Hier wordt een procedure gepresenteerd voor reproduceerbare en statistisch geldige bepalingen van zetmeelgranulaatgrootteverdelingen en voor het specificeren van de bepaalde korrellognormale grootteverdelingen met behulp van een multiplicatieve vorm met twee parameters. Het is van toepassing op alle granulaatgrootteanalyses van zetmeelmonsters op gramschaal voor plant- en voedselwetenschappelijk onderzoek.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Analyse en specificatie van zetmeelgranulaatgrootteverdelingen
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Zetmeel uit alle plantaardige bronnen bestaat uit korrels in verschillende maten en vormen met verschillende frequenties, d.w.z. met een grootte en eenvormverdeling. Gegevens over de grootte van zetmeelkorrels die zijn bepaald met behulp van verschillende soorten deeltjesgroottetechnieken zijn vaak problematisch vanwege een slechte reproduceerbaarheid of gebrek aan statistische significantie als gevolg van enkele onoverkomelijke systematische fouten, waaronder gevoeligheid voor korrelvormen en limieten van korrelmonstergroottes. We hebben een procedure beschreven voor reproduceerbare en statistisch geldige bepalingen van zetmeelgranulaatgrootteverdelingen met behulp van de techniek van de elektrische detectiezone, en voor het specificeren van de bepaalde korrellognormale grootteverdelingen met behulp van een aangenomen multiplicatieve vorm met twee parameters met verbeterde nauwkeurigheid en vergelijkbaarheid. Het is van toepassing op alle granulaatgrootteanalyses van zetmeelmonsters op gramschaal en zou daarom studies kunnen vergemakkelijken over de manier waarop zetmeelkorrelgroottes worden gevormd door het zetmeelbiosyntheseapparaat en -mechanismen; en hoe ze eigenschappen en functionaliteit van zetmeel voor voedsel en industrieel gebruik beïnvloeden. Representatieve resultaten worden gepresenteerd uit repliceringsanalyses van granulaatgrootteverdelingen van sweetpotato-zetmeelmonsters volgens de geschetste procedure. We bespraken verder verschillende belangrijke technische aspecten van de procedure, met name de multiplicatieve specificatie van korrellognormale grootteverdelingen en enkele technische middelen om frequente diafragmablokkades door korrelaggregaten te overwinnen.
Inleiding
Zetmeelkorrels zijn de fysische structuur waarin twee hoofdreserve homoglucan polymeren in plantenfotosynthese- en opslagweefsels, de lineaire of dun vertakte amylose en de sterk vertakte amylopectine, ordelijk zijn verpakt samen met enkele kleine componenten, waaronder lipiden en eiwitten. Zetmeelkorrels van verschillende plantensoorten vertonen veel driedimensionale (3D) vormen (herzien in ref.1,2), waaronder bollen, ellipsoïden, veelvlak, bloedplaatjes, kubussen, cuboids en onregelmatige tubuli. Zelfs die van hetzelfde weefsel of verschillende weefsels van dezelfde plantensoort kunnen een reeks vormen hebben met verschillende frequenties. Met andere woorden, zetmeelkorrels van een plantensoort kunnen een karakteristieke statistische vormverdeling hebben, in plaats van een specifieke vorm. De niet-uniforme en niet-bolvormige korrelvormen maken het moeilijk om zetmeelkorrelgroottes goed te meten en te definiëren. Bovendien zijn zetmeelkorrels uit dezelfde weefsels van een plantensoort van een reeks maten met verschillende verhoudingen, d.w.z. met een karakteristieke grootteverdeling. Deze grootteverdeling bemoeilijkt de analyse en beschrijving van zetmeelkorrelgroottes verder.
Zetmeelkorrelgroottes zijn geanalyseerd met behulp van verschillende categorieën deeltjesgroottetechnieken (herzien in ref.3),waaronder microscopie, sedimentatie/sterische veldstroomfractie (Sd/StFFF), laserdiffractie en elektrische detectiezone (ESZ). Deze technieken zijn echter niet even geschikt voor de bepaling van zetmeelkorrelgroottes in aanwezigheid van een korrelvorm en een grootteverdeling. Microscopie, inclusief lichte, confocale en scanning elektronenmicroscopie, is uitstekend geschikt voor de studies van morfologie4,5,6,7, structuur8,9 en ontwikkeling10,11 van zetmeelkorrels, maar nauwelijks geschikt voor het definiëren van hun grootteverdelingen vanwege enkele inherente tekortkomingen. directe metingen van microscopische korrelbeelden of softwareondersteunde beeldanalyse van optische microscopiegegevens (IAOM), die zijn gebruikt voor de bepaling van korrelgroottes zetmeel van verschillende soorten; met inbegrip van maïs12, tarwe13,14, aardappel15 en gerst16, kan alleen 1D (meestal maximale lengte) of 2D (oppervlakte) maten van zeer beperkte aantallen (tienduizenden) zetmeelkorrel afbeeldingen meten. De kleine korrelbemonsteringsgrootten die inherent door de technieken worden beperkt, kunnen zelden statistisch representatief zijn, gezien de enorme korrelgetallen per gewicht per eenheid zetmeel (~120 x 106 per gram, uitgaande van alle bollen van 10 μm bij een dichtheid van 1,5 g/cm³), en kunnen daarom leiden tot een slechte reproduceerbaarheid van de resultaten. De Sd/StFFF-techniek kan hoge snelheid en resolutie hebben, en smalle fracties van zetmeelkorrels17, maar is zelden gebruikt waarschijnlijk omdat de nauwkeurigheid ervan ernstig kan worden beïnvloed door beschadigingen, verschillende vormen en dichtheid van zetmeelkorrels. De laserdiffractietechniek is de meest gebruikte en is toegepast voor zetmeelgranulaatgrootteanalyses voor alle belangrijke gewassoorten3,14,16. Hoewel de techniek veel voordelen heeft, is het eigenlijk niet geschikt voor het bepalen van zetmeelkorrelgroottes in aanwezigheid van een korrelvormverdeling. De meeste gelijktijdige laserdiffractie-instrumenten vertrouwen op de Mie-lichtverstrooiingstheorie18 voor uniforme bolvormige deeltjes en de gemodificeerde Mie-theorie18 voor sommige andere vormen van uniformiteit. De techniek is daarom inherent zeer gevoelig voor deeltjesvormen en niet helemaal geschikt, zelfs niet voor bepaalde vormen van uniformiteit19, laat staan voor zetmeelkorrels met een reeks vormen van verschillende verhoudingen. De ESZ-techniek meet de elektrische veldstoring in verhouding tot het volume van het deeltje dat door een opening gaat. Het biedt korrelvolumegrootten, evenals de informatie over aantal- en volumeverdeling, enz., bij hoge resoluties. Aangezien de ESZ-techniek onafhankelijk is van optische eigenschappen van deeltjes, waaronder kleur, vorm, samenstelling of brekingsindex, en de resultaten zeer reproduceerbaar zijn, is het bijzonder geschikt voor het bepalen van grootteverdelingen van zetmeelkorrels met een reeks vormen.
Zetmeelkorrelgroottes zijn ook gedefinieerd met behulp van veel parameters. Ze werden vaak simplistisch beschreven door gemiddelde diameters, die in sommige gevallen de rekenkundige middelen waren van de microscopisch gemeten maximale lengtes van 2D-afbeeldingen12,20, of gemiddelden van equivalente boldiameters3. In andere gevallen werden de korrelgrootteverdelingen gespecificeerd aan de hand van groottebereiken21,22, het distributiegemiddelde volume of de gemiddelde diameter (bolequivalent, gewogen naar aantal, volume of oppervlakte) uitgaande van een normale verdeling14,23,24,25,26. Deze descriptoren van zetmeelkorrelgroottes uit verschillende analyses zijn van een heel andere aard en niet strikt vergelijkbaar. Het kan zeer misleidend zijn als deze "maten" zetmeelkorrels van verschillende soorten of zelfs dezelfde weefsels van dezelfde soort rechtstreeks worden vergeleken. Bovendien is de spreidingsparameter (of vorm) van de veronderstelde normale verdelingen, d.w.z. de standaardafwijking σ (of grafische standaardafwijking σg)die de breedte van de verdeling meet (d.w.z. de spreiding van de afmetingen), in de meeste studies genegeerd.
Om de bovengenoemde kritieke problemen op te lossen waarmee zetmeelkorrelgrootteanalyses worden geconfronteerd, hebben we een procedure beschreven voor reproduceerbare en statistisch geldige bepaling van korrelgrootteverdelingen van zetmeelmonsters met behulp van de ESZ-techniek, en voor het correct specificeren van de vastgestelde korrellognormale grootteverdelingen met behulp van een aangenomen multiplicatieve vorm met twee parameters27 met verbeterde nauwkeurigheid en vergelijkbaarheid. Voor validatie en demonstratie hebben we replicerende granulaatmaatanalyses van sweetpotato zetmeelmonsters uitgevoerd met behulp van de procedure en de lognormale differentiële volume-percentage volume-equivalente-boldiameterverdelingen gespecificeerd met behulp van hun grafische geometrische middelen 
en multiplicatieve standaardafwijkingen s* in een x/ (vermenigvuldigen en delen) s* vorm.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Bereiding van zetmeelmonsters
- Bereid volgens de vastgestelde procedures twee (of drie) gramschaal replicerende zetmeelmonsters van zetmeelaccumulerende weefsels van verschillende plantensoorten (bv. aardappelen15, sweetpotatoes28, tarwekorrels13,29en maïspitten30,enz.).
- Was zetmeelmonsters grondig met aceton of tolueen 3-4x om granulaataggregaten te minimaliseren en volledig te drogen.
OPMERKING: Gebruik extractieprocedures die meer dan 1 g zetmeel per preparaat opleveren. Een of twee aliquots van 0,5 g uit elk van de drie of twee replicerende extracten worden bemonsterd voor granulaatsizinganalyse van één zetmeelextract.
2. Elektrolytenpreparaat
- Bereid 500 ml lithiumchloride van 50 g/L in methanol voor vier maatruns voor replicatiezetmeelmonsters (100 ml per run plus 100 ml extra). Maak het elektrolyt bij voorkeur in batches met een groot volume, bijvoorbeeld 4 tot 8 L per keer, om de concentratievariatie te minimaliseren.
- Koel de container op ijs of in een kast van 4 °C om de ontbinding van het lithiumchloride te versnellen.
3. De analysator instellen
- Kies een diafragmabuis met een deeltjesdiameterbereik dat het bekende (in de literatuur of door middel van proefritten) korrelgroottebereik van te analyseren zetmeelmonsters bestrijkt, bijvoorbeeld een diafragma van 100 μm voor sweetpotatozetmeel. Voor zetmeelmonsters met een onbekend korrelgroottebereik selecteert u een geschikt diafragma tijdens proefritten met behulp van verschillende diafragmabuizen met overlappende deeltjesdiameterbereiken.
OPMERKING: Het deeltjesdiameterbereik van een diafragmabuis is het nauwkeurige groottebereik tussen 2 en 60% van en met een uitgebreid maatbereik tot 80% van de openingdiameter. Tabel 1 geeft een overzicht van de eigenschappen van drie nuttigste diafragmabuizen voor het dimensioneren van korrels van grote gewaszetmeel. Als het korrelgroottebereik van een zetmeelmonster breder is dan het groottebereik van een buis met één diafragma, voert u een overlappingsanalyse met meerdere buisjes uit waarbij maximaal vijf deeltjesgrootteverdelingen worden gecombineerd, gemeten met openingen van verschillende grootte. Elk diafragma is te herkennen aan de diameter en het onderdeelnummer dat op de buis is gelabeld. De diameter en het serienummer in een streepjescode op de buis kunnen worden gescand in de analysesoftware met behulp van de Streepjescodelezer in het Configuratiescherm van de analysator. - Kies een analytisch bekerglas van 100 of 200 ml (boven cuvetten) voor de bepaling van zetmeelkorrelgroottes en stel automatisch roeren (hieronder) in om een goede korrelsususpensie tijdens de meting te behouden.
- Maak een standaardwerkmethode (SOM) om uitvoeringsinstellingen en een voorkeurenbestand op te geven voor het analyseren, weergeven en afdrukken van de resultaten. Combineer som en voorkeuren bestand in een standaard operationele procedure (SOP) indien nodig.
OPMERKING: Voor niet-standaardiseerbare analyses gebruikt u SOM om de analyses uit te voeren en past u de SOM-instellingen aan tussen uitvoeringen door het venster Som bewerken (zie hieronder) indien nodig. Nadat u de uitvoering hebt voltooid, analyseert, bekijkt en afdrukt u de uitvoeringsresultaten door de voorkeuren naar wens te wijzigen. Gebruik voor standaardiseerbare granulaatmaatschapsanalyses een SOP om de analyses uit te voeren.- Start de analysesoftware. Klik op de main manu op SOP | Maak som wizard of bewerk de SOM, of klik in het statuspaneel op SOM bewerken. Gebruik de wizard of het venster Som bewerken om instellingen voor een SOM te selecteren. Instellingen die doorgaans worden gebruikt voor het dimensioneren van korrels van sweetpotato zetmeelmonsters zijn samengevat in tabel 2.
- Sla de gemaakte SOM op in een bestand in het venster SOM Wizard-Summary of Settings of in het venster Som bewerken.
- Klik op de hoofdmanu op SOP | Wizard Voorkeuren maken of Voorkeuren bewerken. Gebruik de wizard of tabbladen in het bewerkingsvenster Voorkeuren om voorkeursinstellingen te selecteren zoals die in tabel 3 of andere naar wens.
- Sla de geselecteerde voorkeuren op in een bestand in het venster Voorkeuren maken-overzicht van instellingen of in het venster Voorkeuren bewerken.
- Klik in het hoofdmenu op SOP-| Wizard SOP maken. Voer in de stapsgewijze handleiding van de wizard een beschrijving in, selecteer het bestand SOM en Voorkeuren om een SOP te maken en op teslaan.
4. Granulaat dimensioneringsanalyses van de zetmeelmonsters
- De analyzer voorbereiden
- Schakel de analyzer in, open de software op de computer en controleer de status Gereed boven aan het statuspaneel na de automatische verbinding met de analyzer.
- Vul de elektrolytenpot met elektrolyt, leeg indien nodig de afvalpot.
- Installeer en beveilig de gekozen diafragmabuis correct volgens de handleiding in de gebruikershandleiding. Voor een ongekalibreerde nieuwe diafragmabuis kalibreer deze volgens de stapsgewijze handleiding onder Kalibratie-| Kalibreer Aperture in het hoofdmenu. Controleer voor een gekalibreerde diafragmabuis de kalibratie volgens de stapsgewijze handleiding van de wizard Diafragmabuis wijzigen onder de | Controleer diafragmakalibratie in het hoofdmenu.
- Ontgrendel het testplatform door op de vergrendelingsclip te drukken (aan de middelste voorkant van de linkerwand van het monstercompartiment) en laat het platform handmatig naar beneden zakken. Plaats een analytische beker met 100 ml elektrolyt op het platform, verplaats de roerder naar de roerstand en til het platform handmatig op naar de zelfsluitende bovenste positie om de diafragmabuis en roerder in het elektrolyt onder te dompelen.
- Klik op Vullen op het onderste instrument Werkbalk om de analyzer automatisch het systeem te laten vullen met het elektrolyt en klik op Flush om de analyzer het systeem automatisch te laten spoelen.
- Laad de SOM door op SOP te klikken | Een SOM in hethoofdmenu te laden en de SOM te gebruiken om een analyse uit te voeren zonder een voorkeurenbestand. U ook een SOP laden door op SOP | te klikken Laad een SOP in het hoofdmenu of laad SOP in het statuspaneel en gebruik de SOP om een analyse uit te voeren.
- Als u een SOP gebruikt, klikt u op SOP | SOM-informatie of voorkeursinformatie in het hoofdmenu om de SOM- en voorkeursinstellingen te controleren. Klik op Voorbeeld | Voer Voorbeeldgegevens in het hoofdmenu of Info bewerken in het statuspaneel in om de voorbeeldgegevens voor de uitvoering in te voeren.
- Bereid zetmeel-methanolmonster en maatsuspensies voor
- Weeg uit elk van de twee of drie repliceerzetmeelextracten respectievelijk twee of één monster van 0,5 g.
- Voeg elk van de 0,5 g zetmeel aliquots toe aan 5 ml methanol in een conische centrifugebuis van 50 ml en verspreid zetmeelkorrels volledig met behulp van verschillende pulsen ultrageluid met lage intensiteit (12-24 W/cm2)van een ultrasone processor.
- Breng met behulp van een wegwerptransferpipet een kleine druppel van de zetmeelmethanolsuspensie (~ 0,2 ml) aan op de 100 ml van 50 g/L LiCl methanolelektrolyt onder constant roeren in het bekerglas. Sluit de deur van het monstercompartiment.
- Een maatvoering uitvoeren
- Klik op Voorbeeld in de onderste werkbalk instrument om een voorbeeld uitvoering te starten. Controleer in het statuspaneel of de dynamisch weergegeven concentratiebalk groen is en een nominaal concentratiebereik van 5 tot 8% voor de suspensie weergeeft.
- Klik op Stoppen op de onderste werkbalk om de preview-uitvoering te stoppen. Verdun indien nodig de zetmeel-elektrolytensuspensie door een aliquot van de suspensie te vervangen door het elektrolyt en herhaal vervolgens een Preview-run.
OPMERKING: Het nominale concentratiebereik van 5% tot 8% van de ophanging is van cruciaal belang voor het voltooien van een run zonder onderbreking als gevolg van diafragmablokkade door geaggregeerde korrels. Pas indien nodig de grootte van het druppelmonster en/of de concentratie van de zetmeel-methanolsuspensie aan om een nieuwe zetmeel-elektrolytensuspensie te maken met de nominale concentratie in het optimale bereik. - Klik na de verificatie op Start op de onderste werkbalk om de uitvoering te starten. De analyzer voltooit de uitvoering automatisch zodra het totale aantal korrels van formaat, dat samen met de uitvoeringstijd in het statuspaneel in een uitvoering wordt weergegeven, het ingestelde totale aantal (125.000 of 250.000) bereikt door de besturingsmodus van de SOM. Afhankelijk van de suspensieconcentratie (binnen 5-8% bereik of lager) duurt een enkele run 2 tot 5 minuten of meer.
OPMERKING: Wanneer de analysator automatisch een diafragmablokkade detecteert per verstoppingsdetectie-instellingen van de SOM, wordt de run afgebroken, wordt het diafragma verwijderd en wordt een nieuwe run gestart. Deze blokkeringsactie is ingesteld op maximaal vier keer herhalen voordat de analyzer de uitvoeringsbewerking annuleert. Dit probleem met het afbreken van de blokkade kan worden opgelost met behulp van twee technische methoden zoals vermeld in tabel 2 en gedetailleerd in de discussie. - Voer indien nodig een technische herhalingsrun uit (zie tabel 2 en gedetailleerd in Discussie) met dezelfde zetmeel-elektrolytenophanging door simpelweg op Start of Herhalen op de onderste werkbalk te klikken.
- Nadat een run of herhaling is voltooid, leegt u het bekerglas, spoelt u het af met methanol en vult u het bij met 100 ml verse elektrolytoplossing voor de volgende run.
- Als tijdens een uitvoering een meldingsdialoogvenster Voor groter bereik wordt weergegeven wanneer het aantal korrels groter dan 60 μm groter is dan 0,1% van het totale aantal (volgens de SOM-instelling), klikt u op Uitvoeren van 60% tot 80% voor het uitvoeren van een uitgebreid dynamisch groottebereik tot 80% van de diafragmadiameter.
OPMERKING: De instelling Extended Size Range regelt de acties voor korrels groter dan 60% van de diafragmadiameter (100 μm, in dit geval). De instelling in de SOM specificeert de opname van zetmeelkorrels groter dan 60 μm wanneer hun tellingen meer dan 0,1% van het totale aantal bereiken. De voltooiing van de uitvoering wordt nog steeds gecontroleerd door het totale aantal en kan iets minder tijd innemen dan anders zonder opname van de grotere korrels van minder dan 0,1% (vermoedelijk statisch onbeduidende hoeveelheid) van het totale aantal.
- De uitvoeringsresultaten analyseren
- Als een SOM is gebruikt om de uitvoeringen te beheren, selecteert u voorkeureninstellingen zoals gewenst voor het bekijken, afdrukken en statistische analyses van de resultaten met behulp van de wizard Voorkeuren maken of de voorkeuren bewerken onder de SOP in het hoofdmenu.
- Overlay is het resultaat van meerdere uitvoeringen op één grafiek ter vergelijking.
- Klik op Overlay op de hoofdwerkbalk of | Overlay in het hoofdmenu om toegang te krijgen tot het Overlay-venster. Navigeer naar en selecteer meerdere gewenste resultaatbestanden in het vak Bestanden, klik op Toevoegen om ze naar het vak Geselecteerde bestanden te verplaatsen en klik op OK om de geselecteerde resultaten in één grafiek te bedekken.
- Als u een bestand wilt toevoegen aan een geopende overlay, klikt u op RunFile | Open voor Overlay in het menu Uitvoeren om toegang te krijgen tot het overlayvenster, navigeer naar het gewenste bestand en klik om toe te voegen.
- Gemiddelde resultaten van replicerende analyses (2 extracten x 2 zetmeelbemonstering of 3 extracten x 1 zetmeelbemonstering) en het weergeven of afdrukken van de gemiddelde korrelgrootteverdeling en statistieken in een lijst of grafiek.
- Klik in het hoofdmenu op Bestand | FileTool | Gemiddeld om het venster Gemiddeld te openen. Navigeer naar en selecteer meerdere gewenste resultaatbestanden in het vak Bestanden, klik op Toevoegen om ze naar het vak Geselecteerde bestanden te verplaatsen en klik op OK om de geselecteerde resultaten te gemiddelden en het gemiddelde in één grafiek weer te geven.
- Als u een extra resultaatbestand wilt opnemen in een gemiddelde verdeling, klikt u in het menu Uitvoeren op RunFile | Openen en Toevoegen aan gemiddelde om het venster Toevoegen aan gemiddelde te openen, naar het bestand te navigeren en toe te voegen. Het nieuwe gemiddelde wordt weergegeven in de grafiek in het venster Uitvoeren (resultaat) of de aanbieding.
5. Specificeren van de gemiddelde verdeling
- Klik in het venster Run-Menu met de gemiddelde verdeling op | berekenen Gemiddelde statistieken in het menu Uitvoeren om het overzichtsvenster statistieken te openen, waarin de gemiddelde statistieken in rijen worden weergegeven, en de grafiekstatistieken voor de gemiddelde verdeling in de kolommen.
- Gebruik het grafische geometrische gemiddelde ( ) en S.D. (s*) in de kolom grafiekstatistieken om de gemiddelde verdeling in het x / s * formulier op te geven. Bereken de CV-metingsvariaties tussen de gemiddelde repliceringsverdelingen door het gemiddelde (μ, hetzelfde als het gemiddelde van de gemiddelde verdeling) van de geometrische middelen van de gemiddelde verdelingen te delen met de gemiddelde S.D. (σ) die in de rij met gemiddelde statistieken worden vermeld.
OPMERKING: De gemiddelde S.D. (voor μ) die variaties tussen de middelen van de repliceerverdelingen beoordeelt, verschilt van de grafische geometrische S.D. (voor ) die de spreiding van de gemiddelde verdeling meet.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Om de procedure te valideren en de reproduceerbaarheid van de bepaalde korrelgrootteverdeling aan te tonen, hebben we repliceringsanalyses van sweetpotato zetmeelmonsters uitgevoerd. We bereidden replicerende (S1 en S2) zetmeelmonsters van in het veld gekweekte sweetpotatoes van een foklijn SC1149-19 op een vergelijkbare ontwikkelingsleeftijd met behulp van een eerder beschreven procedure28. Van elk zetmeelextract werden twee aliquots van 0,5 g (a en b) bemonsterd, opgehangen in 5 ml methanol en g...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
De geschetste procedure heeft een aantal kritieke problemen opgelost in verschillende bestaande methoden voor zetmeelgranulaatgrootteanalyses, waaronder ongepaste 1D- of 2D-dimensionering van 3D-korrels, vervorming van maatmetingen als gevolg van niet-uniforme korrelvormen, slechte reproduceerbaarheid en dubieuze statistische validiteit als gevolg van beperkte korrelmonstergroottes, onnauwkeurige of onjuiste specificatie (met name het gebruik van de gemiddelde grootte) van korrelgroottes in aanwezigheid van zowel korrelv...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen
Dankbetuigingen
Dit werk wordt deels ondersteund door het Cooperative Agriculture Research Center en Integrated Food Security Research Center van het College of Agriculture and Human Sciences, Prairie View A&M University. We danken Hua Tian voor zijn technische ondersteuning.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Analytical beaker | Beckman Coulter Life Sciences | A35595 | Smart-Technology (ST) beaker |
| Aperture tube, 100 µm | Beckman Coulter Life Sciences | A36394 | Voor de MS4E |
| Disposable transfer pipettor, | Fisher Scientific (Fishersci.com) | 13-711-9AM | Ook andere wegwerptransferpipetten met een vergelijkbare opening kunnen worden gebruikt. |
| Fisherbrand Conical Polypropylene Centrifuge Tubes, 50 ml | Fisher Scientific (Fishersci.com) | 05-539-13 | Elke andere soortgelijke buisjes kunnen worden gebruikt. |
| Glass beakers, 150 tot 250 ml | Fisher Scientific (Fishersci.com) | 02-540K | Deze bekers worden gebruikt om methanol te bevatten voor het wassen van de openingbuis en de roerder tussen de runs. |
| LiCl | Fisher Chemical | L121-100 | |
| Methanol | Fisher Chemical | A412-500 | Koop in bulk omdat de analyse een grote hoeveelheid methanol gebruikt. |
| Mettler Toledo ML-T Precision Balances | Mettler Toledo | 30243412 | Elke andere precisiebalans met een afleesbaarheid van 0,01 g tot 1 mg zal werken. |
| Multisizer 4e Coulter Counter | Beckman Coulter Life Sciences | B23005 | Het oude model, Multisizer 3 kan ook worden gebruikt met een lichte aanpassing van de parameters. Het 4e-model wordt geleverd met een 100 μm openingbuis. Andere openingbuizen met een andere diameter kunnen afzonderlijk bij het bedrijf worden gekocht. |
| Ultrasonic processor UP50H | Hielscher Ultrasound Technology | UP50H | Andere laboratoriumsonicator met een laag vermogen (<50 Watt) kan ook worden gebruikt. Zowel MS1 als MS2 sonotrodes voor de specifieke sonicator kunnen worden gebruikt om zetmeelgranen te verspreiden in 5 ml methanol. Gebruik altijd eerst de laagste instelling, 20% amplitude en 0,1 of 0,2 cyclus, en verhoog de instelling als er nog steeds aggregaten in suspensie aanwezig zijn. |
Referenties
- 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).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
