Her presenterer vi en Mikroskala protokoll for prosessering korn prøver og innlemme denne Mikroskala i en høy gjennomstrømming analytisk rørledning. Dette er en høyere gjennomstrømming tilpasning av tilgjengelige protokoller.
Mais er en viktig korn beskjære i USA og over hele verden. Imidlertid må mais korn behandles før konsum. Videre fullkorn sammensetning og behandling egenskaper varierer mellom mais hybrider og kan påvirke kvaliteten på sluttproduktet behandlet. Derfor, for å produsere sunnere bearbeidede matvarer fra mais, er det nødvendig å vite hvordan du kan optimalisere behandling parametere for bestemte sett med germplasm å ta hensyn til disse forskjellene i korn komposisjon og behandling kjennetegn. Dette inkluderer bedre forståelse av gjeldende behandling teknikker påvirker den ernæringsmessige kvaliteten på siste bearbeidet mat produktet. Her beskriver vi en Mikroskala protokoll som både simulerer rørledningen behandling å produsere cornflakes fra store avskallinger grits og innrømmer for behandling av flere korn eksempler samtidig. Avskallinger grits, bearbeidet mellomprodukter, eller behandlet sluttprodukt, samt mais korn, kan bli analysert for næringsinnhold som en del av en høy gjennomstrømming analytisk rørledning. Denne fremgangsmåten ble utviklet spesielt for innlemmelse i en mais formering forskningsprogram, og det kan endres for andre korn avlinger. Vi gir et eksempel på analyse av uløselig bundet konkurransedyktig med petrokjemisk vanillin syre og p-coumaric syre innhold i mais. Prøvene ble tatt ved fem ulike behandling stadier. Vi viser at prøvetaking kan finne sted på flere stadier i Mikroskala behandling, at behandling teknikken kan benyttes i forbindelse med en spesialisert mais oppdrettende programet, og at i vårt eksempel, de fleste av næringsinnholdet var tapt under produktet næringsmidler.
Mais (Zea mays L.) er den mest dyrket korn avlingen i USA1. I 2016, var 71.12 milliarder kg (2,8 milliarder bushels) av mais viet til konsum2, indikerer viktigheten av mais i amerikanske kostholdet. En av de store fordelene med mais korn er at det er en relativt billig vare, men den inneholder også gunstig fytokjemikalier som fenolene, umettede fettsyrer og protein3. Som sådan, kan mais-baserte matvarer være relativt billig kilder til gunstig fytokjemikaliene for mennesker.
Imidlertid må mais behandles før konsum. Resultatet påvirker behandling aktiviteter ofte den ernæringsmessige verdien av den siste bearbeidede mat produkt4. For eksempel under produksjon av snack mat og klar-å-spise frokost frokostblandinger (dvs. frokostblanding), mais kjerner er tørr valset for å produsere store avskallinger grits. Under tørre fresing, er kli og spiren fjernet, etterlot bare endosperm materiale. Siden mange fytokjemikaliene finnes hovedsakelig i kli eller spiren (f.eks, fenolene og umettede fettsyrer, henholdsvis), dette kan medføre en betydelig reduksjon i den ernæringsmessige verdien av bearbeidet mat produkt4. Derimot kan nedstrøms behandlingstrinnene forbedre den ernæringsmessige verdien. For eksempel, inkluderer mange mat produktet behandling teknikker matlaging, bakervarer, eller riste. Termisk stress oppstod under disse stadiene kan øke biotilgjengeligheten av gunstig fytokjemikaliene5.
Fra en mat og human ernæring perspektiv, ville det være interessant for å vite hvordan behandlingen påvirker ikke bare den ernæringsmessige verdien av bearbeidede matvarer men overskuelige, også hvordan justeringer behandling parametere kan påvirke andre sensoriske kvaliteter, inkludert farge, tekstur, og smaken. En protokoll som tillater slike egenskaper overvåkes gjennom behandling kan brukes til å velge mais varianter for forbedring av siste behandlet mais mat produktet. To av de store hindringene å analysere egenskaper tidligere var omfanget og produksjon av tilgjengelige protokollene. For eksempel under produksjon av frokostblandinger for laboratoriet analyse foreslått Fast og Caldwell6 bruk av 45,4 kg store avskallinger grits. Denne massen av store avskallinger grits overstiger langt store avskallinger grits eller store avskallinger grus materialer7 som kan produseres fra liten tomt feltforsøk som er vanlige i anlegget avlsprogram. Dermed kan utviklingen av en Mikroskala laboratorium protokoll for produksjon av bearbeidede matvarer aktivere (1) plante oppdretter å forbedre mais varianter for ernæringsmessige og sensoriske egenskaper som er av betydning for mat prosessorer og (2) prosessorer effektivt utforme og teste alternativ behandling strategier.
I dette manuskriptet beskrive vi en høy gjennomstrømming modifikasjon av Mikroskala behandling protokoll beskrevet i Kandohla8 som ble brukt til å produsere ristet cornflakes store avskallinger grus materialer. Vi presenterer resultatene av et eksempel eksperiment som brukte denne behandling protokollen endringen i uløselig bundet konkurransedyktig med petrokjemisk vanillin syre og p-coumaric syre i mais. Vårt mål i dette bestemte studien var å finne ut (1) hvordan fenoliske acid innholdet av mais endres under produksjonen av klar-å-spise frokost frokostblandinger, (2) på hvilken behandling stadier endringene oppstod, og (3) om noen av våre eksperimentell hybrider reagerte ulikt behandling understreker denne protokollen kan kombineres med høy gjennomstrømming analytisk kjemi protokoller for effektiv analyse av ernæringsmessige egenskaper. Denne protokollen kan også justeres for å etterligne produksjon av andre bearbeidede mais matvarer eller bearbeidede matvarer som produseres fra andre kornsorter.
Endringer i næringsinnholdet i mais-baserte matvarer gjennom behandling er trolig på grunn av fjerning av gevinst komponenter og termisk stress5,10. Men hadde nøyaktig hvordan behandlingen påvirker ulike næringsstoffer studert i relativt liten detalj før utviklingen av denne protokollen4,8. Videre, på grunn av det store omfanget av de fleste laboratorium behandling protokoller, det vært umulig å studere det genetisk grunnlaget av sensoriske og ernæringsmessige egenskaper i mais korn8. Her presenterer vi en Mikroskala laboratoriemetode for å studere ernæringsmessige og sensoriske egenskaper i mais hele produktet næringsmidler.
Denne protokollen tillatt prøvetaking skjer på avskallinger grus scenen, etter matlaging, etter bakervarer og etter klippe styrkene oppstod under rullende. Dermed, med ytterligere analyse av korn korn, protokollen forenkler analyse av innledende stadium underlaget og samt de siste mat produkt og mellomledd stadiene av behandling for å belyse endringer i sammensetningen knyttet til ernæring. Denne viktige funksjonen av protokollen kan ernæringsmessige og sensoriske egenskaper til å analysere gjennom behandling samtidig også forskeren til å velge hvilke analytisk kjemi protokoller skal brukes for de bestemte analysene. En annen viktig funksjon i denne protokollen er effektiviteten av denne Mikroskala protokollen. Denne protokollen bruker først, et lite utvalg, som passer i en planteforedling innstillingen (tabell 3). Ett kg korn tendens til å produsere ca 0,3 kg av store avskallinger grus bestanddeler, og omtrent en tredjedel av det store avskallinger grus bestanddeler produsert var nødvendig for behandling. Dernest denne protokollen tillatt for laboratoriet behandling av ca 16 eksempler per dag, som er mye mer effektiv enn den forrige protokollen som krevde stort utvalg størrelser6.
Denne protokollen kan enkelt endres for å etterligne produksjon av andre behandlet mais matprodukter. For eksempel brukes store avskallinger grits i produksjonen av ulike snack mat i tillegg til klar-å-spise frokost frokostblandinger9. Laboratoriet protokollen for produksjon av disse snack matvarer kan overskuelige omfatte justeringer koketiden, og matlaging løsninger eller justeringer til bakervarer tid. Det er også mulig at en tilpasset versjon av denne protokollen kan brukes for studier av andre korn og deres respektive bearbeidede produkter. Bearbeidede kornprodukter inkluderer ofte matlaging, bake eller riste behandling stadier som kan bli etterlignet bruker en tilpasset versjon av protokollen som presenteres her.
En viktig begrensning av denne protokollen er at den har svært få stoppunkter, dvs når en behandlingstrinnet begynner, det og påfølgende trinnene må fullføres (tabell 3). Det er en enkelt sluttpunkt etter produksjonen av kokt grits fra avskallinger grits. Bare hvis det er nødvendig, kan kokt grits plasseres i lukket beholder (f.eks en forseglet hermetikkfabrikk krukke) og kjøleskap i minst to dager. Imidlertid syntes lagre kokt grits for lengre perioder å endre utvalget. Videre, når baking begynner, det er ingen stoppe poeng til når bakt grus deigen har blitt rullet kuttet og tørket.
Konklusjon
Gjennom disse eksempel resultater (se Butts-Wilmsmeyer et al. 4 for mer informasjon), vi viste at næringsinnhold kan overvåkes gjennom behandling. Videre ble viktigste behandlingen stadier der ernæringsmessige endringer skjedde identifisert. I tillegg aktivert liten utvalgsstørrelse nødvendig for denne behandling protokollen studiet av flere hybrider innen rammen av et anlegg avlsprogram. Bruker disse hybrider, identifisert vi som sett av hybridbiler opprettholdt den høyeste tettheten av uløselig bundet konkurransedyktig med petrokjemisk vanillin syre og p-coumaric syre gjennom behandling. Disse egenskapene er viktige indikasjoner på den endelige ristet cornflakes’ prebiotiske potensial. 11 , 12 , 13 disse resultatene kan brukes direkte å plante oppdretter etablere avl befolkninger forbedret prebiotiske potensial behandlet mais produkter.
En av de store fordelene med denne behandlingen-protokollen er at det ikke begrenser ernæringsmessige analysene som kan utføres. Hvis det finnes en phytochemical protokoll for analyse av korn, kan den brukes til å studere de bearbeidede produktene. Videre, fordi denne behandling protokollen lar laboratorium skala næringsmidler og ernæringsmessige analyser gjennomføres uavhengig, flere fytokjemikaliene kan studeres. Analytiske protokollene for studiet av phytochemical innhold bør bruke utvalgene er små, men på grunn av den lille mengden av middels og endelige behandling produkter generert ved hjelp av laboratoriet skala behandling protokollen.
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne gjerne takker Tom Patterson og analytisk teknologier laget på Dow AgroSciences for bruk av deres laboratoriefasiliteter og deres mentorer. Dette arbeidet ble finansiert delvis gjennom gaver fra Kellogg selskapet og Dow AgroSciences og gjennom USDA Luke Grant, prisen ILLU-802-354. Student støtte for CJBW ble levert av Illinois fremragende fellesskap og William B. og Nancy L. Ambrose Fellowship i avling Sciences.
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 |