यहां, हम अनाज नमूनों के प्रसंस्करण के लिए एक अतिसूक्ष्म प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते है और इस अतिसूक्ष्म दृष्टिकोण को एक उच्च-प्रवाह विश्लेषणात्मक पाइपलाइन में शामिल करने के लिए । यह वर्तमान में उपलब्ध प्रोटोकॉल का एक उच्च प्रवाह अनुकूलन है ।
मक्का संयुक्त राज्य अमेरिका और दुनिया भर में एक महत्वपूर्ण अनाज की फसल है । तथापि, मकई अनाज मानव उपभोग से पहले संसाधित किया जाना चाहिए । इसके अलावा, पूरे अनाज संरचना और प्रसंस्करण विशेषताओं मक्का संकर के बीच बदलती है और अंतिम प्रसंस्कृत उत्पाद की गुणवत्ता को प्रभावित कर सकते हैं । इसलिए, आदेश में मक्का से स्वस्थ प्रसंस्कृत खाद्य उत्पादों का उत्पादन करने के लिए, यह कैसे अनाज संरचना और प्रसंस्करण विशेषताओं में इन मतभेदों के लिए खाते में जर्मप्लाज्म के विशेष रूप से सेट के लिए प्रसंस्करण मापदंडों का अनुकूलन करने के लिए पता करने के लिए आवश्यक है । यह कैसे वर्तमान प्रसंस्करण तकनीकों के अंतिम प्रसंस्कृत खाद्य उत्पाद के पोषण की गुणवत्ता को प्रभावित की एक बेहतर समझ शामिल है । यहां, हम एक अतिसूक्ष्म प्रोटोकॉल का वर्णन है कि दोनों प्रसंस्करण पाइपलाइन simulates के लिए बड़ी गुच्छी से कॉर्नफ़्लेक्स का उत्पादन और एक साथ कई अनाज के नमूनों के प्रसंस्करण के लिए अनुमति देता है । गुच्छी जई, मध्यवर्ती प्रसंस्कृत उत्पादों, या अंतिम प्रसंस्कृत उत्पाद, साथ ही मकई अनाज ही, एक उच्च का प्रवाह विश्लेषणात्मक पाइपलाइन के भाग के रूप में पोषण सामग्री के लिए विश्लेषण किया जा सकता है । यह प्रक्रिया विशेष रूप से एक मक्का प्रजनन अनुसंधान कार्यक्रम में शामिल करने के लिए विकसित किया गया था, और यह अंय अनाज फसलों के लिए संशोधित किया जा सकता है । मक्का में अघुलनशील-बाउंड ferulic एसिड और पी-coumaric एसिड सामग्री के विश्लेषण का एक उदाहरण हम प्रदान करते हैं । नमूने पांच अलग प्रसंस्करण चरणों में लिया गया । हम यह है कि नमूना अतिसूक्ष्म प्रसंस्करण के दौरान कई चरणों में जगह ले जा सकते हैं, कि प्रसंस्करण तकनीक एक विशेष मक्का प्रजनन कार्यक्रम के संदर्भ में उपयोग किया जा सकता है, और है कि, हमारे उदाहरण में, पोषण सामग्री के सबसे खो गया था खाद्य उत्पाद प्रसंस्करण के दौरान ।
मक्का (Zea mays एल) संयुक्त राज्य अमेरिका में सबसे व्यापक रूप से खेती की अनाज फसल है1. २०१६ में मक्का के ७१,१२०,०००,००० किग्रा (२,८००,०००,००० bushels) मानव उपभोग के लिए समर्पित थे2, अमेरिकी आहार में मक्का के महत्व का संकेत । मकई अनाज के महान लाभों में से एक यह है कि यह एक अपेक्षाकृत सस्ती वस्तु है, लेकिन यह भी लाभकारी फाइटोकेमिकल्स जैसे phenolics, unसंतृप्त फैटी एसिड होता है, और प्रोटीन3। जैसे, मक्का आधारित खाद्य उत्पाद मनुष्यों के लिए लाभकारी फाइटोकेमिकल्स के अपेक्षाकृत सस्ता स्रोत हो सकते हैं ।
हालांकि, मक्का मानव उपभोग करने से पहले संसाधित किया जाना चाहिए । नतीजतन, प्रसंस्करण गतिविधियों अक्सर अंतिम प्रसंस्कृत खाद्य उत्पाद4के पोषण का महत्व प्रभाव । उदाहरण के लिए, नाश्ते के खाद्य पदार्थों के उत्पादन के दौरान और तैयार नाश्ता अनाज (यानी, ठंड अनाज), मक्का गुठली सूखी बड़े गुच्छे का उत्पादन करने के लिए मिल रहे हैं । सूखी मिलिंग के दौरान, चोकर और रोगाणु शारीरिक रूप से निकाल दिए जाते हैं, केवल endosperm सामग्री छोड़ते हैं । के बाद से कई फाइटोकेमिकल्स मुख्य रूप से या तो चोकर या रोगाणु (जैसे, phenolics और unसंतृप्त फैटी एसिड, क्रमशः) में स्थित हैं, यह प्रसंस्कृत खाद्य उत्पाद के पोषण मूल्य में एक महत्वपूर्ण कमी में परिणाम हो सकता है4। इसके विपरीत, बहाव प्रसंस्करण कदम पोषण मूल्य में सुधार हो सकता है । उदाहरण के लिए, कई खाद्य उत्पाद प्रसंस्करण तकनीक खाना पकाने, पकाना, या टोस्टिंग शामिल हैं । थर्मल तनाव इन चरणों के दौरान सामना करना पड़ा लाभप्रद फाइटोकेमिकल्स5की जैव उपलब्धता में सुधार हो सकता है ।
एक खाद्य विज्ञान और मानव पोषण के नजरिए से, यह पता है कि कैसे प्रसंस्करण न केवल संसाधित खाद्य उत्पादों के पोषण का महत्व को प्रभावित करता है दिलचस्प होगा, लेकिन, निकट, यह भी कैसे प्रसंस्करण मापदंडों के समायोजन अंय संवेदी प्रभाव हो सकता है गुण, रंग, बनावट, और स्वाद सहित । एक प्रोटोकॉल है कि इस तरह के गुणों पर नजर रखने की अनुमति देता है प्रसंस्करण के दौरान अंतिम संसाधित मक्का खाद्य उत्पाद के सुधार के लिए मक्का किस्मों का चयन किया जा सकता है । अतीत में ऐसी विशेषताओं का विश्लेषण करने के लिए प्रमुख बाधाओं के दो पैमाने और उपलब्ध प्रोटोकॉल का प्रवाह किया गया । उदाहरण के लिए, प्रयोगशाला विश्लेषण के लिए नाश्ता अनाज के उत्पादन के दौरान, तेजी से और Caldwell6 बड़ी परतदार जई का ४५.४ किलो के उपयोग का सुझाव दिया । बड़े परतदार जई का यह मास अब तक बड़ी परतदार जई का आटा या बड़े परतदार धैर्य सामग्री7 कि छोटे भूखंड क्षेत्र परीक्षण है कि संयंत्र प्रजनन कार्यक्रम में विशिष्ट है से उत्पादन किया जा सकता है की राशि से अधिक है । इस प्रकार, प्रसंस्कृत खाद्य उत्पादों के उत्पादन के लिए एक अतिसूक्ष्म प्रयोगशाला प्रोटोकॉल के विकास को सक्षम कर सकता है (1) संयंत्र प्रजनक पोषण और संवेदी लक्षण है कि खाद्य प्रोसेसर के लिए महत्व के है और (2) प्रोसेसर के लिए मक्का किस्मों में सुधार करने के लिए कुशलतापूर्वक डिजाइन और वैकल्पिक प्रसंस्करण रणनीतियों का परीक्षण ।
इस पांडुलिपि में, हम Kandohla8 में वर्णित अतिसूक्ष्म प्रसंस्करण प्रोटोकॉल के एक उच्च प्रवाह संशोधन का वर्णन है कि बड़े गुच्छन धैर्य सामग्री से टोस्ट कॉर्नफ़्लेक्स का उत्पादन करने के लिए इस्तेमाल किया गया था । हम एक उदाहरण प्रयोग है कि इस प्रसंस्करण प्रोटोकॉल इस्तेमाल के परिणाम में अघुलनशील-बाउंड ferulic एसिड और मक्का में पी coumaric एसिड में परिवर्तन का अध्ययन प्रस्तुत करते हैं । उस विशिष्ट अध्ययन में हमारे उद्देश्यों को निर्धारित करने के लिए (1) कैसे मक्का के phenolic एसिड सामग्री के उत्पादन के दौरान बदल गया तैयार करने वाली नाश्ता अनाज, (2) जो प्रसंस्करण चरणों उन परिवर्तनों को हुई, और (3) कि क्या हमारे किसी भी प्रयोगात्मक संकर प्रसंस्करण के लिए अलग ढंग से जवाब दिया इस प्रोटोकॉल पोषण लक्षण के कुशल विश्लेषण के लिए उच्च प्रवाह विश्लेषणात्मक रसायन प्रोटोकॉल के साथ युग्मित किया जा सकता है । इस प्रोटोकॉल को भी अंय प्रसंस्कृत मक्का खाद्य उत्पादों या प्रसंस्कृत खाद्य उत्पादों है कि अंय अनाज से उत्पादित कर रहे है के उत्पादन की नकल समायोजित किया जा सकता है ।
प्रसंस्करण के दौरान मक्का आधारित खाद्य उत्पादों के पोषण सामग्री में परिवर्तन की संभावना लाभ घटकों और थर्मल तनाव5,10को हटाने के कारण कर रहे हैं । हालांकि, वास्तव में कैसे प्रसंस्करण विभिंन पोषक तत्वों को प्रभावित करता है अपेक्षाकृत थोड़ा विस्तार में इस प्रोटोकॉल4,8के विकास से पहले अध्ययन किया गया था । इसके अलावा, सबसे प्रयोगशाला प्रसंस्करण प्रोटोकॉल के बड़े पैमाने पर होने के कारण, यह अक्सर मक्का अनाज8में संवेदी और पोषण विशेषताओं के आनुवंशिक आधार का अध्ययन करने के लिए असंभव हो गया है । यहां, हम खाद्य उत्पाद प्रसंस्करण भर में मक्का में पोषण और संवेदी लक्षण के अध्ययन के लिए एक अतिसूक्ष्म प्रयोगशाला पद्धति प्रस्तुत करते हैं ।
इस प्रोटोकॉल को परतदार धैर्य मंच पर जगह लेने के नमूने, खाना पकाने के बाद, पाक के बाद, और बाल काटना के बाद रोलिंग के दौरान सामना करना पड़ा बलों की अनुमति दी । इस प्रकार, फसल मकई अनाज के अतिरिक्त विश्लेषण के साथ, प्रोटोकॉल प्रारंभिक चरण सब्सट्रेट के विश्लेषण और अच्छी तरह से अंतिम खाद्य उत्पाद और प्रसंस्करण के मध्यस्थ चरणों पोषण से संबंधित संरचना में परिवर्तन करने के लिए स्पष्ट के रूप में की सुविधा । प्रोटोकॉल की यह प्रमुख विशेषता पोषण और संवेदी लक्षण को सक्षम बनाता है प्रसंस्करण भर में विश्लेषण किया जाएगा, जबकि भी शोधकर्ता को चुनने के लिए जो विश्लेषणात्मक रसायन प्रोटोकॉल उन विशिष्ट विश्लेषण के लिए उपयोग करने के लिए सक्षम है । इस प्रोटोकॉल की एक अंय प्रमुख विशेषता इस अतिसूक्ष्म प्रोटोकॉल की क्षमता है । सबसे पहले, इस प्रोटोकॉल एक छोटे नमूने है, जो एक संयंत्र प्रजनन सेटिंग (तालिका 3) में उपयुक्त है का उपयोग करता है । अनाज का एक किलो के लिए बड़े गुच्छी धैर्य घटकों के लगभग ०.३ किलो उत्पादन किया, और मोटे तौर पर बड़े गुच्छी धैर्य का उत्पादन एक तिहाई प्रसंस्करण के लिए आवश्यक थे । दूसरे, यह प्रोटोकॉल प्रति दिन लगभग 16 नमूनों की प्रयोगशाला प्रसंस्करण के लिए अनुमति दी है, जो बहुत अधिक कुशल पिछले प्रोटोकॉल की तुलना में है कि बड़े नमूने6आकार की आवश्यकता है ।
इस प्रोटोकॉल को आसानी से अंय प्रसंस्कृत मक्का खाद्य उत्पादों के उत्पादन की नकल संशोधित किया जा सकता है । उदाहरण के लिए, बड़े गुच्छी जई का उपयोग करने के लिए तैयार खाने नाश्ता अनाज9के अलावा विभिंन नाश्ते के खाद्य पदार्थों के उत्पादन में किया जाता है । इन नाश्ते के खाद्य पदार्थों के उत्पादन के लिए प्रयोगशाला प्रोटोकॉल उंमीद के मुताबिक खाना पकाने के समय और खाना पकाने के समाधान या पाक बार समायोजन के लिए समायोजन शामिल हो सकता है । यह भी संभव है कि इस प्रोटोकॉल के एक अनुकूलित संस्करण अंय अनाज और उनके संबंधित प्रसंस्कृत उत्पादों के अध्ययन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । प्रसंस्कृत अनाज उत्पादों अक्सर खाना पकाने, पकाना, या टोस्टिंग प्रसंस्करण चरणों है कि यहां प्रस्तुत प्रोटोकॉल के एक अनुकूलित संस्करण का उपयोग कर नकल उतारा जा सकता है शामिल हैं ।
इस प्रोटोकॉल की एक महत्वपूर्ण सीमा है कि यह बहुत कुछ रोक अंक है, अर्थात् एक बार एक प्रसंस्करण कदम शुरू होता है, यह और बाद में कदम पूरा किया जाना चाहिए (तालिका 3) । वहाँ एक एकल रोक बिंदु परतदार धैर्य से पकाया जाता है के उत्पादन के बाद है । केवल यदि आवश्यक हो, पकाया जई का एक सील कंटेनर में रखा जा सकताहै (जैसे एक सील डिब्बाबंदी जार) और प्रशीतित के लिए सबसे अधिक दो दिनों में । हालांकि, अब समय अवधि के लिए पकाया जई का भंडारण नमूना बदल दिखाई । इसके अलावा, एक बार पाक शुरू होता है, जब तक पके हुए धैर्य आटा लुढ़का, कट गया है, और सूख के बाद कोई रोक अंक हैं ।
निष्कर्ष
इन उदाहरण के परिणाम के माध्यम से (देख चूतड़-Wilmsmeyer एट अल । 4 अधिक जानकारी के लिए), हम प्रदर्शन किया है कि पोषण सामग्री प्रसंस्करण भर में नजर रखी जा सकता है । इसके अलावा, मुख्य प्रसंस्करण चरणों जहां पोषण परिवर्तन की पहचान की गई । इसके अतिरिक्त, इस प्रसंस्करण प्रोटोकॉल के लिए आवश्यक छोटे नमूना आकार एक संयंत्र प्रजनन कार्यक्रम के संदर्भ में कई संकर का अध्ययन सक्षम होना चाहिए । इन संकर का प्रयोग, हम जो संकर के सेट की पहचान की सबसे अधिक मात्रा में अघुलनशील-बाउंड ferulic एसिड और पी coumaric एसिड के प्रसंस्करण भर में सांद्रता बनाए रखा । ये लक्षण अंतिम टोस्ट कॉर्नफ़्लेक्स ‘ prebiotic क्षमता के महत्वपूर्ण संकेत हैं । 11 , 12 , 13 इन परिणामों को सीधे इस्तेमाल किया जा सकता है संयंत्र प्रजनकों मदद प्रसंस्कृत मक्का उत्पादों की बेहतर prebiotic क्षमता के लिए प्रजनन आबादी की स्थापना ।
इस प्रसंस्करण प्रोटोकॉल के प्रमुख लाभों में से एक यह है कि यह पोषण विश्लेषण है कि आयोजित किया जा सकता है की सीमा नहीं है । यदि अनाज के विश्लेषण के लिए एक phytochemical प्रोटोकॉल मौजूद है, तो यह प्रसंस्कृत उत्पादों का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । इसके अलावा, क्योंकि इस प्रसंस्करण प्रोटोकॉल सक्षम बनाता है प्रयोगशाला पैमाने पर खाद्य प्रसंस्करण और पोषण विश्लेषण स्वतंत्र रूप से आयोजित किया जा करने के लिए, एकाधिक फाइटोकेमिकल्स अध्ययन किया जा सकता है । phytochemical सामग्री के अध्ययन के लिए विश्लेषणात्मक प्रोटोकॉल छोटे नमूना आकार का उपयोग करना चाहिए, तथापि, मध्यवर्ती और अंतिम प्रसंस्करण उत्पादों प्रयोगशाला पैमाने पर प्रसंस्करण प्रोटोकॉल का उपयोग कर उत्पन्न की छोटी राशि के कारण.
The authors have nothing to disclose.
लेखक टॉम पैटरसन और उनके प्रयोगशाला सुविधाओं के उपयोग के लिए डो AgroSciences में विश्लेषणात्मक प्रौद्योगिकियों टीम और उनकी सदस्यता के लिए शुक्रिया अदा करना चाहूंगा । इस काम के हिस्से में केलॉग कंपनी और डो AgroSciences और USDA हैच अनुदान, पुरस्कार इलू-802-354 के माध्यम से उपहार के माध्यम से वित्त पोषित किया गया । CJBW के लिए छात्र समर्थन इलिनोइस प्रतिष्ठित फैलोशिप और विलियम बी और फसल विज्ञान में नैंसी एल एम्ब्रोस फैलोशिप द्वारा प्रदान की गई थी ।
Canning pressure cooker | Wisconsin Aluminum Foundry Co. | Model 921 | Any can be used, but it should be large enough to accommodate multiple canning jars |
Single burner or large hot plate | Waring Professional | Model SB30 | Any can be used, but it should be large enough so that canning pressure cooker can securely be placed on burner or hot plate |
1 quart wide mouth canning jars | Ball | 1440096258 | Any can be used, but they should be wide mouthed quart jars |
1 L Beaker | Fisher Scientific | 09-841-104 | |
Stir plate | Corning | 6796420D | |
Magnetic stir bar | Fisher Scientific | 14-513-67 | |
1 L Graduated cylinder | Kimble | 20027500 | |
Spatula | Wal-Mart | 552145280 | |
Hot pads | Wal-Mart | 556501140 | |
Scale | Any | NA | Mettler Toledo Model MS105DU or Similar |
Weigh boats | Fisher Scientific | 08-732-113 | |
Sugar | Wal-Mart | 9259244 | |
Salt | Morton (Purchased at Wal-Mart) | 9244849 | |
Liquid malt extract | By the Cup (Purchased on Amazon) | NA | https://www.amazon.com/Barley-Malt-Extract-Syrup-Bottle/dp/B01N4SK72C |
Labeling tape | Fisher Scientific | 15966 | |
Permanent marker | Wal-Mart | 55529894 | |
Convection oven | Wal-Mart | 1598495 | |
Baking pan (usually included with oven) | Wal-Mart | 1598495 | |
Cooking foil | Wal-Mart | 564264789 | |
Tortilla press | E&A Hotel & Restaurant Equipment and Supplies | CTM-2000 | |
Parchment paper | Reynolds (Purchased at Wal-Mart) | 551219672 | |
Pizza cutter | Farberware (Purchased at Wal-Mart) | 553012200 | |
Cooling racks | Flytt (Purchased on Amazon) | NA | 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 |
SAS Version 9.4 | SAS Institute | Version 9.4 | |
R | R Foundation for Statistical Computing | Version 3.4.0 |