ここでは、穀物のサンプルを処理、高スループット解析パイプラインにこのマイクロ アプローチを組み込むマイクロ プロトコルを提案します。これは現在利用可能なプロトコルの高スループット適応です。
トウモロコシは、アメリカ合衆国と世界的な重要な穀物作物です。ただし、トウモロコシの穀物は、人間の消費する前に処理しなければなりません。また、全粒粉の組成と処理特性トウモロコシ品種によって異なります、最終加工製品の品質に影響を与えることができます。したがって、トウモロコシから健康加工食品の製品を生産するために、粒度組成と処理特性のこれらの違いを考慮して遺伝資源の特定のセットの処理パラメーターを最適化する方法を知っておく必要です。これは、どのように現在の加工技術の最終加工食品の栄養的な品質に影響を与える理解が含まれています。ここでは、両方大規模な剥離グリッツからコーンフレークを生成する処理パイプラインをシミュレートし、同時に複数の穀物のサンプルの処理が可能マイクロ プロトコルについて述べる.自体、トウモロコシ穀物と同様、剥離のグリッツ、中間加工品や最終加工製品は、高スループット解析パイプラインの一部として栄養価の分析できます。このプロシージャはトウモロコシ育種研究プログラムに組み込むのために特別開発された、それは他の穀物に変更することができます。不溶性バインド フェルラ酸とトウモロコシの p-クマル酸含量の分析の例を提供しています。サンプルは、5 つの異なる処理段階で撮影されました。サンプリングがマイクロ スケールの処理、処理技術を育種プログラム、専門にされたトウモロコシのコンテキストで利用できることの中に複数段階で場所を取ることができ、例では、栄養のコンテンツのほとんどが失われたことを示す食品製品加工。
トウモロコシ (Zea mays l.) は、アメリカ合衆国に1で最も広く栽培されている穀物です。2016 年にトウモロコシの 711 億 2000 万キロ (28 億ブッシェル) は、人間の消費2、アメリカ人の食生活のトウモロコシの重要性を示すに専念しました。トウモロコシの粒の大きな利点の 1 つは比較的安価な商品ですが、フェノール、不飽和脂肪酸、タンパク質3など有益な植物化学物質も含まれています。など、トウモロコシ ベースの食品には、人間にとって有益な植物化学物質の比較的安価な情報源があります。
ただし、トウモロコシは、人間の消費の前に処理する必要があります。その結果、処理はしばしば最終加工食品製品4の栄養価を影響します。例えば、スナック食品、すぐに食べられる朝食シリアル (すなわち、冷たい穀物) の生産の間にトウモロコシ乾燥している大規模な剥離粗びきの穀物を生産する粉砕します。ドライ加工中にふすまと胚芽が物理的に削除されます、胚乳材料だけを残してします。多くの植物化学物質は、ふすまや胚芽に主にあるので (例えばフェノール、不飽和脂肪酸、それぞれ)、加工食品製品4の栄養価が大幅に低下可能性があります。逆に、下流の処理手順は、栄養価を高めることがあります。たとえば、調理、焼けるか、または焼くこと、多くの食品加工技術が含まれます。これらの段階中に発生する熱応力が有益なフィトケミカル5のバイオアベイラビリティを向上します。
食品科学、人間栄養学の観点からそれが興味深いことだけでなく加工食品の製品も、foreseeably、どのパラメーターの処理を調整に影響を与える他の感覚の栄養価の処理での影響を知る品質、色、質および味を含みます。処理全体で監視するそのような資質を可能にするプロトコルは、最終的なトウモロコシ食品製品の改善のためのトウモロコシの品種を選択される可能性があります。過去にこのような特性を分析するための大きな障害は、規模と利用可能なプロトコルのスループットがふたり。例えば、朝食用シリアル実験室の分析のための生産の間に高速かつコールドウェル6は大規模な剥離グリッツの 45.4 kg の使用を提案しました。大きな剥離屑マスゴミがこれまで大規模な剥離グリッツまたは大規模な剥離粒材料の7育種プログラムでは一般的な小さなプロット フィールド試験から生産できる量を超えています。したがって、加工食品の製品の生産のためのマイクロ スケール実験プロトコルの開発は、フード プロセッサの重要性と (2) のプロセッサは、栄養と感覚特性のトウモロコシの品種を改善するために (1) 植物繁殖できます。効率的に設計およびテストの代替処理戦略。
本稿では大規模な剥離粒材料から焼かれたコーンフレークの生成に使用された Kandohla8で説明されたプロトコルを処理するマイクロ スケールの高スループット変更をについて説明します。不溶性バインド フェルラ酸の変化やトウモロコシの p-クマル酸を研究するこの処理プロトコルを使用例実験結果を示します。特定研究の私達の目的は (1) (2) の処理段階でこれらの変更が発生した、すぐに食べられる朝食用シリアルの生産の間に変更されたトウモロコシのフェノール酸の含有量の方法、(3) かどうか私たちの実験のいずれかを決定する、ハイブリッド車は、このプロトコルは、栄養特性の効率的な解析のハイスループット分析化学プロトコルと結合することができますストレスを処理する異なる答えた。このプロトコルは、他のトウモロコシ加工食品やその他の穀物から生産されている加工食品の生産を模倣するように調整できます。
処理全体でトウモロコシ ベース食品の栄養成分の変化は、利得のコンポーネントおよび熱応力5,10の除去のため可能性があります。ただし、このプロトコル4,8の開発前に比較的小さな詳細に正確どの処理に影響を与える様々 な栄養素を研究されていた。さらに、ほとんどの実験室の処理のプロトコルの大規模のため多くの場合解除されたトウモロコシ粒8における感覚と栄養特性の遺伝の基礎を勉強することが可能。マイクロ スケール研究室は、食品製品処理全体でトウモロコシの栄養と感覚の特性を勉強法を紹介します。
このプロトコルは、調理後、焼成後、および圧延中に発生したせん断力後剥離粒ステージで行われるサンプリングを使用しました。したがって、収穫されたとうもろこし粒の追加の分析、プロトコルには初期基板と栄養に関連する組成の変化を明らかにする処理の最終食品製品、中間段階としてよく分析が容易になります。このプロトコルの主な機能はまたそれらの特定の分析に使用する分析化学プロトコルを選択する研究者を可能にしながら処理全体で分析する栄養と感覚特性を可能にします。このマイクロ プロトコルの効率がこのプロトコルの大きな特長です。最初に、このプロトコルは、小さなサンプルでは、育種 (表 3) の設定で適切なを使用します。穀物の 1 つの kg は大きな剥離粒成分、約 0.3 kg とほぼ成分生成処理に必要であった大きな剥離粒の 3 分の 1 を生産する傾向があった。第二に、このプロトコルは、一日、大規模なサンプル サイズ6を必要とする以前のプロトコルよりもはるかに効率的である約 16 サンプルの検査処理の許可。
このプロトコルは、他のトウモロコシ加工食品製品の生産を模倣する簡単に変更でした。例えば、大規模な剥離グリッツ、すぐに食べられる朝食シリアル9に加えて様々 なスナック食品の製造に使用されます。これらのスナック食品の生産のための研究室プロトコルは、調理時間や調理のソリューションを調整またはベーキング時間を調整 foreseeably 含めることができます。このプロトコルの適応バージョンが他の穀物とのそれぞれの加工品の研究をされる可能性がありますが可能です。加工穀物製品には、料理、焼けるか、またはここで提示されたプロトコルの適応バージョンを使用して模倣することができる処理ステージを焼くことがあります。
このプロトコルの重要な制限は、それは非常に少数の停止ポイント、すなわち処理ステップが開始されると、それとそれ以降の手順を実行する必要があります (表 3) を完了しました。剥離のグリッツから調理されたトウモロコシの粉の生産後単一停止ポイントがあります。必要な場合にのみ調理屑を (例えば密閉缶詰の jar ファイル) 密封されたコンテナーに配置してせいぜい 2 日間冷蔵でした。しかし、長期間調理グリッツを格納するサンプルを変更する登場。さらに、ベーキングが開始されると、ポイントがない停止まで焼きグリット生地はロール、カットし、乾燥させた後。
結論
(吸殻 Wilmsmeyerらを参照してくださいこれらの例の結果を4詳細については)、栄養の内容可能性があります処理全体で監視することを行った。さらに、栄養の変更が発生したキーの処理段階は識別されました。さらに、この処理のプロトコルに必要な小さなサンプル サイズには、植物の繁殖プログラムのコンテキスト内での複数の雑種の研究が有効になります。これらのハイブリッド車を使用して、ハイブリッド車のセットを維持不溶性バインド フェルラ酸や p-クマル酸処理全体での最高濃度がわかりました。これらの特性最終的なトースト コーンフレークの前生物的可能性の重要な徴候であります。11,12,13これらの結果は、直接加工のトウモロコシ製品のプレバイオティクス可能性の向上のための繁殖集団を確立する植物繁殖動物を助けるにされる可能性があります。
この処理プロトコルの主要な利点の 1 つは行うことができる栄養分析に限らずです。穀物の分析の植物化学物質のプロトコルが存在する場合は、加工品を研究に使用できます。さらに、この処理のプロトコルには、実験室規模の食品加工、栄養分析を独立して行うことが有効になるために、複数のフィトケミカルを学ぶことができます。植物化学の内容の調査のための分析のプロトコルは実験室規模処理プロトコルを使用して生成された中間および最終処理製品の少量のためしかし、小さなサンプル サイズを使用してください。
The authors have nothing to disclose.
著者は、彼らの指導、自分の所の使用のためダウ アグロでトム ・ パターソンと分析技術チームを感謝したいです。ケロッグ社やダウ ・ アグロからの贈り物と米国農務省ハッチ グラントを通してこの作品が一部で賄われていた、光を示す-802-354 の賞を受賞します。CJBW の学生サポートは、イリノイ州識別交わりとウィリアム b. 作物科学ナンシー ・ l ・ アンブローズ交わりによって提供されました。
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 |