Analiza i specyfikacja rozkładu wielkości granulek skrobi

Podsumowanie

Przedstawiona tutaj jest procedura do powtarzalnego i statystycznie ważnego oznaczania rozkładów wielkości granulek skrobi, oraz do określania ustalonych rozkładów wielkości granulek logarytmicznie za pomocą dwuparametrowej formy multiplikatywnej. Ma zastosowanie do wszystkich analiz wielkości granulek próbek skrobi w skali gramowej do badań naukowych nad roślinami i żywnością.  

Streszczenie

Skrobia ze wszystkich źródeł roślinnych składa się z granulek o różnych rozmiarach i kształtach, które występują różnie, tzn. mają rozkład wielkości i kształtu. Dane dotyczące wielkości granulek skrobi określone przy użyciu kilku rodzajów technik wymiarowania cząstek są często problematyczne ze względu na słabą odtwarzalność lub brak istotności statystycznej wynikający z pewnych niemożliwych do przezwyciężenia błędów systematycznych, w tym wrażliwości na kształty granulek i limity wielkości próbek granulek. Przedstawiliśmy procedurę odtwarzalnych i statystycznie ważnych oznaczeń rozkładów wielkości granulek skrobi przy użyciu techniki strefy wykrywania elektrycznego oraz określania wyznaczonych rozkładów wielkości logarytmiczno-normalnych granulek przy użyciu przyjętej dwuparametrowej formy multiplikatywnej o zwiększonej dokładności i porównywalności. Ma ona zastosowanie do wszystkich analiz wielkości granulek próbek skrobi w skali gramowej, a zatem może ułatwić badania nad tym, w jaki sposób rozmiary granulek skrobi są formowane przez aparat i mechanizmy biosyntezy skrobi; oraz jak wpływają one na właściwości i funkcjonalność skrobi do zastosowań spożywczych i przemysłowych. Przedstawiono reprezentatywne wyniki powtórzonych analiz rozkładu wielkości granulek próbek skrobi ze słodkich ziemniaków przy użyciu opisanej procedury. Omówiliśmy również kilka kluczowych aspektów technicznych procedury, w szczególności multiplikatywną specyfikację logarytmiczno-normalnych rozkładów wielkości granulek oraz niektóre środki techniczne do przezwyciężenia częstego blokowania apertury przez agregaty granulatu.

Wprowadzenie

Ziarna skrobi są strukturami fizycznymi, w których dwa główne polimery homoglukanu zapasowego w tkankach fotosyntetyzujących i magazynujących roślin, liniowa lub słabo rozgałęziona amyloza oraz silnie rozgałęziona amylopektyna, są uporządkowane wraz z niektórymi składnikami mniejszościowymi, w tym lipidami i białkami. Ziarna skrobi z różnych gatunków roślin wykazują wiele kształtów trójwymiarowych (3D) (przegląd w ref.^1,2), w tym sfery, elipsoidy, wielościany, płytki, sześciany, prostopadłościan oraz nieregularne rurki. Nawet ziarna pochodzące z tej samej tkanki lub z różnych tkanek tego samego gatunku rośliny....

Protokół

1. Przygotowanie próbek skrobi

1. Przygotować dwie (lub trzy) powtórne próbki skrobi w skali gramowej z tkanek kumulujących skrobię różnych gatunków roślin zgodnie z ustalonymi procedurami (np. ziemniaków¹⁵, batatów²⁸, ziaren pszenicy^13,29 oraz ziaren kukurydzy³⁰ itd.).
2. Próbki skrobi dokładnie przemyć acetonem lub toluenem 3–4 krotnie, aby zminimalizować obecność agregatów granulek, a następnie całkowicie wysuszyć.
   UWAGA: Należy stosować procedury ekstrakcji, które pozwalają uzyskać więcej niż 1 g skrobi z jednej ....

Wyniki

W celu zweryfikowania procedury i zademonstrowania odtwarzalności określonego rozkładu wielkości granulek przeprowadzono powielone analizy rozmiarów próbek skrobi z batatu. Przygotowano powielone próbki skrobi (S1 i S2) z batatów uprawianych w polu, należących do linii hodowlanej SC1149-19, o podobnym stopniu dojrzałości, stosując wcześniej opisaną procedurę²⁸. Z każdego ekstraktu skrobi pobrano dwie alikwoty po 0,5 g (a i b), zawieszono w 5 mL metanolu i poddano sonifikacji przy użyciu kilku impu.......

Dyskusja

Opisana procedura rozwiązała kilka krytycznych problemów występujących w istniejących metodach analizy wielkości ziaren skrobi, w tym niewłaściwe pomiary 1D lub 2D ziaren trójwymiarowych, zniekształcenia pomiarów wynikające z niejednorodnych kształtów ziaren, słabą powtarzalność i wątpliwą istotność statystyczną ze względu na ograniczoną liczebność próbek ziaren oraz niedokładne lub niewłaściwe określanie wielkości ziaren (zwłaszcza stosowanie średniej wielkości) w przypadku występowania zróżnicowanych kształtów ziaren i.......

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Zlewka analityczna	Beckman Coulter Life Sciences	A35595	Zlewka Smart-Technology (ST)
Rurka apertury, 100 i mikro; m	Beckman Coulter Life Sciences	A36394	Do MS4E Jednorazowy
pipet transferowy,Fisher	Scientific (Fishersci.com)	13-711-9AM	Można również stosować inne jednorazowe pipety transferowe z podobnym otworem.
Stożkowe probówki wirówkowe z polipropylenu Fisherbrand, 50 ml	Fisher Scientific (Fishersci.com)	05-539-13	Można użyć innych podobnych typów probówek.
Zlewki szklane, od 150 do 250 ml	Fisher Scientific (Fishersci.com)	02-540K	Te zlewki są używane do przechowywania metanolu do mycia rurki przysłony i mieszadła między cyklami.
LiCl	Fisher Chemical	L121-100
Metanol	Fisher Chemical	A412-500	Kupuj hurtowo, ponieważ analiza wykorzystuje dużą ilość metanolu.
Wagi precyzyjne ML-T METTLER TOLEDO		30243412	się każda inna waga precyzyjna o dokładności odczytu od 0,01 g do 1 mg.
Multisizer 4e Coulter Counter	Beckman Coulter Life Sciences	B23005	Stary model, Multisizer 3 może być również używany z niewielką korektą parametrów. Model 4e jest wyposażony w 100 μ m tubus przysłony. Inne rurki aperturowe o różnej średnicy można kupić osobno od firmy.
Procesor ultradźwiękowy UP50H	Hielscher Ultrasound Technology	UP50H	Inny sonograf laboratoryjny o małej mocy (< 50 Watt) wyjście może być również używane. Zarówno sonotrody MS1, jak i MS2 dla konkretnego sonikatora mogą być używane do dyspersji granulek skrobi w 5 ml metanolu. Zawsze najpierw używaj najniższego ustawienia, 20% amplitudy i cyklu 0,1 lub 0,2, a następnie zwiększaj ustawienie, jeśli agregaty utrzymują się w zawieszeniu.

Sprawdzi