたことを示す食品製品加工。

このプロトコルは、コーンフレーク、コーングリッツを剥離と最終製品に処理の中間段階を経て継続で始まるトウモロコシ食品製品のサンプリング、栄養分析のため許可されて。このプロトコル ラウシュらで概説されたプロトコルと結合されていました7ハイブリッド粒サンプルから剥離粒コンポーネントを作成します。したがって、全粒、剥離グリット、調理屑、焼き砂とトースト コーンフレークパン粉処理に示した大で分析したハイブリッド サンプルの栄養の内容に関する情報。評価の下でハイブリッド品種に関係なく不溶性バインド フェルラ酸や p-クマル酸のほとんどはドライ加工 (図 7) 中に削除されました。不溶性バインド フェルラ酸や p-クマル酸のもう一つの減少は、調理中に発生しました。大きな剥離粒材料に残った胚乳以外の物質の少量の除去のための不溶性バインド フェルラ酸や p-クマル酸の含有量が調理中に観察された減少があります。フェルラ酸や p-クマル酸含量の両方残ったハイブリッド (表 1) に関係なく、処理の残りの部分を通して安定した自由対照多度が示されます。
さらに、不溶性バインド フェルラ酸、p-クマル酸の含有量の観点からハイブリッド品種の最初のランキングは (表 2および図 8) 最終処理段階での雑種のランキングを示すものでした。つまり、カーネル全体の初期の内容は最も不溶性バインド フェルラ酸や p-クマル酸処理の終わりにハイブリッドが所有を示すものでした。したがって、トウモロコシの粒を勉強する、加工食品の栄養特性の基礎となる遺伝的特性を研究するためにマイクロ プロセスを使用する必要があります。
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig7.jpg"> 図 7: 不溶性バインド処理全体でフェノール酸含量の変化します。処理全体で (、) 変更不溶性バインド フェルラ酸の内容。(b) 変更不溶性バインド, p-クマル酸の内容処理全体で。WK: カーネル全体、FG: 剥離の粒を CG: 調理屑、BG: に粒を焼き: コーンフレークをトーストします。別の色のポイントは、異なるハイブリッドを表します。図はもともと尻 Wilmsmeyerらの補足的な情報で公開されて4<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig7large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig8.jpg"> 図 8: ハイブリッドによって処理段階の相互作用の相互作用プロットします。不溶性バインド フェルラ酸含量のプロットは (、) 相互作用。(b) 相互作用不溶性バインド, p-クマル酸含量のプロット。交差する線を示す変化のランクの相互作用、これらのいずれかの初期の内容に基づいて不溶性バインド フェルラ酸も最終的なトースト コーンフレークパン粉の不溶性バインド, p-クマル酸含量が予測の意味カーネル全体のフィトケミカル。WK: カーネル全体、FG: に粒を剥離: コーンフレークをトーストします。図はもともと尻 Wilmsmeyerらの補足的な情報で公開されて4<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig8large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td colspan="2" style="text-align: center;">フェルラ酸</td>
			<td colspan="2" style="text-align: center;">p-クマル酸</td>
		</tr>
<tr>
<td>ハイブリッド</td>
			<td style="text-align: center;">F-値</td>
			<td style="text-align: center;">p-値</td>
			<td style="text-align: center;">F-値</td>
			<td style="text-align: center;">p-値</td>
		</tr>
<tr>
<td>B73xMO17</td>
			<td style="text-align: center;">0.07</td>
			<td style="text-align: center;">0.93</td>
			<td style="text-align: center;">0.34</td>
			<td style="text-align: center;">0.72</td>
		</tr>
<tr>
<td>B73xPHG47</td>
			<td style="text-align: center;">0.02</td>
			<td style="text-align: center;">0.98</td>
			<td style="text-align: center;">0.61</td>
			<td style="text-align: center;">0.55</td>
		</tr>
<tr>
<td>LH1xMO17</td>
			<td style="text-align: center;">0.08</td>
			<td style="text-align: center;">0.93</td>
			<td style="text-align: center;">0.14</td>
			<td style="text-align: center;">0.87</td>
		</tr>
<tr>
<td>PHJ40xLH123HT</td>
			<td style="text-align: center;">0.32</td>
			<td style="text-align: center;">0.73</td>
			<td style="text-align: center;">0.74</td>
			<td style="text-align: center;">0.48</td>
		</tr>
<tr>
<td>PH207xPHG47</td>
			<td style="text-align: center;">0.15</td>
			<td style="text-align: center;">0.86</td>
			<td style="text-align: center;">0.24</td>
			<td style="text-align: center;">0.79</td>
		</tr>
<tr>
<td>PHJ40xMO17</td>
			<td style="text-align: center;">0.01</td>
			<td style="text-align: center;">0.99</td>
			<td style="text-align: center;">0.31</td>
			<td style="text-align: center;">0.74</td>
		</tr>
<tr>
<td>PHG39xPHZ51</td>
			<td style="text-align: center;">0.06</td>
			<td style="text-align: center;">0.94</td>
			<td style="text-align: center;">0.07</td>
			<td style="text-align: center;">0.93</td>
		</tr>
</tbody></table>表 1: 調理粗びき不溶性バインド フェノール酸の含有量の違いをテスト自由対照多度焼きトウモロコシの粉とコーンフレークをトーストします。
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td colspan="2" style="text-align: center;">フェルラ酸</td>
			<td colspan="2" style="text-align: center;">p-クマル酸</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td style="text-align: center;">F-値</td>
			<td style="text-align: center;">p 値</td>
			<td style="text-align: center;">F-値</td>
			<td style="text-align: center;">p 値</td>
		</tr>
<tr>
<td>ハイブリッド車</td>
			<td style="text-align: center;">7.15</td>
			<td style="text-align: center;">0.001</td>
			<td style="text-align: center;">8.7</td>
			<td style="text-align: center;">&lt; 0.001</td>
		</tr>
<tr>
<td>自殖系統</td>
			<td style="text-align: center;">4.07</td>
			<td style="text-align: center;">0.007</td>
			<td style="text-align: center;">6.57</td>
			<td style="text-align: center;">&lt; 0.001</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="5">注: すべての年で遺伝子型によって処理ステージ intereactions された α での重要な = 0.05。</td>
		</tr>
</tbody></table>表 2: 遺伝子型によって処理段階の相互作用の重要性
<table align="center" border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td style="text-align: center;">プロトコル手順</td>
			<td style="text-align: center;">重要な情報</td>
			<td style="text-align: center;">トラブルシューティング</td>
			<td style="text-align: center;">高スループットの推奨値</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.2 ・ 1.6</td>
			<td style="text-align: center;">これらの 2 つのステップの結合は、缶詰の jar ファイルを壊すことがなく加熱する水を可能。 にします。</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
			<td style="text-align: center;">缶詰の jar ファイルを追加する前に半分の水の加熱では、スループットを向上します。</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.4</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
			<td style="text-align: center;">食材の事前対策します。 指定された量は、1 つの壺、だからボリュームまたは 1.4.2 のステップで使用される jar の数によって必要な成分の質量を乗算します。缶詰の jar ファイルの間で均等に得られた混合物を分けます。</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.4 注意</td>
			<td style="text-align: center;">瓶缶詰の圧力鍋、または互いの端に触れることを許可しません。彼らが中断され、サンプルは失われます。</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.9 と 1.10</td>
			<td style="text-align: center;">水が料理する前に圧延の沸騰に達する必要があります。</td>
			<td style="text-align: center;">グリッツは 1 h 後徹底的に調理されていません、15 psi に設定された重量の圧力を確保するため、缶詰の圧力鍋に蓋を配置、タイマーを設定する前に水は完全沸騰に達しているを確認してください。</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.13</td>
			<td style="text-align: center;">調理中に上部に浮かぶ胚乳以外材料を削除します。 これは、サンプルの場合、植物化学物質の結果が偏るでしょう。</td>
			<td style="text-align: center;">胚乳以外の材料は、調理中に上部まで上昇していません、グリッツに thorougly はくださらない。 1.9 と 1.10 の手順に関する情報を参照してください。</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.15、2.4、および 3.7</td>
			<td style="text-align: center;">細かい粉に挽くサンプル。</td>
			<td style="text-align: center;">植物化学物質解析が動作するように表示されない場合、その溶剤にさらされている大きい表面領域があるサンプルが細かい粉に地面をされていることを確認します。</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">2.1</td>
			<td style="text-align: center;">サンプルは互いに触れることはできません。 彼らは、クロス汚染になります。</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
			<td style="text-align: center;">クッキング シートにそれらの個々 の箔ボートをすることによって、2 つのサンプルを同時に焼きます。</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">2.2.1</td>
			<td style="text-align: center;">25 分も焼くように後サンプルをかき混ぜます。</td>
			<td style="text-align: center;">サンプルが均等に焼きに表示されない場合より頻繁な間隔 (15 分ごとなど) でかき混ぜます。</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">3.1</td>
			<td style="text-align: center;">パーチメント紙の袋に焼きグリット生地を配置します。 これにより、サンプルは、押すと中にも失われません。</td>
			<td style="text-align: center;">サンプルは、パーチメント紙の袋の端から出てくるを開始するなら、長いポーチ。その 1 m 高い十分にわかりました。</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">3.2</td>
			<td style="text-align: center;">パーチメント紙の袋が閉じたままにします。</td>
			<td style="text-align: center;">切削工具は、パーチメント紙をカットする場合、は、鈍くツールを使用します。</td>
			<td style="text-align: center;">ピザカッターが正方形に焼きトウモロコシの粉を切断するための最良のツールであることがわかった。 我々 はこのツールを使用して羊皮紙紙をカットしなかったが、焼きトウモロコシの粉まだ非常に迅速に正方形にカットすることができました。</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">3.5</td>
			<td style="text-align: center;">色で非常に快適になるし、長すぎるためのトーストではないです。</td>
			<td style="text-align: center;">サンプルがあまりにも暗くなると場合は、トーストに使用されている時間の量を減らします。</td>
			<td style="text-align: center;">複数のサンプルを焼くため準備ができているまで個々 のホイルで覆われた重さのボートで複数の乾燥焼成粒サンプルを格納します。</td>
		</tr>
</tbody></table>テーブル 3:重要な手順、トラブルシューティングの手順、および推奨事項の表。

ここでは、穀物のサンプルを処理、高スループット解析パイプラインにこのマイクロ アプローチを組み込むマイクロ プロトコルを提案します。これは現在利用可能なプロトコルの高スループット適応です。

マイクロ スケール プロトコル処理解析パラメーターとトウモロコシ (Zea mays l.) で栄養の資質の高いスループット

Maize is an important grain crop in the United States and worldwide. However, maize grain must be processed prior to human consumption. Furthermore, whole ...

この方法は、より栄養価の高い食品を生産するトウモロコシ品種をより適切に選択する方法や、さまざまな栄養化合物が現在の食品加工パラメータにどのように反応するかなど、重要な質問に答えるのに役立ちます。この手法の主な利点は、実験室で複数のサンプルを同時に分析できることです。そして、コーンフレークの生産に含まれる始まり、中、そして最後の段階をサンプリングすることができます。この分析法の視覚的なデモンストレーションは、プロトコールのスループットを向上させるステップの多くが直感的ではなく、注意を払わないとサンプルのクロスコンタミネーションにつながるため、非常に重要です。まず、15リットルの圧力鍋を電気ホットプレートに置きます。圧力鍋に水道水1リットルを加え、水を100°Cに加熱します。水が加熱されている間に、砂糖と塩の溶液と100グラムのフレーキンググリッツを4つの1クォート缶詰ジャーに加えます。次に、ガラス攪拌ロッドを使用して、溶液をフレーキンググリットと混合します。圧力鍋の水が沸騰し始めたら、水道水を1リットル加えて水温を下げます。次に、サンプルの剥離グリットが入った缶詰の瓶を圧力鍋に入れます。水が沸騰したら、圧力鍋の蓋を元に戻します。サンプルのフレーキンググリットを15PSIで1時間調理します。圧力鍋を冷まし、完全に減圧します。慎重に、耐熱手袋を使用して、圧力鍋から蓋を取り外します。次に、専用のトングを使用して、圧力鍋からサンプルの剥離グリットを取り除きます。へらを使用して、剥がれたグリットから非胚乳材料を取り除きます。調理したグリッツ30gを計量ボートに入れ、摂氏65度のオーブンで12時間乾燥させます。コーヒーミルを使用して、調理したグリッツサンプルを微粉末に粉砕します。まず、ホイルで裏打ちされた天板に、対流式オーブンでグリットサンプルを107.2°Cで50分間焼きます。25分後にサンプルを攪拌して、均一にベーキングします。50分のベーキング期間後、ベーキングシートをはがし、サンプルを室温で30分間冷まします。次に、ベーキングシートから30グラムの焼きたてのグリッツを取り出し、サンプルを計量ボートに入れ、摂氏65度のオーブンで12時間乾燥させます。乾燥後、コーヒーミルを使用してサンプルを微粉末に粉砕し、その後の分析のために保管します。まず、天板に残っている焼きたてのグリッツを取り出し、ポーチに折りたたまれた長さ1メートルのパーチメント紙に入れます。次に、ポーチ内の焼きたてのグリッツをトルティーヤプレスに慎重に送ります。焼きたてのグリッツをプレスで転がした後、ピザカッターを使って、丸めた焼きたてのグリットを2.5cm×2.5cmの正方形に切ります。パーチメント紙のポーチを開き、ロールフレークサンプルを室温で12時間乾燥させます。次に、フレーク状にしたサンプルを予熱した対流式オーブンに204.4°Cで60〜90秒間置きます。均一にトーストするには、サンプルを均等に広げます。サンプルを室温で5分間冷却して、最終的なトーストコーンフレーク製品を生成します。最後に、コーヒーミルを使用して、トーストしたコーンフレークサンプルを微粉末に粉砕します。このプロトコルは、多くの異なる栄養分析と組み合わせて使用できます。このプロトコルを使用して、処理のすべての段階を通じてコーンフレークのフェルラ酸とp-クマル酸の含有量を分析しました。特定の雑種品種に関係なく、不溶性結合フェルラ酸の大部分は、乾式製粉および調理中に除去されました。同様に、p-クマル酸も乾式製粉および調理中に除去されました。さらに、不溶性結合フェルラ酸含有量とp-クマル酸含有量に関する栽培品種の初期ランク付けは、最終処理段階でのランク付けを示すものではありませんでした。一度習得すると、適切に実行すれば、この手法を使用して毎日16個のサンプルを分析できます。これは、私たちが使用していた古いプロトコルと比較すると、毎日3〜4つのサンプルしか分析できませんでした。開発後、この技術により、特定の栄養化合物の全体的な含有量が加工中にどうなるかだけでなく、化合物がさまざまな形で存在し、さまざまなバイオアベイラビリティで存在するかどうかも調査することができました。圧力鍋を使用する場合、それは非常に危険である可能性があり、この手順を実行する際には、機器と安全プロトコルに付属のすべての書面による資料に従って理解するなどの予防措置を常に守る必要があることを忘れないでください。

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マイクロスケールプロトコル処理解析パラメーターとトウモロコシ (Zea mays l.) で栄養の資質の高いスループット

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