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
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

Les auteurs tiens à remercier Tom Patterson et l’équipe de Technologies analytiques à Dow AgroSciences pour l’utilisation de leurs installations de laboratoire et leur encadrement. Ce travail a été financé en partie par le biais de dons provenant de la Kellogg Company et Dow AgroSciences et USDA Hatch Grant, récompense ILLU-802-354. Aide aux étudiants pour CJBW a été fourni par la bourse distingué de l’Illinois et William B. et Nancy L. Ambrose bourses en Sciences de la culture.

1. produire des grains cuits
<ol><li>Placez un 15 L autocuiseur sur une plaque de cuisson électrique de mise en conserve.</li>
	<li>Ajouter 1 L d’eau du robinet dans la conserverie autocuiseur et chauffer à 100 ° C.</li>
	<li>Alors que l’eau chauffe, placer un échantillon de 100 g d’industrielles granulations qui s’écaillent ou qui s’écaillent grit matériel (12 % d’humidité, base humide)7 dans un bocal de conserve de 1 pinte. Remarque : Les résultats représentatifs de cette étude sont basés sur les matériaux de grain qui s’écaillent produites par Macke et al. 9 à l’aide de l’échelle du laboratoire sec fraisage protocole décrit par Rausch et al. 7
</li>
	<li>Ajouter une solution de sucre / sel composée de 200 mL d’eau distillée, 2 g de sel, 6 g blanc de sucre cristallisé et 2 g de liquide extrait de malt. Remarque : Plusieurs échantillons peuvent être analysés à la fois, bien que le nombre exact d’échantillons dépendra de la taille de la mise en conserve de la cocotte.</li>
	<li>Mélanger la solution avec le matériel qui s’écaillent de grain en utilisant un tige d’agitation en verre.</li>
	<li>Après que l’eau dans l’autocuiseur conserve commence à bouillir, ajouter 1 L d’eau du robinet pour refroidir l’eau dans l’autocuiseur mise en conserve.</li>
	<li>Placez les bocaux de conserve dans l’autocuiseur conserve tels qu’ils sont à égale distance les uns des autres et de la paroi de la marmite à pression mise en conserve.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig1.jpg"> Figure 1 : emplacement des conserves bocaux à conserves autocuiseur. Canning pots doivent être placés équidistants entre eux et sur les côtés de l’autocuiseur conserve pour assurer une cuisson uniforme et pour éviter tout dommage aux bocaux de conserves. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig1large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<ol start="8"><li>Laissez l’eau à ébullition. Placez le couvercle sur la cocotte de mise en conserve.</li>
	<li>Faire cuire les gros grains qui s’écaillent ou qui s’écaillent grit à 15 psi pour un h. autoriser l’autocuiseur conserve pour refroidir et dépressuriser complètement avant d’ouvrir.</li>
	<li>Enlever le couvercle de la marmite à pression mise en conserve à l’aide de gants résistants à la chaleur.</li>
	<li>Retirer les bocaux de conserve de l’autocuiseur conserve à l’aide de pinces. Placez les bocaux sur une surface résistant à la chaleur. Remarque : Le produit intermédiaire résultant à ce stade est cuit grits.</li>
	<li>Si en utilisant des matériaux de grit écaillée comme produit en utilisant le protocole décrit par Rausch et al. 7 , matière de non-albumen enlever avec une spatule après la cuisson. Si vous utilisez des granulations qui s’écaillent industrielles, ignorez cette étape.</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig2.jpg"> Figure 2 : enlèvement de matière non-albumen. (un) échantillon de grain cuit avant l’enlèvement de matériaux non-l’endosperme qui est passé vers le haut pendant la cuisson. (b) grain cuit échantillon après l’enlèvement de matériaux non-albumen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig2large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<ol start="13"><li>Mettre 30 g de gruau cuit (par échantillon traité) dans un bateau de pesée et sèche dans un four à 65 ° C pendant 12 h. Après séchage, broyer en une poudre fine à l’aide d’un moulin à café à grain cuit et stocker dans un endroit frais et sec pour l’analyse de composés phénoliques.</li>
</ol>2. produire de gruau cuit au four
<ol><li>
Versez le restant cuit grits sur une plaque de cuisson de papier d’aluminium.
	<ol>
<li>Pour améliorer le débit, cuire deux échantillons en même temps. Pour ce faire, créez deux bateaux de papier d’aluminium sur une plaque à pâtisserie. Ceci élimine la possibilité de contamination croisée entre les échantillons.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig3.jpg"> Figure 3 : Placement des grains cuits sur une tôle. Deux échantillons différents grains cuits sont placés dans des bateaux de fleuret individuel sur une plaque de cuisson avant cuisson. Les bateaux sont étiquetés avec une bande verte sur la photo. Cela a augmenté le débit du protocole tandis qu’également veiller à ce que la contamination croisée n’a pas lieu. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig3large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<ol start="2"><li>
Placer le plat de cuisson contenant les deux échantillons dans un four préchauffé à 107,2 ° C (225 ° F) pendant 50 min.
	<ol>
<li>Mélanger les échantillons après 25 min de cuisson afin d’assurer la même cuisson.</li>
	</ol>
</li>
	<li>À la fin de la période de temps de 50 min, retirer le plat de cuisson contenant les deux premiers exemples et laisser refroidir à température ambiante pendant 30 min.</li>
	<li>À la fin de la période de refroidissement, prélever un échantillon de 30 g de produit intermédiaire gruau cuit au four. Placez cet échantillon dans un bateau de peser dans un four à 65 ° C pendant 12 h. Après séchage, broyer l’échantillon de grain cuit à une poudre fine à l’aide d’un moulin à café et un magasin pour l’analyse phytochimique.</li>
</ol>3. un produit Final grillé Cornflake
<ol><li>
Rouler les grains cuits à travers une presse à tortillas.
	<ol>
<li>Enlevez le restant cuit grits de la plat de cuisson de papier d’aluminium et placez-les sur un morceau de papier sulfurisé environ 1 m de longueur. Remarque : Pour augmenter le débit, il est utile de plier le papier sulfurisé verticale dans une pochette. Cela minimise la quantité d’échantillon perdu pendant la phase de roulement qui s’ensuit.</li>
		<li>Avancer lentement l’échantillon de grain cuit dans la poche grâce à une presse à tortillas. Veillez à ne pas pincer les doigts dans la presse.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig4.jpg"> Figure 4 : pochette papier parchemin. (a) le parchemin papier est plié dans le sens longitudinal. (b), le côté long, ouvert de la pochette est replié. (c) le long côté est repliée encore une fois à un angle de 10 °. (d) le côté court, ouvert de la pochette est replié. Ce sera du côté de la pochette qui est alimenté par le biais de la presse de tortilla. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig4large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<ol start="2"><li>Coupez le roulé cuit grits en carrés de 2,5 cm x 2,5 cm (1 à2). Utilisez un outil comme un couteau à pizza à couper/score la pâte roulée dans du papier sulfurisé.</li>
</ol><img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig5.jpg"> Figure 5. Coupe roulé la pâte en flocons. La pâte roulée est orchestrée par le papier sulfurisé. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig5large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<ol start="3"><li>
Ouvrir le papier sulfurisé et laisser le roulé, coupé, cuit grits à sécher à température ambiante pendant 12 h.
	<ol>
<li>Pour augmenter le débit, stocker l’échantillon séché dans un bateau poids recouvert de papier à la température ambiante jusqu'à ce que des échantillons multiples (généralement 24 ou plus) sont prêts pour le grillage.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Préchauffer un four à convection à 204,4 ° C (400 ° F). Placer l’échantillon séché flocon grillées sur un plat, feuille de cuisson. Étaler l’échantillon afin qu’un chevauchement minimal de l’échantillon se produit. Cela garantit même le grillage.</li>
	<li>Place l’échantillon dans le four pendant 60 à 90 s jusqu'à ce qu’elle atteigne la bonne couleur (voir Figure 6).</li>
</ol><img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig6.jpg"> Figure 6 : corriger les couleurs de flocons de maïs grillés finales. Les flocons de maïs sur le côté gauche de l’image ont été grillées pour le laps de temps approprié. Les flocons de maïs sur le côté droit de l’image ont été grillées depuis trop longtemps. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig6large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<ol start="6"><li>Laisser l’échantillon se refroidir pendant environ 5 min à température ambiante. Cela donne au final cornflake grillé.</li>
	<li>Broyer à cornflake grillées en poudre fine à l’aide d’un moulin à café.</li>
</ol>4. phytochimiques et statistiques Analyses
Remarque : En fonction sur l’exacte phytochimique d’intérêt et de l’équipement de laboratoire disponible pour les chercheurs, ces protocoles analytiques peuvent changer.
<ol><li>Déterminer les phytochimique contenu en utilisant un protocole tel que décrit dans le culs-Wilmsmeyer et al. 3 suivre toutes les procédures de sécurité prévues dans les protocoles.</li>
	<li>Analyser les données en utilisant un modèle statistique approprié. NOTE : Ces données exemple ont été analysées à l’aide d’un dispositif en parcelles divisées dans un CR où l’unité de l’ensemble de la parcelle a été le terrain parcelle de grain a été récolté, et l’unité de l’intrigue secondaire a été l’étape de traitement. Les analyses ont été réalisées en PROC MIXED SAS (version 9.3), et les chiffres ont été produites dans l’affaire r</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>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Changements dans la valeur nutritive des produits alimentaires à base de maïs tout au long du traitement sont probables dues à la suppression de composants de gain et de stress thermique5,10. Cependant, exactement comment le traitement affecte divers nutriments avait été étudiée relativement peu de détails avant l’élaboration de ce protocole4,8. En outre, en raison de l’ampleur de la plupart des protocoles de traitement en laboratoire, il a souvent été impossible d’étudier les bases génétiques des caractéristiques sensorielles et nutritionnelles dans le maïs-grain8. Nous présentons ici une méthode de laboratoire de microscale pour étudier les caractéristiques nutritionnelles et sensorielles dans le maïs tout au long de la transformation des produits alimentaires.
Ce protocole a permis d’échantillonnage se dérouler au stade grain qui s’écaillent, après la cuisson, après cuisson et après que les forces de cisaillement rencontrées pendant le laminage. Ainsi, l’analyse supplémentaire du grain de maïs récolté, le protocole facilite l’analyse du substrat stade initial et ainsi que les étapes de produit alimentaire final produit et intermédiaire de traitement afin d’élucider les changements dans la composition liées à la nutrition. Cette fonctionnalité clée du protocole permet aux caractéristiques nutritionnelles et sensorielles à analyser tout au long du traitement tout en permettant au chercheur de choisir quels protocoles de chimie analytique à utiliser pour ces analyses spécifiques. Une autre caractéristique essentielle de ce protocole est l’efficacité de ce protocole de microscale. Ce protocole utilise tout d’abord, un petit échantillon, qui se trouve dans un phytobiologie de réglage (tableau 3). Un kg de grain ont tendance à produire environ 0,3 kg de grand électeurs de grain qui s’écaillent et environ un tiers du gros grain qui s’écaillent constituants produites étaient nécessaires pour le traitement. Deuxièmement, ce protocole a permis le traitement en laboratoire d’environ 16 échantillons par jour, ce qui est beaucoup plus efficace que le protocole précédent nécessitant une vaste échantillon de tailles6.
Ce protocole peut facilement être modifié pour imiter la production d’autres produits alimentaires transformés de maïs. Par exemple, les gros grains qui s’écaillent sont utilisés dans la production de divers aliments de collation en plus de céréales de petit déjeuner prêt-à-manger9. Le protocole de laboratoire pour la production de ces aliments à grignoter pourrait inclure vraisemblablement ajustements au temps de cuisson et cuisson des solutions ou des ajustements aux temps de cuisson. Il est également possible qu’une version adaptée de ce protocole pourrait être utilisée pour l’étude des autres céréales et leurs produits transformés respectifs. Produits céréaliers transformés comprennent souvent la cuisson, cuire ou griller des étapes de traitement qui peuvent être imités en utilisant une version adaptée du protocole présenté ici.
Une limitation importante du présent protocole est qu’il a très peu les points d’arrêt, c'est-à-dire une fois qu’une étape de traitement commence, elle et les étapes suivantes doivent être complété (tableau 3). Il y a un point d’arrêt unique après la production de la gruau cuit depuis les grains qui s’écaillent. Seulement si nécessaire, le gruau cuit pourrait être placé dans un contenant scellé (par exemple un bocal de conserve hermétique) et réfrigéré pendant au plus deux jours. Toutefois, stocker les grains cuits plus longtemps semblé modifier l’échantillon. En outre, une fois que le début de cuisson, il n’y a aucun point d’arrêt jusqu’après que la pâte cuite grit a été roulée, coupée et séchée.
Conclusion
Grâce à ces résultats d’exemple (voir Butts-Wilmsmeyer et al. 4 pour plus d’informations), nous avons démontré que le contenu nutritionnel peut être surveillé tout au long du traitement. En outre, les étapes de transformation clés où s’est produits des changements nutritionnels ont été identifiés. En outre, le petit échantillon requis pour ce protocole de traitement a permis l’étude de plusieurs hybrides dans le cadre d’un programme de sélection végétale. À l’aide de ces hybrides, nous avons identifié quel ensemble d’hybrides maintenu les plus fortes concentrations de liaison insoluble dans l’acide férulique et l’acide p-coumarique tout au long du traitement. Ces traits sont importantes indications du potentiel prébiotique la finale grillée des cornflakes. 11 , 12 , 13 ces résultats pourraient être utilisés directement pour aider les sélectionneurs à établir des populations reproductrices d’amélioration potentiel prébiotique de maïs transformés.
Un des avantages majeurs de ce protocole de traitement est qu’il ne limite pas les analyses nutritionnelles qui peuvent être menées. Si un protocole phytochimique existe pour l’analyse du grain, alors il peut être utilisé pour étudier les produits transformés. En outre, parce que ce protocole de traitement permet la transformation des aliments laboratoire et analyses nutritionnelles se fasse indépendamment, plusieurs composés phytochimiques peuvent être étudiés. Les protocoles analytiques pour l’étude de phytochemical content doivent utiliser des échantillons de petite taille, cependant, en raison de la faible quantité de produits intermédiaire et final généré à l’aide du protocole de traitement de laboratoire.

Maïs (Zea mays L.) est la céréale plus largement cultivés dans les États-Unis1. En 2016, 71,12 milliards kg (2,8 milliards de boisseaux) de maïs ont été consacrées à la consommation humaine2, qui indique l’importance du maïs dans le régime américain. Un des grands avantages du maïs-grain est que c’est un produit relativement peu coûteux, mais il contient également les phytochimiques bénéfiques telles que les phénols, les acides gras insaturés et protéine3. Par conséquent, les produits alimentaires à base de maïs peuvent être des sources relativement peu coûteux de phytochimiques bénéfiques pour les humains.
Toutefois, le maïs doit être traitée avant la consommation humaine. Ainsi, des activités de traitement souvent impact sur la valeur nutritionnelle des aliments transformés final produit4. Par exemple, lors de la production d’aliments de collation et de céréales pour petit déjeuner prêt-à-manger (c.-à-d., les céréales froides), grains de maïs sont secs moulu pour produire de gros grains qui s’écaillent. Au cours du broyage à sec, le son et le germe sont physiquement supprimées, laissant uniquement des matières de l’endosperme. Étant donné que de nombreux composés phytochimiques sont principalement situés dans le son ou le germe (par exemple, composés phénoliques et acides gras insaturés, respectivement), il peut en résulter une diminution significative de la valeur nutritive des aliments transformés produit4. À l’inverse, les étapes de traitement en aval peuvent améliorer la valeur nutritionnelle. Par exemple, les nombreuses techniques de transformation des produits alimentaires comprennent cuisson, cuire ou griller. Les contraintes thermiques rencontrés au cours de ces étapes peuvent améliorer la biodisponibilité de composés phytochimiques bénéfiques5.
Sciences de l’alimentation et la nutrition humaine, il pourrait être intéressant de savoir comment le traitement affecte non seulement la valeur nutritive des produits alimentaires transformés mais, vraisemblablement, aussi comment les ajustements aux paramètres de transformation peuvent avoir une incidence autre sensorielle qualités, y compris la couleur, la texture et goût. Un protocole qui permet de telles qualités à surveiller tout au long du traitement pourrait servir à sélectionner des variétés de maïs pour l’amélioration du produit alimentaire final de maïs transformés. Deux des principaux obstacles à l’analyse de ces caractéristiques dans le passé étaient l’ampleur et le débit de protocoles disponibles. Par exemple, lors de la production de céréales de petit déjeuner pour analyse en laboratoire, rapide et Caldwell6 a suggéré l’utilisation de 45,4 kg de gros grains qui s’écaillent. Cette masse de gros grains qui s’écaillent dépasse largement la quantité de gros grains qui s’écaillent ou de gros de matériaux de grain qui s’écaillent7 qui peut être produit à partir des essais de terrain petite parcelle qui sont typiques dans les programmes de sélection végétale. Ainsi, l’élaboration d’un protocole en laboratoire pour la production de produits alimentaires transformés micro-échelle pourrait permettre de protection des obtentions végétales (1) améliorer les variétés de maïs pour nutritionnelles et sensorielles des traits qui sont d’importance pour les transformateurs de produits alimentaires et (2) processeurs à efficacement concevoir et tester des stratégies alternatives de traitement.
Dans ce manuscrit, les auteurs décrivent une modification de haut débit de la micro-échelle traitement protocole décrit dans Kandohla8 qui a été utilisé pour produire des flocons de maïs grillés de gros matériaux de grain qui s’écaillent. Nous présentons les résultats d’une expérience d’exemple qui utilise ce protocole de traitement pour étudier le changement lié aux insolubles dans l’acide férulique et acide p-coumarique dans le maïs. Nos objectifs dans cette étude étaient de déterminer (1) Comment la teneur en acide phénolique du maïs a changé au cours de la production de céréales pour petit déjeuner prêt-à-manger, (2) à quels stades de traitement, ces changements se sont produits, et (3) si l’un de nos expérimentale hybrides ont réagi différemment au traitement souligne que ce protocole peut être couplé avec des protocoles haut débit chimie analytique pour l’analyse efficace des caractéristiques nutritionnelles. Ce protocole peut également être ajusté pour imiter la production d’autres produits alimentaires transformés de maïs ou de produits alimentaires transformés qui sont produites à partir d’autres grains.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1480">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:259px;">Canning pressure cooker</td>
			<td style="width:315px;">Wisconsin Aluminum Foundry Co.</td>
			<td style="width:108px;">Model 921</td>
			<td style="width:799px;">Any can be used, but it should be large enough to accommodate multiple canning jars</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">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 height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">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 height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">1 L Beaker</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>09-841-104</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Stir plate</td>
			<td>Corning</td>
			<td>6796420D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Magnetic stir bar</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-513-67</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">1 L Graduated cylinder</td>
			<td>Kimble</td>
			<td>20027500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Spatula</td>
			<td>Wal-Mart</td>
			<td>552145280</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Hot pads</td>
			<td>Wal-Mart</td>
			<td>556501140</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Scale</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>Mettler Toledo Model MS105DU or Similar</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Weigh boats</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>08-732-113</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Sugar</td>
			<td>Wal-Mart</td>
			<td>9259244</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Salt</td>
			<td>Morton (Purchased at Wal-Mart)</td>
			<td>9244849</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">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 height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Labeling tape&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>15966</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Permanent marker</td>
			<td>Wal-Mart</td>
			<td>55529894</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Convection oven</td>
			<td>Wal-Mart</td>
			<td>1598495</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Baking pan (usually included with oven)</td>
			<td>Wal-Mart</td>
			<td>1598495</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Cooking foil</td>
			<td>Wal-Mart</td>
			<td>564264789</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Tortilla press</td>
			<td>E&#38;A Hotel &#38; Restaurant Equipment and Supplies</td>
			<td>CTM-2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Parchment paper</td>
			<td>Reynolds (Purchased at Wal-Mart)</td>
			<td>551219672</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Pizza cutter</td>
			<td>Farberware (Purchased at Wal-Mart)</td>
			<td>&#160;553012200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">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&#38;pd_rd_i=B075HQY627&#38;pd_rd_wg=WaJol&#38;pd_rd_r=SF07KCHMP753WAPG6ED4&#38;pd_rd_w=2BOwf</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">SAS Version 9.4</td>
			<td>SAS Institute</td>
			<td>Version 9.4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">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.)

Le maïs est une céréale importante aux États-Unis et dans le monde entier. Cependant, les grains de maïs doivent être traitées avant la consommation humaine. En outre, les caractéristiques de composition et de traitement de grains entiers varient selon les hybrides de maïs et peuvent influer sur la qualité du produit final transformé. Par conséquent, afin de produire des produits alimentaires transformés plus sains à partir de maïs, il est nécessaire de savoir comment optimiser les paramètres de traitement pour des ensembles particuliers de matériel génétique pour tenir compte de ces différences dans les caractéristiques de composition et de traitement de grain. Il s’agit d’une meilleure compréhension des techniques actuelles de traitement impact sur la qualité nutritionnelle des produits alimentaires transformés final. Nous décrivons ici un protocole microscale qui simule le pipeline de traitement pour produire des corn flakes de gros grains qui s’écaillent et permet le traitement des échantillons de grains multiples simultanément. Les grains qui s’écaillent, les produits transformés intermédiaires, ou final produit transformé, ainsi que le grain de maïs lui-même, peut être analysé pour leur contenu nutritionnel dans le cadre d’un pipeline analytique de haut débit. Cette procédure a été développée spécifiquement pour l’incorporation dans un programme de recherche de sélection maïs, et celui-ci peut être modifié pour les autres céréales. Nous fournissons un exemple de l’analyse de liaison insoluble dans l’acide férulique et de la teneur en acide p-coumarique dans le maïs. Échantillons ont été prélevés à cinq différentes étapes de transformation. Nous démontrons que le prélèvement peut avoir lieu à plusieurs stades pendant microscale traitement, que la technique de traitement peut être utilisée dans le cadre d’une programme de reproduction à maïs spécialisés, et que, dans notre exemple, la plupart de la valeur nutritive a été perdu au cours de la transformation des produits alimentaires.

Ce protocole prévue l’analyse d’échantillonnage et nutritionnelle d’un produit alimentaire de maïs transformés, corn flakes, commençant par la grande écaillage grits et jusqu’aux stades intermédiaires de transformation jusqu’au produit final. Ce protocole a été couplé avec le protocole décrit par Rausch et al. 7 pour produire des composants de grain qui s’écaillent provenant d’échantillons de grain hybride. Ainsi, l’information concernant la valeur nutritive des hybrides échantillons analysés à grain entier, gros grain qui s’écaillent, cuit grit, cuits grit, et étapes de traitement cornflake grillées sont présentés. Quel que soit le cultivar hybride en cours d’évaluation, la plupart des liaison insoluble dans l’acide férulique et acide p-coumarique a été supprimé pendant le broyage à sec (Figure 7). Une autre baisse lié aux insolubles dans l’acide férulique et acide p-coumarique, s’est produite lors de la cuisson. La diminution de la liaison insoluble dans l’acide férulique et la teneur en acide p-coumarique observée pendant la cuisson peut être dû à l’enlèvement de la petite quantité de matériau non-l’endosperme qui est resté dans le gros matériel de grit qui s’écaillent. Multi-degré de liberté contrastes a indiqué que l’acide férulique et la teneur en acide p-coumarique est restée stables pendant tout le reste du traitement, indépendamment de l’hybride (tableau 1).
En outre, le classement initial des cultivars hybrides quant à leur contenu lié aux insolubles dans l’acide férulique et la teneur en acide p-coumarique n’étaient pas indicatifs du classement des hybrides à l’étape de traitement final (tableau 2 et Figure 8). En d’autres termes, la teneur initiale en grains entiers n’était pas indicative de quel hybride possèderait le plus lié aux insolubles dans l’acide férulique ou l’acide p-coumarique, à la fin du traitement. Ainsi, afin d’étudier les traits génétiques qui sous-tendent les caractéristiques nutritionnelles des produits alimentaires transformés, processus micro-échelle doivent être utilisés pour étudier le maïs-grain.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig7.jpg"> Figure 7 : changement de teneur en acide phénolique insoluble lié tout au long du traitement. (a) changement dans liaison insoluble dans l’acide férulique contenu tout au long du traitement. (b) changement lié aux insolubles dans l’acide p-coumarique contenu tout au long du traitement. WK : Grains entiers, FG : Grit qui s’écaillent, CG : cuit Grit, BG : cuit, grain à : grillé Cornflake. Points de couleurs différentes représentent différents hybrides. La figure publiée initialement dans les informations complémentaires des mégots-Wilmsmeyer et al. 4 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig7large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig8.jpg"> Figure 8 : parcelle d’Interaction de l’interaction du stade hybride-par-processing. (un) Interaction terrain pour le contenu lié aux insolubles dans l’acide férulique. (b) Interaction intrigue pour la teneur en acide p-coumarique liaison insoluble. Les lignes qui se croisent indiquent une interaction de changement-de-rang, ce qui signifie que la liaison insoluble dans l’acide férulique, ni la teneur en acide p-coumarique liaison insoluble de la finale cornflake grillée peut être prédites basée sur le contenu initial d’un de ces composés phytochimiques dans l’amande entière. WK : Grains entiers, FG : écaillage, grain à : grillé Cornflake. La figure publiée initialement dans les informations complémentaires des mégots-Wilmsmeyer et al. 4 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig8large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</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;">Acide férulique</td>
			<td colspan="2" style="text-align: center;">Acide p-coumarique</td>
		</tr>
<tr>
<td>Hybride</td>
			<td style="text-align: center;">F-valeur</td>
			<td style="text-align: center;">p-valeur</td>
			<td style="text-align: center;">F-valeur</td>
			<td style="text-align: center;">p-valeur</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>Tableau 1 : Multiples degrés de liberté contrastes tester la différence de teneur en acide phénolique insoluble liés dans les grains cuits, cuits gruau et grillé des corn flakes.
<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;">Acide férulique</td>
			<td colspan="2" style="text-align: center;">Acide p-coumarique</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td style="text-align: center;">F-valeur</td>
			<td style="text-align: center;">p-valeur</td>
			<td style="text-align: center;">F-valeur</td>
			<td style="text-align: center;">p-valeur</td>
		</tr>
<tr>
<td>Hybrides</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>Lignées</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">Remarque : Tous les an-par-génotype-par-traitement stade intereactions non significatives à α = 0,05.</td>
		</tr>
</tbody></table>Tableau 2 : Importance de l’interaction génotype-par-traitement de l’étape.
<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;">Étape du protocole</td>
			<td style="text-align: center;">Informations critiques</td>
			<td style="text-align: center;">Dépannage</td>
			<td style="text-align: center;">Recommandations du haut débit</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.2 et 1.6</td>
			<td style="text-align: center;">Le couplage de ces deux étapes permet à l’eau à chauffer sans casser les bocaux de conserve.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
			<td style="text-align: center;">Le chauffage de la moitié de l’eau avant d’ajouter les bocaux de conserve augmente le débit.</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;">Mesures des ingrédients.  Le montant donné est pour un pot, alors multipliez le volume ou la masse des ingrédients nécessaires par le nombre de pots utilisé à l’étape 1.4.2. Diviser le mélange également entre les bocaux de conserve.</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">note 1.4</td>
			<td style="text-align: center;">Ne laissez pas les pots de toucher le bord de la mise en conserve de la marmite à pression ou autre. Ils vont rompre, et échantillon seront perdue.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.9 et 1.10</td>
			<td style="text-align: center;">L’eau devrait atteindre l’ébullition avant la cuisson.</td>
			<td style="text-align: center;">Si les grains ne soient pas complètement cuits après 1 heure, puis vérifier pour s’assurer que la pression de poids a été fixé à 15 lb/po2 et que l’eau atteint une pleine ébullition avant que le couvercle est placé sur la mise en conserve de la cocotte et la minuterie est réglée.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.13</td>
			<td style="text-align: center;">Retirez le matériau non-albumen qui flotte vers le haut pendant la cuisson.  Cela va fausser toute résultats phytochimiques si laissée dans l’échantillon.</td>
			<td style="text-align: center;">Si le matériau non-albumen ne monte pas vers le haut pendant la cuisson, puis les grits cuire pas thorougly.  Afficher des informations sur les étapes 1.9 et 1.10.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.15 et 2,4 3,7</td>
			<td style="text-align: center;">Broyer l’échantillon à une poudre fine.</td>
			<td style="text-align: center;">Si les analyses phytochimiques ne semblent pas fonctionner, s’assurer que l’échantillon a été moulu en poudre fine telle qu’il y ait une plus grande surface, exposée aux solvants.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">2.1</td>
			<td style="text-align: center;">Ne laissez pas les échantillons qui entrent en contact.  Ils deviendront la contamination croisée.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
			<td style="text-align: center;">Faites cuire deux échantillons en même temps en faisant des bateaux fleuret individuel pour eux sur une feuille de cuisson.</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">2.2.1</td>
			<td style="text-align: center;">Mélanger l’échantillon après 25 min pour assurer la même cuisson.</td>
			<td style="text-align: center;">Si l’échantillon ne semble pas avoir cuit uniformément, remuez à intervalles plus fréquents (par exemple toutes les 15 min).</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">3.1</td>
			<td style="text-align: center;">Placer la pâte grain cuit dans un sachet de papier parchemin.  Cela garantit l’échantillon ne seront pas perdu pendant le pressage.</td>
			<td style="text-align: center;">Si l’échantillon commence à sortir de la fin de la pochette de papier parchemin, faire la pochette plus longtemps. Nous avons constaté que 1 m semble suffire.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">3.2</td>
			<td style="text-align: center;">Laisser le sachet de papier parchemin fermé.</td>
			<td style="text-align: center;">Si l’outil de coupe des coupes à travers le papier parchemin, utiliser un outil plus terne.</td>
			<td style="text-align: center;">Nous avons constaté qu’un couteau à pizza était le meilleur outil pour couper le gruau cuit au four en carrés.  Nous n’ont pas coupé à travers le papier parchemin à l’aide de cet outil, mais les grains au four encore ont pu être très rapidement couper en carrés.</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">3.5</td>
			<td style="text-align: center;">Devenir très à l’aise avec la couleur et ne pas griller pendant trop longtemps.</td>
			<td style="text-align: center;">Si l’échantillon devient trop sombre, réduire la quantité de temps utilisé pour porter un toast.</td>
			<td style="text-align: center;">Stocker plusieurs échantillons de grain cuisson séchés en bateaux individuels recouverts de papier pèsent jusqu'à ce que plusieurs échantillons sont prêts pour le grillage.</td>
		</tr>
</tbody></table>Tableau 3 : Table des étapes critiques, les étapes de dépannage et des recommandations.

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

Nous présentons ici un protocole de micro-échelle pour le traitement des échantillons de grain et permettant d’intégrer cette approche microscopique dans un pipeline analytique de haut débit. Il s’agit d’une adaptation de débit plus élevée de protocoles actuellement disponibles.

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