Name: high-throughput, microscale protocol for the analysis of processing parameters and nutritional qualities in maize (zea mays l.)
Uploaded: 2018-06-16T15:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 55 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about High-throughput, Microscale Protocol for the Analysis of Processing Parameters and Nutritional Qualities in Maize Zea mays L. at JoVE.com

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.

1입니다. 생산 밀가루 요리
<ol><li>압력 밥 솥 전기 열판에 통조림 15 L 장소.</li>
	<li>100 ° c의 통조림 열 압력 밥 솥으로 수돗물 1 리터를 추가</li>
	<li>물을 열 하는 동안 1 쿼트 통조림 항아리에서 산업 벗겨짐 밀가루 또는 벗겨짐 모래 재료 (12% 습기, 젖은 기초)7 의 100 g 샘플 장소. 참고:이 연구의 대표적인 결과 기반 Macke 외. 제작한 벗겨짐 모래 재료 9 실험실 규모를 사용 하 여 건조 밀링 프로토콜 Rausch 외. 에 의해 제시 된 7
</li>
	<li>설탕 소금 솔루션 구성 된 증류수, 2 세대, 입자가 굵은 6 g 백 설탕, 소금과 2 세대 액체 맥 아 추출 물 200 mL를 추가 합니다. 참고: 여러 샘플 분석할 수 있습니다 한 번에, 하지만 샘플의 정확한 수는 통조림 압력 밥 솥의 크기에 따라 달라 집니다.</li>
	<li>벗겨짐 모래 소재 유리 교 반 막대를 사용 하 여 솔루션을 믹스.</li>
	<li>통조림 압력 밥 솥에 물 후 삶아, 수돗물 1 리터 추가 통조림 압력 밥 솥에 물 냉각을 시작 합니다.</li>
	<li>그들은 서로 통조림 압력 밥 솥의 벽에서 등거리는 통조림 압력 밥 솥에 통조림 항아리를 놓습니다.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig1.jpg"> 그림 1: 압력 밥 솥을 통조림에 단지 통조림의 배치. 캐닝 항아리 등거리 서로 통조림 압력 밥 솥도 요리 보장 통조림 항아리의 손상을 방지 하 고의 측면에서 두어야 한다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<ol start="8"><li>회전 종 기에 도달 하 물 허용. 통조림 압력 밥 솥에 뚜껑을 놓습니다.</li>
	<li>큰 벗겨짐 밀가루 또는 한 h. 허용에 대 한 15 psi에서 벗겨짐 모래 물자 냉각 하 고 열기 전에 완전히 depressurize 통조림 압력 밥 솥 요리.</li>
	<li>내 열 장갑을 사용 하는 통조림 압력 밥 솥에서 뚜껑을 제거 합니다.</li>
	<li>집게를 사용 하 여 통조림 압력 밥 솥에서 통조림 항아리를 제거 합니다. 열 저항 하는 표면에 항아리를 놓습니다. 참고: 결과 중간 제품은이 시점에서 밀가루를 요리 이다.</li>
	<li>벗겨짐 모래 물자를 사용 하는 경우 Rausch 외. 에 의해 제시 된 프로토콜을 사용 하 여 생산 7 요리 후 주걱으로 , 제거 비 endosperm 소재. 산업 벗겨짐 밀가루를 사용 하는 경우이 단계를 건너뜁니다.</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig2.jpg"> 그림 2: 비 endosperm 소재의 제거. 조리 된 모래 (는) 요리 하는 동안 정상에 상승 했다 비 endosperm 소재의 제거 전에 샘플. (b) 조리 된 모래 샘플 비 endosperm 재료의 제거 후. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<ol start="13"><li>장소 (당 처리 샘플) 요리 밀가루 30 g 무게 보트에서 및 건조 오븐에서 12 h 65 ° C. 건조 후, 요리 모래 샘플 커피 밀을 사용 하 여 정밀한 분말을 갈기 고 phenolics 분석에 대 한 차가운 건조 한 장소에 저장 합니다.</li>
</ol>2. 구운된 밀가루 생산
<ol><li>
나머지 장소는 호 일 줄지어 베이킹 시트에 밀가루 요리.
	<ol>
<li>처리량을 높이기 위해 두 개의 샘플을 동시에 구워. 이렇게 하려면, 베이킹 시트에 2 개의 포 배를 만듭니다. 이 샘플 사이의 교차 오염의 가능성을 제거합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig3.jpg"> 그림 3: 요리 밀가루 베이킹 시트에 배치. 두 개의 서로 다른 요리 모래 샘플 굽기 전에 굽기 쟁반에 개별 호 일 보트에 배치 됩니다. 보트 사진에 녹색 테이프로 표시 되어 있습니다. 이 또한 보장 교차 오염을 일어나지 않았다 하는 동안 프로토콜의 처리량을 증가. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<ol start="2"><li>
50 분 107.2 ℃ (225 ℉)에서 미리가 열된 대류 오븐에서 2 개의 샘플을 포함 하는 베이킹 접시를 놓습니다.
	<ol>
<li>심지어 베이킹 있도록 제빵의 25 분 후 샘플을 저 어.</li>
	</ol>
</li>
	<li>50 분 시간 간격의 끝에, 처음 두 샘플을 포함 하는 베이킹 접시를 제거 하 고 30 분 동안 실내 온도에 냉각 허용.</li>
	<li>냉각 기간의 끝에, 구운된 밀가루 중간 제품에서 30 g 샘플을 가져가 라. 12 h 65 ° C에서 오븐에 무게 보트에서이 샘플을 놓습니다. 건조 후, 구운된 모래 샘플 phytochemical 분석을 위한 커피 밀 및 저장소를 사용 하 여 정밀한 분말을 갈기.</li>
</ol>3. 최종 구운된 콘플레이크 제품 생산
<ol><li>
구운된 밀가루 옥수수 언론을 통해 롤.
	<ol>
<li>남은 구운 밀가루 호 일 줄지어 베이킹 접시에서 제거 하 고 양피지 종이 약 1 m에 길이에 장소. 참고: 처리량을 증가, 그것은 주머니로 세로로 양피지 종이 접어 하는 데 도움이입니다. 이 샘플 다음 롤링 단계 손실의 양을 최소화 합니다.</li>
		<li>천천히 옥수수 언론을 통해 주머니에 구운된 모래 샘플 피드. 언론에서 손가락을 곤란 하 게 하지 않도록 주의 해야 합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig4.jpg"> 그림 4: 양피지 종이 주머니. (a)는 양피지 종이 세로로 접혀 있다. (b)는 주머니의 긴, 오픈 사이드에 접혀 있다. (c) 긴 쪽에 다시 10 ° 각도로 접혀 있다. (d)는 주머니의 짧은, 오픈 사이드에 접혀 있다. 이 옥수수 언론을 통해 먹이 주머니의 측면을 될 것입니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<ol start="2"><li>잘라는 압 연 2.5 c m x 2.5 c m (2에서1) 사각형으로 밀가루를 구운. 피자 커터와 같은 도구를 사용 하 여 잘라내기/점수는 양피지를 통해 압 연된 반죽.</li>
</ol><img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig5.jpg"> 그림 5입니다. 절단 조각으로 반죽을 압 연. 압 연된 반죽 양피지 종이 통해 점수입니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<ol start="3"><li>
양피지 종이 열고 허용 압 연, 절단, 구운 밀가루 12 h에 대 한 실 온에서 건조 합니다.
	<ol>
<li>여러 샘플 (일반적으로 24 이상) 홀 짝에 대 한 준비가 될 때까지 처리량을 증가, 실내 온도에 호 일 커버 무게 보트에 말린된 예제를 저장 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>미리 열 대류 오븐 204.4 ° c (400 ° F). 베이킹 시트 평면에 말린된 untoasted 조각 샘플을 놓습니다. 샘플의 최소 중복 발생 합니다 있도록 샘플을 확산. 이렇게도 홀 짝.</li>
	<li>장소 60-90 s 적절 한 달성 때까지 오븐에 샘플 컬러 ( 그림 6참조).</li>
</ol><img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig6.jpg"> 그림 6: 최종 구운된 옥수수의 색상을 수정. 그림의 왼쪽에 콘플레이크는 적절 한 시간 동안 구운 했다. 그림의 오른쪽에 옥수수는 너무 오래 구운 했다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<ol start="6"><li>샘플을 실 온에서 약 5 분 동안 냉각 허용 합니다. 이 최종 구운된 콘플레이크를 생성합니다.</li>
	<li>커피 밀을 사용 하 여 정밀한 분말으로 구운된 콘플레이크 샘플을 갈기.</li>
</ol>4. phytochemical 및 통계 분석
참고: 따라 정확한 시 phytochemical 관심 및 실험실 장비 연구, 수의 이러한 분석 프로토콜 변경 될 수 있습니다.
<ol><li>꽁 초-Wilmsmeyer 그 외 여러분 에서 설명 하는 것과 같은 프로토콜을 사용 하 여 phytochemical 콘텐츠 결정 3 프로토콜에서 제공 하는 모든 안전 절차를 따릅니다.</li>
	<li>적절 한 통계 모델을 사용 하 여 데이터를 분석 합니다. 참고:이 예제 데이터는 RCBD 필드는 곡물에서 수확 했다, 플롯 subplot 단위 되었고 처리 단계에 있던 전체 플롯 단위에서에서 분할 음모를 사용 하 여 분석 되었다. 분석은 SAS (9.3 버전)의 프로세서 혼합에서 실시 됐다 그리고 r에서 피 규 어 제작</li>
</ol>

<ol>
	<li>United States Department of Agriculture. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> National Agricultural Statistics Service. , (2017).</li><li>USDA. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> ERS. , (2017).</li><li>Butts-Wilmsmeyer, C. J., Mumm, R. H., Bohn, M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concentration+of+Beneficial+Phytochemicals+in+Harvested+Grain+of+U.S.+Yellow+Dent+Maize+(Zea+mays+L.)+Germplasm.">Concentration of Beneficial Phytochemicals in Harvested Grain of U.S. Yellow Dent Maize (Zea mays L.) Germplasm.</a> Journal of Agricultural and Food Chemistry. 65 (38), 8311-8318 (2017).</li><li>Butts-Wilmsmeyer, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+phenolic+acid+content+in+maize+during+food+product+processing.">Changes in phenolic acid content in maize during food product processing.</a> Journal of Agricultural and Food. , (2018).</li><li>Dewanto, V., Wu, X. Z., Liu, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Processed+sweet+corn+has+higher+antioxidant+activity.">Processed sweet corn has higher antioxidant activity.</a> Journal of Agricultural and Food Chemistry. 50 (17), 4959-4964 (2002).</li><li>Fast, R. B., Caldwell, E. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Breakfast+cereals+and+how+they+are+made.">Breakfast cereals and how they are made.</a> Breakfast cereals and how they are made. , (2000).</li><li>Rausch, K. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laboratory+measurement+of+yield+and+composition+of+dry-milled+corn+fractions+using+a+shortened,+single-stage+tempering+procedure.">Laboratory measurement of yield and composition of dry-milled corn fractions using a shortened, single-stage tempering procedure.</a> Cereal Chemistry. 86 (4), 434-438 (2009).</li><li>Kandhola, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Processing and Genetic Effects on Resistant Starch in Corn Flakes. , (2015).</li><li>Macke, J. A., Bohn, M. O., Rausch, K. D., Mumm, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+factors+underlying+dry-milling+efficiency+and+flaking-grit+yield+examined+in+us+maize+germplasm.">Genetic factors underlying dry-milling efficiency and flaking-grit yield examined in us maize germplasm.</a> Crop Science. 56 (5), 2516-2526 (2016).</li><li>Somavat, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+lab+scale+corn+dry+milling+protocol+generating+commercial+sized+flaking+grits+for+quick+estimation+of+coproduct+yield+and+composition.">A new lab scale corn dry milling protocol generating commercial sized flaking grits for quick estimation of coproduct yield and composition.</a> Industrial Crops and Products. 109, 92-100 (2017).</li><li>Adam, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+bioavailability+of+ferulic+acid+is+governed+primarily+by+the+food+matrix+rather+than+its+metabolism+in+intestine+and+liver+in+rats.">The bioavailability of ferulic acid is governed primarily by the food matrix rather than its metabolism in intestine and liver in rats.</a> Journal of Nutrition. 132 (7), 1962-1968 (2002).</li><li>Rumpagapom, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Structural Features of Cereal Bran Arabinoxylans Related to Colon Fermentation Rate. , (2011).</li><li>Wong, J. M. W., de Souza, R., Kendall, C. W. C., Emam, A., Jenkins, D. J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colonic+health:+Fermentation+and+short+chain+fatty+acids.">Colonic health: Fermentation and short chain fatty acids.</a> Journal of Clinical Gastroenterology. 40 (3), 235-243 (2006).</li></ol>

저자는 공개 없다.

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.

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.

<table><tbody><tr><td>Canning pressure cooker</td><td>Wisconsin Aluminum Foundry Co.</td><td>Model 921</td><td>Any can be used, but it should be large enough to accommodate multiple canning jars</td></tr><tr><td>Single burner or large hot plate</td><td>Waring Professional</td><td>Model SB30</td><td>Any can be used, but it should be large enough so that canning pressure cooker can securely be placed on burner or hot plate</td></tr><tr><td>1 quart wide mouth canning jars</td><td>Ball</td><td>1440096258</td><td>Any can be used, but they should be wide mouthed quart jars</td></tr><tr><td>1 L Beaker</td><td>Fisher Scientific</td><td>09-841-104</td><td></td></tr><tr><td>Stir plate</td><td>Corning</td><td>6796420D</td><td></td></tr><tr><td>Magnetic stir bar</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-513-67</td><td></td></tr><tr><td>1 L Graduated cylinder</td><td>Kimble</td><td>20027500</td><td></td></tr><tr><td>Spatula</td><td>Wal-Mart</td><td>552145280</td><td></td></tr><tr><td>Hot pads</td><td>Wal-Mart</td><td>556501140</td><td></td></tr><tr><td>Scale</td><td>Any</td><td>NA</td><td>Mettler Toledo Model MS105DU or Similar</td></tr><tr><td>Weigh boats</td><td>Fisher Scientific</td><td>08-732-113</td><td></td></tr><tr><td>Sugar</td><td>Wal-Mart</td><td>9259244</td><td></td></tr><tr><td>Salt</td><td>Morton (Purchased at Wal-Mart)</td><td>9244849</td><td></td></tr><tr><td>Liquid malt extract</td><td>By the Cup (Purchased on Amazon)</td><td>NA</td><td>https://www.amazon.com/Barley-Malt-Extract-Syrup-Bottle/dp/B01N4SK72C</td></tr><tr><td>Labeling tape&amp;nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>15966</td><td></td></tr><tr><td>Permanent marker</td><td>Wal-Mart</td><td>55529894</td><td></td></tr><tr><td>Convection oven</td><td>Wal-Mart</td><td>1598495</td><td></td></tr><tr><td>Baking pan (usually included with oven)</td><td>Wal-Mart</td><td>1598495</td><td></td></tr><tr><td>Cooking foil</td><td>Wal-Mart</td><td>564264789</td><td></td></tr><tr><td>Tortilla press</td><td>E&amp;amp;A Hotel &amp;amp; Restaurant Equipment and Supplies</td><td>CTM-2000</td><td></td></tr><tr><td>Parchment paper</td><td>Reynolds (Purchased at Wal-Mart)</td><td>551219672</td><td></td></tr><tr><td>Pizza cutter</td><td>Farberware (Purchased at Wal-Mart)</td><td>&amp;nbsp;553012200</td><td></td></tr><tr><td>Cooling racks</td><td>Flytt (Purchased on Amazon)</td><td>NA</td><td>https://www.amazon.com/dp/B075HQY627/ref=sspa_dk_detail_7?psc=1&amp;amp;pd_rd_i=B075HQY627&amp;amp;pd_rd_wg=WaJol&amp;amp;pd_rd_r=SF07KCHMP753WAPG6ED4&amp;amp;pd_rd_w=2BOwf</td></tr><tr><td>SAS Version 9.4</td><td>SAS Institute</td><td>Version 9.4</td><td></td></tr><tr><td>R</td><td>R Foundation for Statistical Computing</td><td>Version 3.4.0</td><td></td></tr></tbody></table>

high-throughput, microscale protocol for the analysis of processing parameters and nutritional qualities in maize (zea mays l.)

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.

이 프로토콜은 옥수수, 큰 밀가루 flaking 및 최종 제품에 처리의 중간 단계를 통해 계속 시작 옥수수 가공된 식품 제품의 샘플링 및 영양 분석에 대 한 허용. 이 프로토콜 프로토콜 Rausch 외. 에 의해 제시 된 결합 했다 7 하이브리드 곡물 샘플에서 벗겨짐 모래 부품 생산. 따라서, 정보 영양 콘텐츠에 관한 하이브리드 샘플 곡물, 큰 벗겨짐 모래, 모래, 요리 구운 모래, 그리고 구운된 콘플레이크 처리 단계 제시에 분석의. 평가에서 하이브리드 품종에 불용 성 바인딩된 ferulic 산 및 p-coumaric 산의 대부분은 건조 밀링 (그림 7) 동안 제거 되었습니다. 불용 성 바인딩된 ferulic 산 및 p-coumaric 산에서 또 다른 감소는 요리 하는 동안 발생 했습니다. 불용 성 바인딩된 ferulic 산에 요리 하는 동안 관찰 p coumaric 산 성 콘텐츠 감소 큰 벗겨짐 모래 물자에 남아 있었다 비 endosperm 재료의 작은 양의 제거 될 수 있습니다. 멀티 정도의 자유 대조 표시 ferulic 산 및 p-coumaric 산 성 콘텐츠 하이브리드 (표 1)에 처리의 나머지 부분에 걸쳐 안정 유지.
또한, 그들의 불 용해성 바인딩된 ferulic 산 성 내용 및 p-coumaric 산 성 콘텐츠 하이브리드 cultivars의 초기 순위 (표 2 와 그림 8) 최종 처리 단계에서 하이브리드의 순위를 나타내는 되지 않았습니다. 즉, 전체 커널에 초기 콘텐츠 대부분 불용 성 바인딩된 ferulic 산 또는 p-coumaric 산 처리의 끝에는 하이브리드 소유 것을 나타내는 아니었다. 따라서, 가공된 식품의 영양 특성을 기본 유전 형질을 연구 하기 위해 미 프로세스 옥수수 곡물 연구 사용 되어야 한다.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig7.jpg"> 그림 7: 불용 성 바인딩된 페 놀 산 콘텐츠 처리 과정에서 변경. 처리 과정 (는) 변경 불용 성 바인딩된 ferulic 산 성에서 콘텐츠입니다. 처리 과정 (b) 변경에서에서 불용 성 바인딩된 p-coumaric 산 성 콘텐츠입니다. 주: 전체 커널, FG: 벗겨짐 모래, CG: 모래, BG 요리: 구 모래은 하: 콘플레이크를 구운. 다른 컬러 포인트는 다른 하이브리드를 나타냅니다. 그림은 원래 꽁 초-Wilmsmeyer 그 외 여러분 의 추가 정보에 출판 4 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig7large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig8.jpg"> 그림 8: 하이브리드-의해-처리 단계 상호 작용의 상호 작용 줄거리. 불용 성 바인딩된 ferulic 산 성 내용에 대 한 줄거리 (는) 상호 작용. (b) 상호 작용 불용 성 바인딩된 p coumaric 산 콘텐츠에 대 한 줄거리. 교차 선 표시는 불용 성 바인딩된 ferulic 산도 최종 구운된 콘플레이크의 불용 성 바인딩된 p coumaric 산 성 콘텐츠 예언 될 수 있다 이러한의 초기 내용을 기반으로 의미 순위 변경 상호 작용 전체 커널에 phytochemicals입니다. 주: 전체 커널, FG:에 모래, Flaking: 콘플레이크를 구운. 그림은 원래 꽁 초-Wilmsmeyer 그 외 여러분 의 추가 정보에 출판 4 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig8large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td colspan="2" style="text-align: center;">Ferulic 산</td>
			<td colspan="2" style="text-align: center;">p-Coumaric 산</td>
		</tr>
<tr>
<td>하이브리드</td>
			<td style="text-align: center;">F-값</td>
			<td style="text-align: center;">p-값</td>
			<td style="text-align: center;">F-값</td>
			<td style="text-align: center;">p-값</td>
		</tr>
<tr>
<td>B73xMO17</td>
			<td style="text-align: center;">0.07</td>
			<td style="text-align: center;">0.93</td>
			<td style="text-align: center;">0.34</td>
			<td style="text-align: center;">0.72</td>
		</tr>
<tr>
<td>B73xPHG47</td>
			<td style="text-align: center;">0.02</td>
			<td style="text-align: center;">0.98</td>
			<td style="text-align: center;">0.61</td>
			<td style="text-align: center;">0.55</td>
		</tr>
<tr>
<td>LH1xMO17</td>
			<td style="text-align: center;">0.08</td>
			<td style="text-align: center;">0.93</td>
			<td style="text-align: center;">0.14</td>
			<td style="text-align: center;">0.87</td>
		</tr>
<tr>
<td>PHJ40xLH123HT</td>
			<td style="text-align: center;">0.32</td>
			<td style="text-align: center;">0.73</td>
			<td style="text-align: center;">0.74</td>
			<td style="text-align: center;">0.48</td>
		</tr>
<tr>
<td>PH207xPHG47</td>
			<td style="text-align: center;">0.15</td>
			<td style="text-align: center;">0.86</td>
			<td style="text-align: center;">0.24</td>
			<td style="text-align: center;">0.79</td>
		</tr>
<tr>
<td>PHJ40xMO17</td>
			<td style="text-align: center;">0.01</td>
			<td style="text-align: center;">0.99</td>
			<td style="text-align: center;">0.31</td>
			<td style="text-align: center;">0.74</td>
		</tr>
<tr>
<td>PHG39xPHZ51</td>
			<td style="text-align: center;">0.06</td>
			<td style="text-align: center;">0.94</td>
			<td style="text-align: center;">0.07</td>
			<td style="text-align: center;">0.93</td>
		</tr>
</tbody></table>표 1: 요리 밀가루에 불용 성 바인딩된 페 놀 산 성 내용에 차이 테스트 하는 자유 대조의 다중 정도 구운 밀가루, 그리고 구운 옥수수.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td colspan="2" style="text-align: center;">Ferulic 산</td>
			<td colspan="2" style="text-align: center;">p-Coumaric 산</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td style="text-align: center;">F-값</td>
			<td style="text-align: center;">p-값</td>
			<td style="text-align: center;">F-값</td>
			<td style="text-align: center;">p-값</td>
		</tr>
<tr>
<td>하이브리드</td>
			<td style="text-align: center;">7.15</td>
			<td style="text-align: center;">0.001</td>
			<td style="text-align: center;">8.7</td>
			<td style="text-align: center;">< 0.001</td>
		</tr>
<tr>
<td>Inbreds</td>
			<td style="text-align: center;">4.07</td>
			<td style="text-align: center;">0.007</td>
			<td style="text-align: center;">6.57</td>
			<td style="text-align: center;">< 0.001</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="5">참고: 모든 올해-의해-유전자 형-의해-처리 단계 intereactions α에서 중요 한 비 했다 = 0.05.</td>
		</tr>
</tbody></table>표 2: 유전자 형에 의해 처리 단계 상호 작용의 중요성.
<table align="center" border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td style="text-align: center;">프로토콜 단계</td>
			<td style="text-align: center;">중요 한 정보</td>
			<td style="text-align: center;">문제 해결</td>
			<td style="text-align: center;">높은 처리량 권장 사항</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.2 및 1.6</td>
			<td style="text-align: center;">이 두 단계에의 결합 물을 통조림 항아리를 깨지 않고가 열 될 수 있습니다.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
			<td style="text-align: center;">통조림 항아리의 추가 전에 절반 물 난방 처리량을 증가 시킵니다.</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.4</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
			<td style="text-align: center;">미리 재료를 측정 합니다.  일정 한 병에 대 한, 그래서 볼륨 또는 단계 1.4.2에서에서 사용 하는 단지 수에 필요한 재료의 질량을 곱하면. 동등 하 게 통조림 항아리 중 결과 혼합물을 나눕니다.</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.4 참고</td>
			<td style="text-align: center;">터치 압력 밥 솥 이나 서로 통조림의 항아리를 허용 하지 않습니다. 그들은 휴식 하는 것입니다, 그리고 샘플 손실 됩니다.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.9 및 1.10</td>
			<td style="text-align: center;">물 요리 전에 롤링 종 기에 도달 한다.</td>
			<td style="text-align: center;">밀가루는 한 h 후 철저 하 게 조리 하지, 하는 경우에 압력을 보장 하기 위해 무게 15 psi를 설정 했 고 물이 도달 하 고 있는 전체 종 뚜껑 통조림 압력 밥 솥에 배치 되 고 타이머를 설정 하기 전에 확인 합니다.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.13</td>
			<td style="text-align: center;">요리 하는 동안 위로 떠오르는 비 endosperm 재료를 제거 합니다.  이 샘플에 남아 있는 경우 어떤 phytochemical 결과 왜곡 합니다.</td>
			<td style="text-align: center;">경우 비 endosperm 재료 요리 하는 동안 정상에 상승 하지 않는, 다음은 밀가루 않았다 하지 요리 생각이.  1.9 및 1.10 단계에 관한 정보를 참조 하십시오.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.15, 2.4, 및 3.7</td>
			<td style="text-align: center;">정밀한 분말에 갈기 샘플입니다.</td>
			<td style="text-align: center;">Phytochemical 분석 작업에 표시 되지 않으면, 더 큰 표면 영역을 용 매에 노출 되도록 샘플 정밀한 분말에 지상 되었습니다 확인 합니다.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">2.1</td>
			<td style="text-align: center;">샘플을 다른 터치를 허용 하지 않습니다.  그들은 교차-오염 된 될 것입니다.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
			<td style="text-align: center;">요리 시트에 그들에 대 한 개별 호 일 보트를 함으로써 동시에 두 개의 샘플을 구워.</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">2.2.1</td>
			<td style="text-align: center;">심지어 베이킹 되도록 25 분 후 샘플을 저 어.</td>
			<td style="text-align: center;">샘플은 균등 하 게 구운가지고 나타나지 않습니다, 경우 더 빈번한 간격 (예: 매 15 분) 저 어.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">3.1</td>
			<td style="text-align: center;">양피지 종이 주머니에 구운된 모래 반죽을 놓습니다.  이 예제는 누르는 동안 손실 되지 않습니다 보장 합니다.</td>
			<td style="text-align: center;">샘플 양피지 종이 주머니의 끝에서 시작, 긴 주머니를 확인 합니다. 우리는 충분 한 것 처럼 보였다는 1 m 발견.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">3.2</td>
			<td style="text-align: center;">닫힌 양피지 종이 주머니를 둡니다.</td>
			<td style="text-align: center;">절단 도구는 양피지를 통해 인하, 따 분 했죠 도구를 사용.</td>
			<td style="text-align: center;">우리는 피자 커터 사각형으로 구운된 밀가루를 절단을 위한 최상의 도구는 발견.  우리는이 도구를 사용 하 여 양피지를 통해 잘라 하지 않았다 하지만 구운된 밀가루는 여전히 매우 신속 하 게 사각형으로 잘라 될 수 있었다.</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">3.5</td>
			<td style="text-align: center;">색상으로 매우 편안 하 게 되 고 너무 오래 토스트 하지 마십시오.</td>
			<td style="text-align: center;">샘플 너무 어두운 경우, 토스트 하는 데 사용 하는 시간을 줄일 수 있습니다.</td>
			<td style="text-align: center;">여러 샘플 토스트에 대 한 준비가 될 때까지 개별 호 일 커버 무게 보트에 여러 말린된 베이킹 모래 샘플을 저장 합니다.</td>
		</tr>
</tbody></table>표 3: 중요 한 단계, 문제 해결 단계 및 권장 사항.

Watch this Scientific Journal Video about High-throughput, Microscale Protocol for the Analysis of Processing Parameters and Nutritional Qualities in Maize Zea mays L. at JoVE.com

High-throughput, Microscale Protocol for the Analysis of Processing Parameters and Nutritional Qualities in Maize Zea mays L.

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.

높은 처리량, 처리 파라미터 분석 및 옥수수 (지 시 메이 스 L.) 영양 자질에 대 한 미 프로토콜

Maize is an important grain crop in the United States and worldwide. However, maize grain must be processed prior to human consumption. Furthermore, whole ...

high-throughput-microscale-protocol-for-analysis-processing

Research

JoVE Journal

Environment

High-throughput, Microscale Protocol for the Analysis of Processing Parameters and Nutritional Qualities in Maize (Zea mays L.)

6.8K 조회수.  University of Illinois at Urbana-Champaign. 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.

비디오: High-throughput, Microscale Protocol for the Analysis of Processing Parameters and Nutritional Qualities in Maize Zea mays L.

Quantification of Fungal Colonization, Sporogenesis, and Production of Mycotoxins Using Kernel Bioassays

The rotting of grains by seed-infecting fungi poses one of the greatest economic challenges to cereal production worldwide, not to mention serious risks to human and animal health. Among cereal production, maize is arguably the most affected crop, due to pathogen-induced losses in grain integrity and mycotoxin seed contamination. The two most prevalent and problematic mycotoxins for maize growers and food and feed processors are aflatoxin and fumonisin, produced by Aspergillus flavus and Fusarium verticillioides, respectively.
Recent studies in molecular plant-pathogen interactions have demonstrated promise in understanding specific mechanisms associated with plant responses to fungal infection and mycotoxin contamination1,2,3,4,5,6. Because many labs are using kernel assays to study plant-pathogen interactions, there is a need for a standardized method for quantifying different biological parameters, so results from different laboratories can be cross-interpreted. For a robust and reproducible means for quantitative analyses on seeds, we have developed in-lab kernel assays and subsequent methods to quantify fungal growth, biomass, and mycotoxin contamination. Four sterilized maize kernels are inoculated in glass vials with a fungal suspension (106) and incubated for a predetermined period. Sample vials are then selected for enumeration of conidia by hemocytometer, ergosterol-based biomass analysis by high performance liquid chromatography (HPLC), aflatoxin quantification using an AflaTest fluorometer method, and fumonisin quantification by HPLC.

The devastation of cereal crops by seed-infecting fungi has prompted numerous research efforts to better understand plant-pathogen interactions. To study seed-fungal interactions in a laboratory setting, we developed a robust method for the quantification of fungal reproduction, biomass, and mycotoxin contamination using kernel bioassays.

커널 Bioassays를 사용하여 곰팡이 콜로니, Sporogenesis 및 Mycotoxins 생산의 부량

The rotting of grains by seed-infecting fungi poses one of the greatest economic challenges to cereal production worldwide, not to mention serious risks ...

연구

면역학 및 감염병학

Quantifying Plant Soluble Protein and Digestible Carbohydrate Content, Using Corn (Zea mays) As an Exemplar

Elemental data are commonly used to infer plant quality as a resource to herbivores. However, the ubiquity of carbon in biomolecules, the presence of nitrogen-containing plant defensive compounds, and variation in species-specific correlations between nitrogen and plant protein content all limit the accuracy of these inferences. Additionally, research focused on plant and/or herbivore physiology require a level of accuracy that is not achieved using generalized correlations. The methods presented here offer researchers a clear and rapid protocol for directly measuring plant soluble proteins and digestible carbohydrates, the two plant macronutrients most closely tied to animal physiological performance. The protocols combine well characterized colorimetric assays with optimized plant-specific digestion steps to provide precise and reproducible results. Our analyses of different sweet corn tissues show that these assays have the sensitivity to detect variation in plant soluble protein and digestible carbohydrate content across multiple spatial scales. These include between-plant differences across growing regions and plant species or varieties, as well as within-plant differences in tissue type and even positional differences within the same tissue. Combining soluble protein and digestible carbohydrate content with elemental data also has the potential to provide new opportunities in plant biology to connect plant mineral nutrition with plant physiological processes. These analyses also help generate the soluble protein and digestible carbohydrate data needed to study nutritional ecology, plant-herbivore interactions and food-web dynamics, which will in turn enhance physiology and ecological research.

Quantifying Plant Soluble Protein and Digestible Carbohydrate Content, Using Corn Zea mays As an Exemplar

The protocols described herein provide a clear and approachable methodology for measuring soluble protein and digestible (non-structural) carbohydrate content in plant tissues. The ability to quantify these two plant macronutrients has significant implications for advancing the fields of plant physiology, nutritional ecology, plant-herbivore interactions and food-web ecology.

공장 수용 성 단백질과 소화 탄수화물 콘텐츠를 사용 하 여 옥수수 (지 시 메이 스)를 표본으로 측정

Elemental data are commonly used to infer plant quality as a resource to herbivores. However, the ubiquity of carbon in biomolecules, the presence of ...

환경과학

Discrimintion and Mapping of the Primary and Processed Transcripts in Maize Mitochondrion Using a Circular RT-PCR-based Strategy

In plant mitochondria, some steady-state transcripts have 5&#39; triphosphate derived from transcription initiation (primary transcripts), while the others contain 5&#39; monophosphate generated post-transcriptionally (processed transcripts). To discriminate between the two types of transcripts, several strategies have been developed, and most of them depend on presence/absence of 5&#39; triphosphate. However, the triphosphate at primary 5&#39; termini is unstable, and it hinders a clear discrimination of the two types of transcripts. To systematically differentiate and map the primary and processed transcripts stably accumulated in maize mitochondrion, we have developed a circular RT-PCR (cRT-PCR)-based strategy by combining cRT-PCR, RNA 5&#39; polyphoshpatase treatment, quantitative RT-PCR (RT-qPCR), and Northern blot. As an improvement, this strategy includes an RNA normalization step to minimize the influence of unstable 5&#39; triphosphate.
In this protocol, the enriched mitochondrial RNA is pre-treated by RNA 5&#39; polyphosphatase, which converts 5&#39; triphsophate to monophosphate. After circularization and reverse transcription, the two cDNAs derived from 5&#39; polyphosphatase-treated and non-treated RNAs are normalized by maize 26S mature rRNA, which has a processed 5&#39; end and is insensitive to 5&#39; polyphosphatase. After normalization, the primary and processed transcripts are discriminated by comparing cRT-PCR and RT-qPCR products obtained from the treated and non-treated RNAs. The transcript termini are determined by cloning and sequencing of the cRT-PCR products, and then verified by Northern blot.
By using this strategy, most steady-state transcripts in maize mitochondrion have been determined. Due to the complicated transcript pattern of some mitochondrial genes, a few steady-state transcripts were not differentiated and/or mapped, though they were detected in a Northern blot. We are not sure whether this strategy is suitable to discriminate and map the steady-state transcripts in other plant mitochondria or in plastids.

We present a circular RT-PCR-based strategy by combining circular RT-PCR, quantitative RT-PCR, RNA 5&#39; polyphosphatase-treatment, and Northern blot. This protocol includes a normalization step to minimize the influence of unstable 5&#39; triphosphate, and it is suitable for discriminating and mapping the primary and processed transcripts stably accumulated in maize mitochondrion.

원형 RT-PCR 기반 전략을 사용하여 옥수수 미토콘드리아의 기본 및 처리된 성적증명서의 차별 및 매핑

In plant mitochondria, some steady-state transcripts have 5&#39; triphosphate derived from transcription initiation (primary transcripts), while the ...

유전학

Inhibition of Aspergillus flavus Growth and Aflatoxin Production in Transgenic Maize Expressing the &#945;-amylase Inhibitor from Lablab purpureus L.

Aflatoxin contamination in food and feed crops is a major challenge worldwide. Aflatoxins, produced by the fungus Aspergillus flavus (A. flavus) are potent carcinogens that substantially reduce crop value in maize and other oil rich crops like peanut besides posing serious threat to human and animal health. Different approaches, including traditional breeding, transgenic expression of resistance associated proteins, and RNA interference (RNAi)-based host-induced gene silencing of critical A. flavus gene targets, are being evaluated to increase aflatoxin resistance in susceptible crops. Past studies have shown an important role of &#945;-amylase in A. flavus pathogenesis and aflatoxin production, suggesting this gene/enzyme is a potential target to reduce both A. flavus growth and aflatoxin production. In this regard, the current study was undertaken to evaluate heterologous expression (under control of the constitutive CaMV 35S promoter) of a Lablab purpureus L. &#945;-amylase inhibitor-like protein (AILP) in maize against A. flavus. AILP is a 36-kDa protein, which is a competitive inhibitor of A. flavus &#945;-amylase enzyme and belongs to the lectin&#8211;arcelin&#8211;&#945;-amylase inhibitor protein family in common bean. In vitro studies prior to the current work had demonstrated the role of AILP in inhibition of A. flavus &#945;-amylase activity and fungal growth. Fungal growth and aflatoxin production in mature kernels were monitored in real time using a GFP-expressing A. flavus strain. This kernel screening assay (KSA) is very simple to set up and provides reliable and reproducible data on infection and the extent of spread that could be quantified for evaluation of germplasm and transgenic lines. The fluorescence from the GFP strain is closely correlated to fungal growth and, by extension, it is well-correlated to aflatoxin values.&#160; The goal of the current work was to implement this previous knowledge in a commercially important crop like maize to increase aflatoxin resistance. Our results show a 35%&#8211;72% reduction in A. flavus growth in AILP-expressing transgenic maize kernels which, in turn, translated into a 62%&#8211;88% reduction in aflatoxin levels.

Inhibition of Aspergillus flavus Growth and Aflatoxin Production in Transgenic Maize Expressing the &#945;-amylase Inhibitor from Lablab purpureus L.

Here we present a protocol to analyze Aspergillus flavus growth and aflatoxin production in maize kernels expressing an antifungal protein.&#160; Using a GFP-expressing A. flavus strain we monitored the infection and spread of the fungus in mature kernels in real time. The assay is rapid, reliable, and reproducible.

Aspergillus flavus 성장 및 유전자 변형 옥수수 표현 Lablab purpureus L.에서에서 α-아 밀라 아 제 억제제에서 아플 라 톡 신 생산의 억제

Aflatoxin contamination in food and feed crops is a major challenge worldwide. Aflatoxins, produced by the fungus Aspergillus flavus (A. flavus) are ...

Lignin Down-regulation of Zea mays via dsRNAi and Klason Lignin Analysis

To facilitate the use of lignocellulosic biomass as an alternative bioenergy resource, during biological conversion processes, a pretreatment step is needed to open up the structure of the plant cell wall, increasing the accessibility of the cell wall carbohydrates. Lignin, a polyphenolic material present in many cell wall types, is known to be a significant hindrance to enzyme access. Reduction in lignin content to a level that does not interfere with the structural integrity and defense system of the plant might be a valuable step to reduce the costs of bioethanol production. In this study, we have genetically down-regulated one of the lignin biosynthesis-related genes, cinnamoyl-CoA reductase (ZmCCR1) via a double stranded RNA interference technique. The ZmCCR1_RNAi construct was integrated into the maize genome using the particle bombardment method. Transgenic maize plants grew normally as compared to the wild-type control plants without interfering with biomass growth or defense mechanisms, with the exception of displaying of brown-coloration in transgenic plants leaf mid-ribs, husks, and stems. The microscopic analyses, in conjunction with the histological assay, revealed that the leaf sclerenchyma fibers were thinned but the structure and size of other major vascular system components was not altered. The lignin content in the transgenic maize was reduced by 7-8.7%, the crystalline cellulose content was increased in response to lignin reduction, and hemicelluloses remained unchanged. The analyses may indicate that carbon flow might have been shifted from lignin biosynthesis to cellulose biosynthesis. This article delineates the procedures used to down-regulate the lignin content in maize via RNAi technology, and the cell wall compositional analyses used to verify the effect of the modifications on the cell wall structure.

Lignin Down-regulation of Zea mays via dsRNAi and Klason Lignin Analysis

A double stranded RNA interference (dsRNAi) technique is employed to down-regulate the maize cinnamoyl coenzyme A reductase (ZmCCR1) gene to lower plant lignin content. Lignin down-regulation from the cell wall is visualized by microscopic analyses and quantified by the Klason method. Compositional changes in hemicellulose and crystalline cellulose are analyzed.

의 리그닌 아래로 규제<em&gt; ZEA 메이스</em&gt; dsRNAi 및 Klason 리그닌 분석을 통해

To facilitate the use of lignocellulosic biomass as an alternative bioenergy resource, during biological conversion processes, a pretreatment step is ...

생체공학

Kinematic Analysis of Cell Division and Expansion: Quantifying the Cellular Basis of Growth and Sampling Developmental Zones in Zea mays Leaves

Growth analyses are often used in plant science to investigate contrasting genotypes and the effect of environmental conditions. The cellular aspect of these analyses is of crucial importance, because growth is driven by cell division and cell elongation. Kinematic analysis represents a methodology to quantify these two processes. Moreover, this technique is easy to use in non-specialized laboratories. Here, we present a protocol for performing a kinematic analysis in monocotyledonous maize (Zea mays) leaves. Two aspects are presented: (1) the quantification of cell division and expansion parameters, and (2) the determination of the location of the developmental zones. This could serve as a basis for sampling design and/or could be useful for data interpretation of biochemical and molecular measurements with high spatial resolution in the leaf growth zone. The growth zone of maize leaves is harvested during steady-state growth. Individual leaves are used for meristem length determination using a DAPI stain and cell-length profiles using DIC microscopy. The protocol is suited for emerged monocotyledonous leaves harvested during steady-state growth, with growth zones spanning at least several centimeters. To improve the understanding of plant growth regulation, data on growth and molecular studies must be combined. Therefore, an important advantage of kinematic analysis is the possibility to correlate changes at the molecular level to well-defined stages of cellular development. Furthermore, it allows for a more focused sampling of specified developmental stages, which is useful in case of limited budget or time.

Kinematic Analysis of Cell Division and Expansion: Quantifying the Cellular Basis of Growth and Sampling Developmental Zones in Zea mays Leaves

Quantifying cell division and expansion is of crucial importance to the understanding of whole-plant growth. Here, we present a protocol to calculate cellular parameters determining maize leaf growth rates and highlight the use of these data for investigating molecular growth regulatory mechanisms by directing developmental stage-specific sampling strategies.

세포 분열 및 확장의 운동 학적 분석 : 성장과 샘플링 발달 영역의 세포 기초의 정량화<em&gt; ZEA 메이스</em&gt; 잎

Growth analyses are often used in plant science to investigate contrasting genotypes and the effect of environmental conditions. The cellular aspect of ...

생물학

Micron-scale Phenotyping Techniques of Maize Vascular Bundles Based on X-ray Microcomputed Tomography

It is necessary to accurately quantify the anatomical structures of maize materials based on high-throughput image analysis techniques. Here, we provide a 'sample preparation protocol' for maize materials (i.e., stem, leaf, and root) suitable for ordinary microcomputed tomography (micro-CT) scanning. Based on high-resolution CT images of maize stem, leaf, and root, we describe two protocols for the phenotypic analysis of vascular bundles: (1) based on the CT image of maize stem and leaf, we developed a specific image analysis pipeline to automatically extract 31 and 33 phenotypic traits of vascular bundles; (2) based on the CT image series of maize root, we set up an image processing scheme for the three-dimensional (3-D) segmentation of metaxylem vessels, and extracted two-dimensional (2-D) and 3-D phenotypic traits, such as volume, surface area of metaxylem vessels, etc. Compared with traditional manual measurement of vascular bundles of maize materials, the proposed protocols significantly improve the efficiency and accuracy of micron-scale phenotypic quantification.

We provide a novel method to improve the X-ray absorption contrast of maize tissue suitable for ordinary microcomputed tomography scanning. Based on CT images, we introduce a set of image-processing workflows for different maize materials to effectively extract microscopic phenotypes of vascular bundles of maize.

X 선 Microcomputed 단층 촬영에 따라 옥수수 혈관 번들의 미크론 단위 형질 기법

It is necessary to accurately quantify the anatomical structures of maize materials based on high-throughput image analysis techniques. Here, we provide a ...

Scalable Transfection of Maize Mesophyll Protoplasts

The transfection of maize mesophyll cells often involves digesting the plant cell walls to create protoplasts and then inserting DNA via electroporation or polyethylene glycol (PEG). Previous methods were developed to produce tens of thousands of transfected protoplasts at once. Here,&#160;we describe a straightforward method to isolate and transfect millions of leaf mesophyll protoplasts in maize (Zea mays L.). This streamlined process removes certain common protoplasting steps, such as washing in W5. Additionally, steps such as centrifugation, PEG-mediated transfection, and incubation have been modified to work with a greater number of protoplasts. The ability to express large libraries of plasmid constructs enables genome-scale experiments, such as massively parallel reporter assays in maize.

Here, we present a high-throughput protocol to transiently transfect millions of maize protoplasts for testing large libraries of plasmids in maize mesophyll cells.

옥수수 중엽 원형질체의 확장 가능한 형질감염

The transfection of maize mesophyll cells often involves digesting the plant cell walls to create protoplasts and then inserting DNA via electroporation ...

Maize Leaf Primordia를 이미징하는 개선된 방법

Improved Methods for Preparing Transverse Sections and Unrolled Whole Mounts of Maize Leaf Primordia for Fluorescence and Confocal Imaging

In maize (Zea mays) and other grasses (Poaceae), the leaf primordia are deeply ensheathed and rolled within the leaf whorl, making it difficult to study early leaf development. Here, we describe methods for preparing transverse sections and unrolled whole mounts of maize leaf primordia for fluorescence and confocal imaging. The first method uses a wire stripper to remove the upper portions of older leaves, exposing the tip of the leaf primordium and allowing its measurement for more accurate transverse section sampling. The second method uses clear, double-sided nano tape to unroll and mount whole-leaf primordia for imaging. We show the utility of the two methods in visualizing and analyzing fluorescent protein reporters in maize. These methods provide a solution to the challenges presented by the distinctive morphology of maize leaf primordia and will be useful for visualizing and quantifying leaf anatomical and developmental traits in maize and other grass species.

저자 스포트라이트: 형광 및 컨포칼 이미징을 위한 옥수수 잎 Primordia의 횡절면 및 펼쳐진 전체 마운트를 준비하는 개선된 방법  

Maize leaf primordia are deeply ensheathed and rolled, making them difficult to study. Here, we present methods for preparing transverse sections and unrolled whole mounts of maize leaf primordia for fluorescence and confocal imaging.

형광 및 공초점 이미징을 위해 횡단면을 준비하고 옥수수 잎 원시의 전체 마운트를 펼치기 위한 개선된 방법

In maize (Zea mays) and other grasses (Poaceae), the leaf primordia are deeply ensheathed and rolled within the leaf whorl, making it difficult to study ...

높은 처리량, 처리 파라미터 분석 및 옥수수 (지 시 메이 스 L.) 영양 자질에 대 한 미 프로토콜

요약

더 많은 비디오 탐색

이 비디오의 챕터

커널 Bioassays를 사용하여 곰팡이 콜로니, Sporogenesis 및 Mycotoxins 생산의 부량

공장 수용 성 단백질과 소화 탄수화물 콘텐츠를 사용 하 여 옥수수 (지 시 메이 스)를 표본으로 측정

원형 RT-PCR 기반 전략을 사용하여 옥수수 미토콘드리아의 기본 및 처리된 성적증명서의 차별 및 매핑

Aspergillus flavus 성장 및 유전자 변형 옥수수 표현 Lablab purpureus L.에서에서 α-아 밀라 아 제 억제제에서 아플 라 톡 신 생산의 억제

의 리그닌 아래로 규제

세포 분열 및 확장의 운동 학적 분석 : 성장과 샘플링 발달 영역의 세포 기초의 정량화

X 선 Microcomputed 단층 촬영에 따라 옥수수 혈관 번들의 미크론 단위 형질 기법

옥수수 중엽 원형질체의 확장 가능한 형질감염

형광 및 공초점 이미징을 위해 횡단면을 준비하고 옥수수 잎 원시의 전체 마운트를 펼치기 위한 개선된 방법

형광 및 공초점 이미징을 위해 횡단면을 준비하고 옥수수 잎 원시의 전체 마운트를 펼치기 위한 개선된 방법