여기, 우리 미 프로토콜 곡물 샘플을 처리 하 고 높은 처리량 분석 파이프라인에 통합이 미 접근 제시. 이것은 현재 사용할 수 있는 프로토콜의 높은 처리량 적응 이다.
옥수수는 미국에서 그리고 전세계 중요 한 곡물 작물 이다. 그러나, 옥수수 곡물 인간의 소비 하기 전에 처리 되어야 합니다. 또한, 전체 곡물 구성과 처리 특성 옥수수 하이브리드 중 변화 하 고 최종 가공된 제품의 품질에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서, 옥수수에서 건강 한 가공된 식품을 생산 하기 위해서는 곡물 구성과 처리 특성에서 이러한 차이 대 한 계정이 germplasm의 특정 집합에 대 한 처리 매개 변수를 최적화 하는 방법을 알고 필요가 있다. 어떻게 현재 처리 기술의 최종 가공된 식품 제품의 영양 품질에 영향을 이해 하는 더 나은 포함 됩니다. 여기, 우리 모두 큰 벗겨짐 밀가루에서 옥수수를 생산 하는 처리 파이프라인을 시뮬레이션 하 고 동시에 여러 곡물 샘플 처리에 대 한 허용 하는 미 프로토콜을 설명 합니다. 벗겨짐 밀가루, 중간 가공된 제품 또는 최종 가공된 제품, 뿐만 아니라 옥수수 곡물 자체, 높은 처리량 분석 파이프라인의 일환으로 영양 내용을 분석할 수 있습니다. 이 절차는 옥수수 번 식 연구 프로그램를 위해 특별히 개발 되었습니다 그리고 다른 곡물 작물에 대 한 수정할 수 있습니다. 불용 성 바인딩된 ferulic 산 및 옥수수에 p-coumaric 산 성 콘텐츠 분석의 예를 제공합니다. 샘플은 5 개의 다른 처리 단계에서 촬영 했다. 우리는 샘플링 처리, 처리 기술 전문된 옥수수 번 식 프로그램의 맥락에서 이용 될 수 있다 미 중 여러 단계에서 장소를 걸릴 수 있으며, 우리의 예제에서는, 대부분의 영양 콘텐츠가 손실 되었음을 입증합니다 동안 식품 제품 처리.
옥수수 (지 시 메이 스 L.) 미국1에서 가장 널리 재배 곡물 작물 이다. 2016 년, 71.12 십억 k g (2.8 십억 bushels) 옥수수의 인간의 소비2, 나타내는 미국 규정식에 있는 옥수수의 중요성에 전념 했다. 옥수수 곡물의 큰 장점 중 하나입니다 그것은 상대적으로 저렴 한 상품, 하지만 그것은 또한 phenolics, 불포화 지방산, 단백질3등 유익한 phytochemicals를 포함. 이와 같이, 옥수수 기반 식품 인 간에 대 한 유익한 phytochemicals의 상대적으로 저렴 한 소스 있을 수 있습니다.
그러나, 옥수수 인간 소비 하기 전에 처리 되어야 합니다. 그 결과, 처리 활동 자주 영향을 최종 가공된 식품 제품4의 영양 가치. 예를 들어, 생산 동안에의 스낵 식품 및 준비-투-먹는 아침 시리얼 (즉, 차가운 시리얼), 옥수수 알갱이 건조 큰 벗겨짐 밀가루를 생산 하기 위해 가공 된. 건조 밀링 동안 밀기 울과 세균 물리적으로 제거 됩니다, endosperm 자료만을 떠나. 이후 많은 phytochemicals는 밀기 울 또는 세균에 주로 있습니다 (예:phenolics, 불포화 지방산, 각각), 가공된 식품 제품4의 영양 가치에서 크게 감소 될 수 있습니다. 반대로, 다운스트림 처리 단계 영양 가치를 높일 수 있습니다. 예를 들어, 많은 음식 제품 처리 기술 포함 요리, 제빵, 또는 토스트. 이러한 단계 중에 발생 하는 열 응력 도움이 phytochemicals5의 생체 이용률을 높일 수 있습니다.
식품 과학 및 인간 영양의 관점에서 그것은 재미 있을 것 이다 알고 처리에 미치는 영향의 가공된 식품, foreseeably, 어떻게 조정 매개 변수 처리에 영향을 줄 수 다른 감각 뿐만 아니라 영양 가치 자질, 색상, 질감, 그리고 취향을 포함 하 여. 최종 가공된 옥수수 식품 제품의 개선에 대 한 옥수수 품종을 선택 하 같은 자질 처리를 통해 모니터링할 수 있는 프로토콜을 사용할 수 있습니다. 과거에 이러한 특성을 분석 하는 주요 장애물의 두 규모와 사용 가능한 프로토콜의 처리량을 했다. 예를 들어, 실험실 분석을 위한 아침 시리얼의 생산 동안 빠르고 대령6 는 45.4 k g 큰 벗겨짐 밀가루의 사용을 제안 했다. 큰 벗겨짐 밀가루의이 대량까지 큰 벗겨짐 밀가루 또는 큰 벗겨짐 모래 재료7 식물 번 식 프로그램에에서 전형적인 작은 음모 현장 실험에서 생산 될 수 있는 금액을 초과 합니다. 따라서, 가공된 식품의 생산을 위한 미 실험실 프로토콜의 개발 중요성 음식 프로세서와 프로세서 (2) 영양 및 감각 특성에 대 한 옥수수 품종을 향상 시키기 (1) 식물 사육 가능 효율적으로 설계 하 고 대체 처리 전략을 테스트 합니다.
이 원고에서 우리는 큰 벗겨짐 모래 재료에서 구운된 옥수수를 생산 하는 데 사용 된 Kandohla8 에서 설명 하는 프로토콜을 처리 하는 미의 높은 처리량 수정을 설명 합니다. 우리는 불 용해성 바인딩된 ferulic 산에서 변화 및 옥수수에 p-coumaric 산 공부를이 처리 프로토콜을 사용 하는 예를 들어 실험의 결과 제시. 우리의 목표는 특정 연구에서 (1) 어떻게 그 변화 (2)는 처리 단계에서 발생 하는 준비-투-먹는 아침 시리얼의 생산 동안에 옥수수의 페 놀 산 콘텐츠 변경 그리고 (3) 우리의 실험의 어떤 결정 했다 하이브리드 응력이이 프로토콜 영양 특성의 효율적인 분석을 위한 높은 처리량 분석 화학 프로토콜 결합 될 수 있다 처리에 다르게 반응. 이 프로토콜은 또한 다른 옥수수 가공된 식품 제품 또는 다른 곡물에서 생성 되는 가공된 식품의 생산을 모방 하기 위해 조정할 수 있습니다.
변경 처리를 통해 옥수수 기반 식품의 영양 내용에 이득 구성 요소 및 열 응력5,10의 제거로 인해 높습니다. 그러나, 정확 하 게 어떻게 처리에 영향을 미치는 다양 한 영양분이 프로토콜4,8의 개발에 앞서 비교적 작은 세부 사항에서 연구 되었습니다 했다. 또한, 대부분 실험실 처리 프로토콜의 대규모 때문에 그것은 종종 되었습니다 옥수수 곡물8에서 감각 및 영양 특성의 유전 기초를 공부 하. 여기, 우리는 옥수수 가공 식품 제품에 걸쳐 영양 및 감각 특성을 공부 하는 미 실험실 방법 제시.
이 프로토콜 샘플링 요리, 베이킹, 후 그리고 후 압 연 하는 동안 발생 하는 전단 세력 벗겨짐 모래 단계에서 자리를 차지할 수 있습니다. 따라서, 수확된 옥수수 곡물의 추가 분석 프로토콜 초기 기판의 고 뿐만 아니라 영양에 관련 된 구성에 변화를 명료 하 게 처리의 최종 식품 제품 및 중간 단계 분석을 촉진 한다. 프로토콜의 주요 기능은이 영양 및 감각 특성을 처리 하면서도 그 구체적인 분석을 위해 사용 하는 분석 화학 프로토콜을 선택 하는 연구원을 통해 분석할 수 있습니다. 이 프로토콜의 또 다른 주요 기능은이 미 프로토콜의 효율성입니다. 첫째,이 프로토콜 설정 (표 3)을 번 식 하는 식물에 적합 한 작은 샘플을 사용 합니다. 곡물의 1 k g 큰 벗겨짐 모래 성분의 약 0.3 k g 그리고 대략 큰 벗겨짐 모래 성분 생산 처리 필요의 1/3를 생산 경향이 있었다. 둘째,이 프로토콜 하루 필요한 큰 샘플 크기6이전 프로토콜 보다 훨씬 더 효율적입니다 약 16 샘플의 실험실 처리 허용.
이 프로토콜은 다른 옥수수 가공된 식품 제품의 생산을 모방 하기 위해 쉽게 수정 수 있습니다. 예를 들어, 큰 벗겨짐 밀가루는 준비-투-먹는 아침 식사 시리얼9뿐만 아니라 다양 한 스낵 식품의 생산에 사용 됩니다. 이 스낵 식품의 생산을 위한 실험실 프로토콜 foreseeably 조리 시간 및 요리 솔루션을 조정 또는 베이킹 시간 조정 포함 됩니다. 그것은 또한 가능한이 프로토콜의 적응 시킨된 버전 다른 곡물 및 그들의 각각 가공된 제품의 연구를 위해 사용 될 수 있습니다. 가공된 곡물 제품 요리, 제빵, 또는 여기에 제시 된 프로토콜의 적응 시킨된 버전을 사용 하 여 유사 수 처리 단계를 토스트에 자주 포함 됩니다.
이 프로토콜의 중요 한 한계는 그것이 거의 중지 포인트, 즉 처리 단계 시작 되 면, 그것은 및 후속 단계 해야 완료 (표 3). 벗겨짐 밀가루에서 조리 된 밀가루의 생산 후 단일 멈추는 포인트가입니다. 필요한 경우에 요리 밀가루 수 봉인 된 컨테이너 (예: 봉인된 통조림 항아리)에 배치 되며 최대 2 일 동안 냉장. 그러나, 더 긴 시간 동안 요리 저리 저장 샘플 변경 등장. 또한, 베이킹 시작 되 면, 있다까지 중지 지점이 없는 구운된 모래 반죽 되 후 압 연, 절단, 건조.
결론
(참조 꽁 초-Wilmsmeyer 외. 이 예제에서는 결과 통해 4 에 대 한 자세한), 우리는 영양 콘텐츠 처리를 통해 모니터링 될 수 있는 시연. 또한, 주요 처리 단계 영양 변화 발생이 확인 되었다. 또한,이 처리 프로토콜에 필요한 작은 샘플 크기 식물 번 식 프로그램의 컨텍스트 내에서 여러 하이브리드의 연구를 사용할 수 있습니다. 이러한 하이브리드를 사용 하 여, 우리는 불 용해성 바인딩된 ferulic 산, p-coumaric 산 성 처리 과정의 높은 농도 유지 하는 하이브리드의 집합 확인. 이러한 특성은 최종 구운된 옥수수 prebiotic 잠재력의 중요 한 표시 이다. 11 , 12 , 13 이러한 결과 직접 공장 브리 더 가공된 옥수수 제품의 향상 된 prebiotic 잠재적인 번 식 인구를 설정할 수 있도록 사용 될 수 있습니다.
이 처리 프로토콜의 주요 장점 중 하나입니다 그것은 실시 될 수 있는 영양 분석을 제한 하지 않습니다. Phytochemical 프로토콜 곡 식의 분석을 위해 존재 하는 경우 다음 그것은 사용할 수 있습니다 처리 제품을 공부 하. 또한,이 처리 프로토콜 실험실 규모 가공 식품 및 영양 분석 독립적으로 실시 될 수 있습니다, 때문에 여러 phytochemicals 공부 될 수 있다. 그러나 Phytochemical 콘텐츠 연구에 대 한 분석 프로토콜 실험실 규모 처리 프로토콜을 사용 하 여 생성 하는 중간 및 최종 처리 제품의 소량 때문, 작은 샘플 크기를 사용 해야 합니다.
The authors have nothing to disclose.
저자는 그들의 실험실 시설 사용에 대 한 그리고 그들의 멘토링에 대 한 Dow AgroSciences에서 톰 패터 슨과 분석 기술 팀을 감사 하 고 싶습니다. 켈로그 회사 Dow AgroSciences에서 선물을 통해 그리고 USDA 해치 보조금이 작품 일부 투자 되었다, 수상 ILLU-802-354. CJBW에 대 한 학생 지원 일리노이 고유 친목 및 윌리엄 B. 낸시 L. 암브로스 친목 작물 과학에 의해 제공 되었다.
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 |