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Environment

Hochdurchsatz-Microscale Protokoll für die Analyse der Verarbeitungsparameter und ernährungsphysiologischen Eigenschaften in Mais (Zea Mays L.)

Published: June 16, 2018
doi:
10.3791/57809
, , , , ,
1Department of Crop Sciences,University of Illinois at Urbana-Champaign, 2Department of Agricultural and Biological Engineering,University of Illinois at Urbana-Champaign

Summary

Hier präsentieren wir Ihnen ein Microscale-Protokoll für die Verarbeitung von Getreide Proben und für die Einbeziehung dieser Microscale Ansatz in einer Hochdurchsatz-analytische Pipeline. Dies ist ein höherer Durchsatz Anpassung der derzeit verfügbaren Protokolle.

Abstract

Mais ist ein wichtiges Getreide in den Vereinigten Staaten und weltweit. Körnermais muss jedoch vor dem Verzehr verarbeitet werden. Darüber hinaus Vollkorn Zusammensetzung und Verarbeitung Eigenschaften Maishybride unterschiedlich und können die Qualität des verarbeiteten Produktes auswirken. Daher, um gesündere verarbeiteten Lebensmittel aus Mais zu produzieren, ist es notwendig zu wissen, wie Optimierung der Prozessparameter für bestimmte Gruppen von Genetik, um diese Unterschiede in der Maserung Zusammensetzung und Verarbeitung Merkmale zu berücksichtigen. Dazu gehören ein besseres Verständnis, wie aktuelle Verarbeitungstechniken die ernährungsphysiologische Qualität des letzten verarbeiteten Lebensmitteln Produkts auswirken. Hier beschreiben wir eine Microscale-Protokoll, die sowohl die Verarbeitungs-Pipeline zu produzieren Cornflakes aus großen Abplatzungen Grütze simuliert und die Verarbeitung mehrerer Getreide Proben gleichzeitig ermöglicht. Die abblätternde Grütze, bearbeitete Zwischenprodukte oder verarbeitete Endprodukt sowie das Maiskorn selbst, kann für Nährstoffgehalt im Rahmen einer Hochdurchsatz-analytische Pipeline analysiert werden. Dieses Verfahren wurde speziell für den Einbau in ein Mais Zuchtprogramm Forschung entwickelt und kann für andere Getreidekulturen geändert werden. Wir bieten ein Beispiel für die Analyse von unlöslichen gebundener Ferulasäure und p-Cumarsäure Säuregehalt im Mais. In fünf verschiedenen Verarbeitungsstufen wurden Proben entnommen. Wir zeigen, dass Probenahme stattfinden kann in mehreren Phasen während Microscale Verarbeitung, dass die Verarbeitungstechnik im Zusammenhang mit einer speziellen Mais Zuchtprogramm genutzt werden kann, und dass in unserem Beispiel wurde ein Großteil der Nährstoffgehalt verloren während der Lebensmittelverarbeitung Produkt.

Introduction

Mais (Zea Mays L.) ist der am weitesten verbreiteten Korn-Ernte in den Vereinigten Staaten1. Im Jahr 2016 waren 71,12 Milliarden kg (2,8 Milliarden Bushel) Mais zum menschlichen Verzehr2, was die Bedeutung von Mais in der amerikanischen Diät gewidmet. Einer der großen Vorteile der Körnermais ist, dass es eine relativ preiswerte Ware, aber es auch vorteilhaft Phytochemicals wie Phenole, ungesättigten Fettsäuren und Protein3 enthält. Als solche können Mais-basierten Lebensmitteln relativ kostengünstig Quellen von sekundären Pflanzenstoffen vorteilhaft für den Menschen sein.

Mais muss jedoch vor dem Verzehr verarbeitet werden. Infolgedessen wirken Verarbeitungsaktivitäten oft den Nährwert der letzte verarbeitete Lebensmittel Produkt4. Beispielsweise sind bei der Herstellung von Snacks und Ready-to-eat Frühstückskost aus Getreide (z.B. Müsli), Maiskörner trocken gefräst, um große Abplatzungen Grütze zu produzieren. Beim Trockenfräsen, sind der Kleie und Keim physisch entfernt und verlassen nur Endosperm Material. Da viele sekundäre Pflanzenstoffe sich überwiegend in der Kleie oder den Keim befinden (z.B.Phenole und ungesättigte Fettsäuren, beziehungsweise), dadurch kann eine signifikante Abnahme in den Nährwert von verarbeiteten Lebensmitteln Produkt4. Im Gegensatz dazu können nachgelagerte Verarbeitungsschritte den Nährwert verbessern. Beispielsweise enthalten viele Lebensmittel Produkt Verarbeitungstechniken Kochen, backen oder Toasten. Die thermischen Spannungen, die während dieser Phasen können die Bioverfügbarkeit von vorteilhaften sekundären Pflanzenstoffen5verbessern.

Lebensmittelwissenschaft und Humanernährung wäre es interessant, um zu wissen wie Verarbeitung betrifft nicht nur den Nährwert von verarbeiteten Lebensmitteln, aber vorhersehbar, auch Anpassungen an die Verarbeitungsparameter wie andere sensorische auswirken könnten Qualitäten, einschließlich Farbe, Textur und Geschmack. Ein Protokoll, mit dem solche Qualitäten in der gesamten Bearbeitung überwacht werden kann könnte verwendet werden, um Maissorten für die Verbesserung der letzte Mais verarbeitete Produkt auszuwählen. Zwei der größten Hindernisse für die Analyse solcher Merkmale in der Vergangenheit waren die Skala und den Durchsatz der verfügbaren Protokolle. Zum Beispiel bei der Herstellung von Frühstückscerealien für Laboranalysen, schnell und Caldwell6 vorgeschlagen, die Verwendung von 45,4 kg große Abplatzungen Grütze. Diese Masse von großen Abplatzungen Grütze geht weit über die Höhe der großen Abplatzungen Grütze oder große Abplatzungen Grit Materialien7 , die aus kleinen Grundstück Feldversuche hergestellt werden können, die typisch in der Pflanzenzüchtung Programme sind. So könnte die Entwicklung eines Microscale-Labor-Protokolls zur Herstellung von verarbeiteten Lebensmitteln (1) Züchter Maissorten für Ernährungs- und sensorischen Eigenschaften zu verbessern, die von Bedeutung für Küchenmaschinen und (2) Prozessoren ermöglichen gestalten Sie effizient zu und testen Sie alternative Verarbeitungsstrategien.

In diesem Manuskript beschreiben wir eine Hochdurchsatz-Modifikation der Microscale Verarbeitung Protokoll beschrieben in Kandohla8 , die verwendet wurde, gerösteten Cornflakes aus großen Abplatzungen Grit Materialien zu produzieren. Wir präsentieren die Ergebnisse eines Beispiel-Experiments, das diese Verarbeitung-Protokoll verwendet, um die Änderung in unlösliche gebundener Ferulasäure und p-Cumarsäure Säure im Mais zu studieren. Unsere Ziele in dieser Studie wurden zu bestimmen (1) wie der phenolische Säuregehalt von Mais bei der Herstellung von Ready-to-eat Frühstückskost aus Getreide, verändert (2) auf welche Bearbeitungsschritte diese Änderungen vorgenommen wurden, und (3) ob eines unserer experimentellen Hybriden reagierten unterschiedlich auf Verarbeitung betont, die dieses Protokoll mit Hochdurchsatz-analytische Chemie-Protokolle für die effiziente Analyse der ernährungsphysiologischen Eigenschaften gekoppelt werden kann. Dieses Protokoll kann auch eingestellt werden, um die Produktion von anderen verarbeiteten Mais Lebensmitteln oder verarbeiteten Lebensmitteln, die aus anderen Getreidesorten hergestellt werden zu imitieren.

Protocol

(1) produzieren Sie gekochte Grütze Legen Sie eine 15 L Schnellkochtopf auf einer elektrischen Kochplatte Konservenindustrie. Fügen Sie 1 L Leitungswasser in der Konservenindustrie Schnellkochtopf und Hitze bis 100 ° C. Während das Wasser erwärmt, legen Sie eine 100 g-Probe von industriellen abblätternde Grütze oder abblätternde Grit Material (12 % Feuchtigkeitsgehalt, nassen Grundlage)7 in 1 Quart Konserven Glas.Hinweis: Die repräsentativen Ergebnisse dieser Studie basieren auf der abblätternden Grit Materialien von Macke Et al. 9 Verwendung im Labormaßstab Trocknen Fräsen Protokoll vom Rausch Et al. 7 Fügen Sie eine Zucker-Salz-Lösung bestehend aus 200 mL destilliertes Wasser, 2 g Salz, 6 g Kristallzucker Weißzucker und 2 g flüssigen Malzextrakt.Hinweis: Mehrere Proben können auf einmal analysiert werden, obwohl die genaue Anzahl der Proben von der Größe der Konservenindustrie Schnellkochtopf abhängen wird. Mischen Sie die Lösung mit dem abblätternden Splitt-Material mit einem Glas rühren Rute. Nachdem das Wasser in der Konservenindustrie Schnellkochtopf beginnt zu kochen 1 L Wasser hinzufügen, um das Wasser in der Konservenindustrie Schnellkochtopf zu kühlen. Legen Sie die canning-Gläser in der Konservenindustrie Schnellkochtopf, sodass sie gleich weit entfernt von einander und von der Wand von der Konservenindustrie Schnellkochtopf sind. Abbildung 1: Platzierung von canning Gläser im Schnellkochtopf Konservenindustrie. Canning-Gläser sollten gleich weit entfernt von einander und von den Seiten der Konservenindustrie Schnellkochtopf, gleichmäßiges Garen zu gewährleisten und Schäden an Konserven Gläser zu vermeiden platziert werden. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur. Lassen Sie das Wasser, sanften Kochen zu erreichen. Setzen Sie den Deckel auf die Konservenindustrie Schnellkochtopf. Kochen der großen Abplatzungen Grütze oder abblätternde Körnung Material bei 15 Psi für eine h. zulassen der Konservenindustrie Schnellkochtopf abkühlen und drucklos machen völlig vor Eröffnung. Entfernen Sie den Deckel von der Konservenindustrie Schnellkochtopf hitzebeständige Handschuhe verwenden. Entfernen Sie die canning-Gläser aus der Konservenindustrie Schnellkochtopf mit Zange. Legen Sie die Gläser auf eine hitzebeständige Unterlage.Hinweis: Das entstandene Zwischenprodukt wird an dieser Stelle Grütze gekocht. Wenn abblätternde Grit Materialien als hergestellt unter Verwendung des Protokolls vom Rausch Et al. 7 , entfernen nicht Endosperm Material mit einem Spatel nach dem Kochen. Wenn Sie industrielle abblätternde Grütze verwenden, überspringen Sie diesen Schritt. Abbildung 2: nicht-Endosperm Materialabtragung. (ein) gekochtes Korn Probe vor dem Entfernen von nicht-Endosperm Material, das beim Kochen nach oben gestiegen ist. (b) gekochtes Korn-Probe nach der Entfernung der nicht-Endosperm Material. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur. Platz 30 g Gekochte Grütze (pro verarbeitete Probe) in einem Boot wiegen und trocken in einem Ofen bei 65 ° C für 12 h. Nach dem Trocknen mahlen Sie die gekochtes Korn Probe zu einem feinen Pulver mit einer Kaffeemühle und bewahren Sie an einem kühlen trockenen Platz für Phenole Analyse. (2) produzieren Sie gebackene Grütze Legen Sie die restlichen gekochte Grütze auf ein Backblech mit Folie ausgekleidet. Zur Verbesserung der Durchsatz Backen Sie zwei Proben gleichzeitig. Zu diesem Zweck, erstellen Sie zwei Boote der Folie auf ein Backblech legen. Dies schließt die Möglichkeit von Kreuzkontaminationen zwischen den Proben. Abbildung 3: Platzierung des gekochten Grütze auf Backenblatt. Zwei verschiedene gekochte Korn Proben befinden sich im Florett-Einzel Boote auf einem Backblech vor dem Backen. Die Boote sind mit grünen Band auf dem Foto gekennzeichnet. Dies erhöht den Durchsatz des Protokolls, während auch die Gewährleistung Cross-Kontamination nicht stattgefunden hat. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur. Platzieren Sie die Auflaufform mit den zwei Proben in einem vorgeheizten Umluftofen bei 107,2 ° C (225 ° F) für 50 min.. Rühren Sie die Proben nach 25 min Backen dafür sogar backen. Am Ende der 50 min Zeit entfernen Sie die Auflaufform mit den ersten beiden Proben und bei Zimmertemperatur 30 Minuten abkühlen lassen. Am Ende der Abkühlzeit nehmen Sie eine 30 g Probe aus den gebackenen Grütze Zwischenprodukt. Legen Sie diese Probe in einem wiegen Boot in einem Ofen bei 65 ° C für 12 h. Nach dem Trocknen Schleifen Sie die gebackenen Grit Probe zu einem feinen Pulver mit einer Kaffeemühle und Shop für Phytochemische Analyse. (3) produzieren Sie gerösteten Cornflake Endprodukt Rollen Sie die gebackenen Grütze durch eine tortillapresse. Entferne die übrigen Grütze aus der Folie ausgekleidet Auflaufform gebacken und platzieren Sie diese auf ein Stück Backpapier ca. 1 m Länge.Hinweis: Um den Durchsatz zu erhöhen, ist es hilfreich, das Backpapier Falten durchschneiden in einen Beutel. Dies minimiert die Menge der Probe verloren, während die rollende Bühne, die folgt. Füttern Sie langsam die gebackenen Splitt-Probe im Beutel durch eine tortillapresse. Achten Sie darauf, um zu vermeiden, Einklemmen der Finger in der Presse. Abbildung 4: Pergament Papier Beutel. (ein) das Pergament Papier ist längs gefaltet. (b) die lange, offene Seite des Beutels umgeklappt ist. (c) die lange Seite ist in einem Winkel von 10° wieder umgeklappt. (d) die kurzen, offenen Seite des Beutels umgeklappt ist. Dies ist die Seite des Beutels, das durch die tortillapresse gespeist wird. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur. Schneiden Sie die zurückgesetzte gebacken Grütze in 2,5 cm x 2,5 cm (12) Quadrate. Verwenden Sie ein Tool wie z. B. ein Pizzaschneider, Schnitt/den gerollten Teig durch das Backpapier Partitur. Abbildung 5. Schneiden, Teig zu Flocken gewalzt. Der gerollte Teig ist durch das Backpapier erzielte. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur. Öffnen des Pergament-Papiers und lassen Sie gerollt, geschnitten, gebacken Grütze bei 12 h bei Raumtemperatur trocknen. Zur Erhöhung des Durchsatzes, speichern Sie, die getrocknete Probe in eine Folie bedeckt Gewicht Boot bei Raumtemperatur bis mehrere Proben (in der Regel 24 oder mehr) bereit zum Toasten. Heizen Sie Umluftofen bis 204,4 ° C (400 ° F vor). Legen Sie die getrockneten untoasted Flocke-Probe auf einem flachen Backblech legen. Die Probe so verteilt, dass minimale Überlappung der Probe tritt. Dadurch wird sichergestellt, auch Toasten. Ort der Probe in den Ofen für 60-90 s bis es erreicht die richtige Farbe (siehe Abbildung 6). Abbildung 6: Farbe des endgültigen gerösteten Cornflakes korrigieren. Die Cornflakes auf der linken Seite des Bildes wurden für die entsprechende Menge an Zeit geröstet. Die Cornflakes auf der rechten Seite des Bildes wurden zu lange geröstet. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur. Lassen Sie die Probe ca. 5 min bei Raumtemperatur abkühlen. Daraus ergibt sich der endgültige gerösteten Cornflakes. Mahlen Sie die gerösteten Cornflakes Probe zu einem feinen Pulver mit einer Kaffeemühle. 4. Phytochemische und statistische Analysen Hinweis: Je nach der genauen Phytochemische und die Laborausstattung zur Verfügung, um Forscher, diese analytische Protokolle können sich ändern. Bestimmen Sie Phytochemische Inhalt mithilfe eines Protokolls wie in Butts-Wilmsmeyer Et Al. beschrieben 3 befolgen Sie alle Sicherheitsvorschriften, die in den Protokollen zur Verfügung gestellt. Analysieren Sie die Daten unter Verwendung eines geeigneten statistischen Modells.Hinweis: Diese Beispieldaten wurden analysiert mit einem Split-Plot in eine RCBD, wo das ganze Grundstück Gerät war Bereich Plotten aus welchem Getreide geerntet wurde, und die Nebenhandlung Einheit war die Verarbeitungsstufe. Analysen im gemischten PROC von SAS (Version 9.3) durchgeführt wurden, und Zahlen wurden in R. produziert

Representative Results

Dieses Protokoll erlaubt für die Probenahme und Ernährungs Analyse eines verarbeiteten Mais Lebensmittels, Cornflakes, angefangen bei großen Abplatzungen Grütze und Weiterbildung durch Zwischenstufen der Verarbeitung bis zum fertigen Produkt. Dieses Protokoll wurde mit dem Protokoll von Rausch Et Al. beschriebenen gekoppelt. 7 , abblätternde Grit Komponenten aus Hybriden Getreide Proben zu produzieren. So Informationen über den Nährstoffgehalt der Hybrid Proben analysiert das ganze Korn, große Abplatzungen Korn, Korn, gekocht gebacken Körnung und gerösteten Cornflakes Verarbeitungsstufen werden vorgestellt. Unabhängig von der Hybrid-Sorte unter Bewertung die meisten unlöslich gebundener Ferulasäure und p-Cumarsäure Säure wurde beim Trockenfräsen (Abbildung 7) entfernt. Eine weitere Abnahme der unlöslichen gebundener Ferulasäure und p-Cumarsäure Säure ist aufgetreten während des Kochens. Die Abnahme der unlöslichen gebundener Ferulasäure und p-Cumarsäure Säuregehalt beobachtet während des Kochens möglicherweise durch die Entfernung der kleinen Menge von nicht-Endosperm Material, das in das große Abplatzungen Grit Material blieb. Multi-Maß an Freiheit Kontraste darauf hingewiesen, dass die Ferulasäure und p-Cumarsäure Säure-Gehalt für den Rest der Verarbeitung, unabhängig von der Hybrid (Tabelle 1) stabil geblieben. Darüber hinaus wurden das erste Ranking der Hybriden Sorten hinsichtlich ihrer unlöslich gebundener Ferulasäure Inhalt und p-Cumarsäure Säuregehalt nicht bezeichnend für das Ranking der Hybriden bei der letzten Verarbeitungsstufe (Tabelle 2 und Abbildung 8). Das heißt, war der ursprüngliche Inhalt in den ganzen Kernel nicht bezeichnend für die Hybriden meist unlöslich gebundener Ferulasäure oder p-Cumarsäure Säure am Ende der Verarbeitung besitzen würde. Um die genetische Merkmale zugrunde liegenden ernährungsphysiologischen Eigenschaften von verarbeiteten Lebensmitteln zu studieren, müssen somit Microscale Prozesse verwendet werden, um Körnermais zu studieren. Abbildung 7: Veränderung der unlöslichen gebundene phenolischen Säuregehalt in der gesamten Verarbeitung. (ein) Änderung in unlösliche gebundener Ferulasäure Inhalten im ganzen Verarbeitung. (b) Änderung in der p-Cumarsäure Säure unlösliche gebundene Inhalte in der gesamten Verarbeitung. WK: Ganze Kernel, FG: abblätternde Splitt, CG: gekocht Grit, BG: Grit zu gebacken: Toasted Cornflake. Andersfarbige Punkte repräsentieren verschiedene Hybriden. Abbildung originally published in die ergänzenden Informationen von Butts-Wilmsmeyer Et al. 4 Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur. Abbildung 8: Wechselwirkungsdiagramm der Hybrid durch Verarbeitung Bühne Interaktion. (ein) Interaktion Grundstück für unlösliche gebundener Ferulasäure Inhalt. (b) Interaktion Grundstück zur p-Cumarsäure unlöslich gebundener Säuregehalt. Die sich kreuzenden Linien zeigen eine Veränderung der Rang Interaktion, was bedeutet, dass weder die unlösliche gebundener Ferulasäure noch den unlöslichen gebundene p-Cumarsäure Säuregehalt des endgültigen gerösteten Cornflakes kann basierend auf der ursprüngliche Inhalt des entweder dieser vorausgesagt werden sekundäre Pflanzenstoffe in den ganzen Kernel. WK: Ganze Kernel, FG: Grit zu Abplatzungen: geröstete Cornflakes. Abbildung originally published in die ergänzenden Informationen von Butts-Wilmsmeyer Et al. 4 Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur. Ferulasäure p-Cumarsäure Säure Hybrid F-Wert p-Wert F-Wert p-Wert B73xMO17 0,07 0.93 0,34 0,72 B73xPHG47 0.02 0,98 0,61 0,55 LH1xMO17 0,08 0.93 0,14 0,87 PHJ40xLH123HT 0,32 0,73 0,74 0,48 PH207xPHG47 0,15 0,86 0,24 0.79 PHJ40xMO17 0,01 0.99 0,31 0,74 PHG39xPHZ51 0,06 0,94 0,07 0.93 Tabelle 1: Multi-Maß an Freiheit Kontraste testen den Unterschied in unlösliche gebundene phenolischen Säuregehalt in die gekochte Grütze, Körner gebacken und gerösteten Cornflakes. Ferulasäure p-Cumarsäure Säure F-Wert p-Wert F-Wert p-Wert Hybriden 7.15 0,001 8.7 < 0,001 Inbreds 4.07 0,007 6,57 < 0,001 Hinweis: Alle Jahr von Genotyp durch Verarbeitung Bühne jetzt waren nicht signifikant bei α = 0,05. Tabelle 2: Bedeutung der Genotyp durch Verarbeitung Stufe Kommunikation. Protokoll-Schritt Wichtige Informationen Fehlerbehebung Hochdurchsatz-Empfehlungen 1.2 und 1.6 Die Kopplung dieser beiden Schritte ermöglicht Wasser erhitzt werden, ohne dass die canning-Gläser. NA Die Heizung der Hälfte des Wassers vor der Zugabe von canning-Gläser erhöht den Durchsatz. 1.4 NA NA Pre-Maßnahme Zutaten.  Die angegebene Menge ist für ein Glas, so vermehren, das Volumen oder die Masse der Zutaten benötigt, durch die Anzahl der Gläser in Schritt 1.4.2 verwendet. Teilen Sie die resultierende Mischung gleichmäßig auf die canning-Gläser. 1.4 Hinweis Erlauben Sie keine Gläser zum Rand von canning Schnellkochtopf oder einander berühren. Sie brechen und Probe werden verloren gehen. NA NA 1.9 und 1.10 Wasser sollte rollenden Kochen vor dem Kochen erreichen. Wenn Grütze nicht gründlich nach 1 h gekocht sind, dann schauen Sie, um den Druck zu gewährleisten Gewicht auf 15 Psi eingestellt wurde und dass Wasser voll Kochen erreicht ist, bevor der Deckel auf die Konservenindustrie Schnellkochtopf gelegt wird und der Timer eingestellt ist. NA 1.13 Entfernen Sie die nicht-Endosperm Material, das beim Kochen nach oben schwebt.  Dies wird eine Phytochemische Ergebnisse verzerren, wenn in der Probe. Wenn nicht-Endosperm Material nach oben während des Kochens nicht steigt, hat die Grütze nicht gründlich gekocht.  Informationen zu Schritten 1.9 und 1.10 zu sehen. NA 1.15, 2.4 und 3.7 Zermahlen Sie Probe zu einem feinen Pulver. Wenn Phytochemische Analysen nicht zu funktionieren scheinen, sicherzustellen Sie, dass die Probe zu einem feinen Pulver gemahlen ist, so dass es eine grössere Fläche Lösungsmittel ausgesetzt. NA 2.1 Lassen Sie sich nicht Proben, einander zu berühren.  Kreuz-kontaminiert werden. NA Zwei Proben gleichzeitig durch Kochen Blatt Florett-Boote für sie zu backen. 2.2.1 Rühren Sie die Probe nach 25 min darauf sogar backen. Erscheint die Probe nicht gleichmäßig gebacken haben, rühren Sie in kürzeren Abständen (z.B. alle 15 min). NA 3.1 Legen Sie den Teig gebackene Körnung in einem Pergament-Papier-Beutel.  Dies stellt sicher, dass die Probe beim Pressen nicht verloren gehen. Wenn Probe beginnt, aus dem Ende des Pergament-Papier-Beutel zu kommen, machen Sie die Tasche länger. Wir fanden, dass 1 m schien ausreichend sein. NA 3.2 Lassen Sie die Pergament-Papier-Beutel geschlossen. Wenn das Schneidwerkzeug der Pergament-Papier durchschneidet, verwenden Sie ein stumpfer Tool. Wir fanden, dass ein Pizzaschneider das beste Werkzeug für die gebackenen Grütze in Quadrate schneiden.  Wir nicht durch das Pergamentpapier mit diesem Werkzeug schneiden, aber die gebackenen Grütze noch konnten sehr schnell in Quadrate schneiden. 3.5 Sehr vertraut mit der Farbe und nicht zu lange rösten. Wenn die Probe zu dunkel wird, reduzieren Sie den Zeitaufwand für toast. Speichern Sie, getrocknete Backen Korn Mehrfachproben in einzelnen Folie abgedeckt wiegen Boote bis mehrere Proben bereit zum Toasten. Tabelle 3: Tabelle der kritischen Schritte, Schritte zur Problembehandlung und Empfehlungen.

Discussion

Änderungen in den Nährstoffgehalt von Mais-basierten Lebensmitteln in der gesamten Verarbeitung sind wahrscheinlich auf die Entfernung von Gewinn-Komponenten und thermischer Belastung5,10. Aber hatte genau wie Verarbeitung verschiedene Nährstoffe beeinflusst relativ wenig ausführlich vor der Entwicklung dieses Protokolls4,8untersucht. Darüber hinaus aufgrund der großen Skala von den meisten Labor Verarbeitung Protokolle wurde es oft unmöglich, die genetische Basis der sensorischen und ernährungsphysiologischen Eigenschaften in Körnermais8zu studieren. Hier präsentieren wir Ihnen eine Microscale Labormethode zur Untersuchung der sensorischen und ernährungsphysiologischer Eigenschaften im Mais im gesamten Produkt Lebensmittelverarbeitung.

Dieses Protokoll erlaubt Probenahme der abblätternden Splitt-Bühne, nach dem Kochen, nach dem Backen und nach der Scherkräfte auftreten während des Rollens stattfinden. Erleichtert die zusätzliche Analyse der geernteten Mais, das Protokoll die Analyse der Anfangsphase Substrat sowie des Enderzeugnisses Produkt- und Vermittler Stufen der Verarbeitung um Veränderungen in der Zusammensetzung, die im Zusammenhang mit Ernährung zu erhellen. Diese wichtige Funktion des Protokolls ermöglicht ernährungsphysiologische und sensorische Eigenschaften in der gesamten Verarbeitung ermöglicht des Forschers, welche analytische Chemie-Protokolle für diese spezifischen Analysen verwenden Wählen analysiert werden. Ein weiteres wesentliches Merkmal dieses Protokolls ist die Effizienz dieses Microscale-Protokolls. Dieses Protokoll verwendet zunächst eine kleine Stichprobe, die in einem Pflanzenzüchtung Einstellung (Tabelle 3) geeignet ist. 1 kg Getreide tendenziell produzieren ca. 0,3 kg große Abplatzungen Grit Wähler, und etwa ein Drittel der großen Abplatzungen Korn produziert Bestandteile für die Verarbeitung benötigt wurden. Zweitens erlaubt dieses Protokoll für die Labor-Bearbeitung von ca. 16 Proben pro Tag, was sehr viel effizienter als das bisherige Protokoll ist, die große Stichprobe Größen6erforderlich.

Dieses Protokoll kann leicht geändert werden, um die Produktion von anderen verarbeiteten Mais Lebensmitteln zu imitieren. Zum Beispiel sind große Abplatzungen Grütze in der Produktion von verschiedenen Snacks neben Ready-to-eat Frühstück Getreide9verwendet. Das Laborprotokoll für die Produktion von diesen Snacks könnte vorhersehbar Anpassung der Garzeiten und Kochen Lösungen oder Anpassungen an Backzeiten enthalten. Es ist auch möglich, dass eine angepasste Version dieses Protokolls für das Studium der anderen Getreidearten und ihre jeweiligen verarbeitete Erzeugnisse verwendet werden könnten. Verarbeitete Getreideprodukte enthalten häufig Kochen, backen oder Toasten Verarbeitungsstufen, die über eine angepasste Version des hier vorgestellten Protokolls nachgeahmt werden könnte.

Eine wichtige Einschränkung dieses Protokolls ist, dass es sehr wenige Haltepunkte, d.h. sobald ein Verarbeitungsschritt beginnt, it und weiteren Schritten muss abgeschlossen (Tabelle 3). Nach der Herstellung von gekochten Grütze aus der abblätternden Grütze gibt es ein einzigen Haltepunkt. Nur bei Bedarf, könnte die gekochten Grütze platziert in einem verschlossenen Behältnis (z. B. einem versiegelten Konserven Glas) und gekühlt für höchstens zwei Tage. Die gekochten Grütze für längere Zeit lagern schien jedoch die Probe zu verändern. Darüber hinaus einmal Backen beginnt, gibt es keine Haltepunkte bis nachdem gebackene Grit Teig gerollt, geschnitten, getrocknet wurde.

Fazit

Durch diese Beispielergebnisse (siehe Butts-Wilmsmeyer Et al. 4 Weitere Informationen), wir gezeigt, dass Nährstoffgehalt in der gesamten Bearbeitung überwacht werden kann. Darüber hinaus wurden wichtige Verarbeitungsstufen ernährungsumstellung wo aufgetreten ist. Zudem aktiviert die kleine Stichprobengröße für dieses Protokoll Verarbeitung benötigt die Studie von mehreren Hybriden im Rahmen einer Pflanze-Zuchtprogramm. Verwenden diese Hybriden, haben wir festgestellt, welche Gruppe von Hybriden die höchsten Konzentrationen an unlöslichen gebundener Ferulasäure und p-Cumarsäure Säure in der gesamten Bearbeitung beibehalten. Diese Eigenschaften sind wichtige Hinweise auf die endgültige gerösteten Cornflakes prebiotische Potenzial. 11 , 12 , 13 diese Ergebnisse könnte verwendet werden, direkt zu helfen, Züchter Zucht-Populationen für verbesserte prebiotische Potenzial von Verarbeitungserzeugnissen Mais zu etablieren.

Die großen Vorteile dieses Protokolls Verarbeitung gehört, dass es nicht die ernährungsphysiologischen Analysen einschränkt, die durchgeführt werden können. Existiert eine Phytochemische Protokoll für die Analyse des Getreides, kann es verwendet werden, die verarbeitete Produkte zu studieren. Da dieses Protokoll Verarbeitung Labormaßstab Lebensmittelverarbeitung und ernährungsphysiologischen Analysen eigenständig durchzuführenden ermöglicht, können darüber hinaus mehrere sekundäre Pflanzenstoffe studiert. Die analytische Protokolle für die Untersuchung von Phytochemische Inhalt sollte kleinen Stichprobengrößen, jedoch aufgrund der geringen Menge von zwischen- und Endprodukten Verarbeitung Produkte erzeugt, mit dem Labormaßstab Verarbeitung-Protokoll verwenden.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die Autoren möchten Tom Patterson und dem analytischen Technologien-Team bei Dow AgroSciences für den Einsatz von ihren Laboreinrichtungen und für ihre Betreuung danken. Diese Arbeit wurde teilweise finanziert durch Geschenke von der Kellogg Company und Dow AgroSciences und USDA Luke Grant, ILLU-802-354 award. Studienförderung für CJBW sorgte das Illinois Distinguished Fellowship und William B. und Nancy L. Ambrose Fellowship in Crop Sciences.

Materials

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
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Butts-Wilmsmeyer, C., Yana, N. A., Kandhola, G., Rausch, K. D., Mumm, R. H., Bohn, M. O. High-throughput, Microscale Protocol for the Analysis of Processing Parameters and Nutritional Qualities in Maize (Zea mays L.). J. Vis. Exp. (136), e57809, doi:10.3791/57809 (2018).
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