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

Gli autori vorrei ringraziare Tom Patterson e il Team di tecnologie analitiche al Dow AgroSciences per l'uso delle loro strutture di laboratorio e per loro mentori. Questo lavoro è stato finanziato in parte attraverso regali dalla Kellogg Company e Dow AgroSciences e USDA Hatch Grant, premio ILLU-802-354. Supporto agli studenti per CJBW è stato fornito dalla compagnia distinto Illinois e William B. e Nancy L. Ambrose Fellowship in Crop Sciences.

1. prodotti cucinati Grits
<ol><li>Posizionare un 15 L inscatolamento pentola a pressione su una piastra elettrica.</li>
	<li>Aggiungere 1 L di acqua di rubinetto nella pentola a pressione e calore conserviera a 100 ° C.</li>
	<li>Mentre l'acqua si riscalda, collocare un campione di 100 g di grane sfaldamento industriale o sfaldamento grana materiale (12% contenuto di umidità, umido)7 in un barattolo 1 quart. Nota: I risultati rappresentativi di questo studio sono basati sui materiali sfaldamento grana prodotti da Macke et al. 9 usando la scala di laboratorio a secco fresatura protocollo delineato da Rausch et al. 7
</li>
	<li>Aggiungere una soluzione di zucchero-sale che consiste di 200 mL di acqua distillata, 2 g di sale, 6 g di zucchero bianco e 2 g di Estratto di malto liquido. Nota: Campioni multipli possono essere analizzati in una sola volta, anche se il numero esatto dei campioni dipenderà molto la dimensione della pentola a pressione conserviera.</li>
	<li>Miscelare la soluzione con il materiale di grana sfaldamento utilizzando un bacchetta di vetro.</li>
	<li>Dopo che l'acqua nella pentola a pressione conserviera comincia a bollire, aggiungere 1 L di acqua di rubinetto per raffreddare l'acqua nella pentola a pressione conserviera.</li>
	<li>Posto barattoli in pentola a pressione conserviera tale che essi sono equidistanti gli uni dagli altri e dalla parete della pentola a pressione conserviera.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig1.jpg"> Figura 1: posizionamento dei barattoli in pentola a pressione di inscatolamento. Canning vasetti devono trovarsi equidistanti uno da altro e dai lati della conserviera pentola a pressione per garantire una cottura uniforme e per evitare danni ai barattoli. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<ol start="8"><li>Permettere all'acqua di raggiungere il bollore. Mettere il coperchio sulla pentola a pressione conserviera.</li>
	<li>Cucinare il grande grane desquamazione o sfaldamento materiale di grana a 15 psi per uno h. Consenti la conserviera pentola a pressione per raffreddare e depressurizzare completamente prima dell'apertura.</li>
	<li>Rimuovere il coperchio dalla pentola a pressione conserviera utilizzando guanti resistenti al calore.</li>
	<li>Rimuovere i barattoli dalla pentola a pressione conserviera utilizzando pinze. Posizionare i vasi su una superficie resistente al calore. Nota: A questo punto il prodotto intermedio risultante è cotto grane.</li>
	<li>Se con desquamazione grana materiali come prodotto utilizzando il protocollo delineato da Rausch et al. 7 , il materiale di non-endosperma di rimuovere con una spatola dopo la cottura. Se utilizzo industriale grane desquamazione, ignorare questo passaggio.</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig2.jpg"> Figura 2: rimozione di materiale non-endosperma. (un) cotto grana campione prima della rimozione di materiale non-endosperma che è salito verso l'alto durante la cottura. (b) cotto grana campione dopo la rimozione di materiale non-endosperma. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<ol start="13"><li>Mettere 30 g di semola cotti (per esempio trasformato) in una barca di pesare e asciutto in un forno a 65 ° C per 12 h. Dopo l'essiccazione, macinare il campione cotto grana ad una polvere fine con un laminatoio di caffè e conservare in un luogo fresco e asciutto per l'analisi di composti fenolici.</li>
</ol>2. produrre grane al forno
<ol><li>
Posto il restante cotto grane su una teglia rivestita di lamina.
	<ol>
<li>Per migliorare la velocità effettiva, cuocere due campioni contemporaneamente. Per effettuare questa operazione, è necessario creare due barche di lamina su una teglia. Ciò elimina la possibilità di contaminazione incrociata tra i campioni.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig3.jpg"> Figura 3: posizionamento di grane cotte sulla teglia. Due campioni di diversa grana cotte sono collocati in barche di fioretto individuale su una teglia prima della cottura. Le barche sono etichettate con nastro verde nella foto. Ciò ha aumentato la velocità effettiva del protocollo mentre anche assicurando la contaminazione incrociata non ebbe luogo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<ol start="2"><li>
Posizionare la teglia contenente i due campioni in forno ventilato preriscaldato a 107,2 ° C (225 ° F) per 50 min.
	<ol>
<li>Mescolare i campioni dopo 25 min di cottura per garantire uniformità di cottura.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Alla fine del periodo di tempo 50 min, rimuovere la teglia contenente i primi due campioni e lasciare per raffreddare a temperatura ambiente per 30 min.</li>
	<li>Alla fine del periodo di raffreddamento, prelevare un campione di 30 g dal prodotto intermedio al forno grane. Questo campione viene posto in una barca di pesare in un forno a 65 ° C per 12 h. Dopo l'essiccazione, macinare il campione di grana al forno ad una polvere fine utilizzando un laminatoio di caffè e negozio per analisi fitochimica.</li>
</ol>3. produrre finale tostato Cornflake prodotto
<ol><li>
Rotolare le grane al forno attraverso una pressa di tortilla.
	<ol>
<li>Rimuovere il restante al forno grane da foglio-foderato la teglia e inserire questi su un pezzo di carta da forno circa 1 m di lunghezza. Nota: Per aumentare la velocità effettiva, è utile piegare la carta pergamena nel senso della lunghezza in un sacchetto. Questo riduce al minimo la quantità di campione ha perdita durante la fase di rotolamento che segue.</li>
		<li>Lentamente Listellatrici il campione di grana al forno nel sacchetto una tortilla. Fare attenzione a non pizzicare le dita nella stampa.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig4.jpg"> Figura 4: sacchetto di carta pergamena. (un) la pergamena carta viene piegata longitudinalmente. (b) il lato lungo, aperto del sacchetto è piegato sopra. (c), il lungo lato è piegato sopra nuovamente ad un angolo di 10 °. (d) il lato breve, aperto del sacchetto è piegato sopra. Questo sarà il lato del sacchetto che viene alimentato attraverso la stampa di tortilla. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<ol start="2"><li>Tagliare il laminato cotto graniglie in quadrati di 2,5 x 2,5 cm (1 in2). Utilizzare uno strumento come una taglierina della pizza al taglio/Punteggio la pasta rotolata attraverso la carta pergamena.</li>
</ol><img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig5.jpg"> Figura 5. Taglio pasta arrotolata in scaglie. La pasta rotolata è segnata attraverso la carta pergamena. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<ol start="3"><li>
Aprire la carta pergamena e consentire i laminati, tagliato, cotto graniglie per asciugare a temperatura ambiente per 12 h.
	<ol>
<li>Per aumentare la velocità effettiva, è possibile conservare il campione essiccato in una barca di peso lamina-coperto a temperatura ambiente fino a campioni multipli (in genere 24 o più) sono pronti per la tostatura.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Preriscaldare il forno a convezione a 204,4 ° C (400 ° F). Collocare il campione essiccato fiocco untoasted su una teglia da forno. Diffondere il campione in modo che la sovrapposizione minima del campione si verifica. In questo modo anche tostatura.</li>
	<li>Posto il campione in forno per 60 – 90 s fino a quando raggiunge il proprio colore (vedere la Figura 6).</li>
</ol><img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig6.jpg"> Figura 6: correggere il colore dei fiocchi di granturco tostata finale. I fiocchi di granturco sul lato sinistro dell'immagine erano tostati per il periodo di tempo appropriato. I fiocchi di granturco sul lato destro dell'immagine sono stati tostati per troppo tempo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig6large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<ol start="6"><li>Lasciare raffreddare per circa 5 min a temperatura ambiente il campione. Questo produce il finale tostato cornflake.</li>
	<li>Macinare il campione di cornflake tostato in una polvere fine con un laminatoio di caffè.</li>
</ol>4. analisi fitochimiche e statistiche
Nota: In base al momento l'esatto fitochimico di interesse e le attrezzature di laboratorio disponibili per i ricercatori, questi protocolli analitici possono cambiare.
<ol><li>Determinare il contenuto fitochimico utilizza un protocollo come quello delineato in Butts-Wilmsmeyer et al. 3 seguire tutte le procedure di sicurezza fornite nei protocolli.</li>
	<li>Analizzare i dati utilizzando un modello statistico appropriato. Nota: Questi dati di esempio sono stati analizzati utilizzando una dividere-trama in un RCBD dove l'unità di tutta la trama era il campo di stampa da cui il grano è stato raccolto e l'unità sottotrama era la fase di elaborazione. Analisi sono state condotte in PROC misto di SAS (versione 9.3) e figure sono state prodotte in 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>

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Modifiche al contenuto nutrizionale dei prodotti alimentari a base di mais durante tutta l'elaborazione sono probabilmente dovuto la rimozione di componenti di guadagno e di stress termico5,10. Tuttavia, esattamente come l'elaborazione interessa varie sostanze nutrienti era stata studiata dettagliatamente relativamente poco prima dello sviluppo di questo protocollo4,8. Inoltre, data la vasta portata della maggior parte dei protocolli di laboratorio di lavorazione, è spesso stato impossibile studiare la base genetica delle caratteristiche organolettiche e nutrizionali in grano mais8. Qui, presentiamo un metodo di laboratorio su microscala per lo studio delle caratteristiche nutrizionali e organolettiche in mais durante tutta l'elaborazione di prodotti alimentari.
Questo protocollo ha permesso di campionamento a prendere posto nella fase di grana desquamazione, dopo la cottura, dopo la cottura e dopo le forze di taglio incontrate durante il rotolamento. Così, con l'ulteriore analisi di grano di cereale raccolto, il protocollo facilita l'analisi del substrato fase iniziale e pure le fasi di lavorazione per delucidare i cambiamenti in composizione legate alla nutrizione alimentare finale prodotto e intermediario. Questa caratteristica fondamentale del protocollo consente caratteristiche nutrizionali e organolettiche da analizzare durante tutta l'elaborazione consentendo anche al ricercatore di scegliere quali protocolli di chimica analitica da utilizzare per le analisi specifiche. Un'altra caratteristica fondamentale di questo protocollo è l'efficienza del presente protocollo su microscala. In primo luogo, questo protocollo utilizza un piccolo campione, che è appropriato in un impianto di allevamento impostazione (tabella 3). Un kg di grano teso a produrre circa 0,3 kg di grande desquamazione costituenti di grana e circa un terzo della grande grinta sfaldamento costituenti prodotte erano necessari per l'elaborazione. In secondo luogo, questo protocollo ha permesso per il laboratorio di lavorazione di circa 16 campioni al giorno, che è molto più efficiente rispetto al protocollo precedente che ha richiesto campioni di grandi dimensioni6.
Questo protocollo può essere facilmente modificato per simulare la produzione di altri prodotti alimentari trasformati di mais. Per esempio, grande grane sfaldamento sono utilizzate nella produzione di vari snack alimenti oltre a ready-to-eat colazione cereali9. Il protocollo di laboratorio per la produzione di questi alimenti spuntino prevedibilmente potrebbe includere modifiche ai tempi di cottura e cucina soluzioni o adeguamenti ai tempi di cottura. È anche possibile che una versione adattata del presente protocollo può essere usata per lo studio di altri cereali e i rispettivi prodotti trasformati. Prodotti trasformati grano spesso includono cucina, cottura o tostatura fasi di lavorazione che potrebbero essere imitate utilizzando una versione adattata del protocollo presentato qui.
Una limitazione importante di questo protocollo è che ha pochissimi punti di arresto, cioè una volta che inizia una fase di lavorazione e i passaggi successivi devono essere completato (tabella 3). C'è un punto di sosta singolo dopo la produzione del cotte graniglie da graniglie desquamazione. Solo se necessario, le grane cotte potrebbero essere collocate in un contenitore sigillato (ad es. un barattolo sigillato) e refrigerate per al massimo due giorni. Tuttavia, le grane cotte per più lunghi periodi di tempo di memorizzazione sembrato alterare il campione. Inoltre, una volta di cottura inizia, non ci sono nessun punti di arresto fino a dopo la pasta al forno grinta è stata rotolata, tagliata e asciugata.
Conclusione
Attraverso questi risultati di esempio (vedere mozziconi-Wilmsmeyer et al. 4 per ulteriori informazioni), abbiamo dimostrato che il contenuto nutrizionale potrebbe essere monitorata durante tutta l'elaborazione. Inoltre, sono state identificate le fasi di elaborazione chiave dove si sono verificati cambiamenti nutrizionali. Inoltre, la piccola dimensione del campione necessaria per questo protocollo di trattamento attivato lo studio degli ibridi più nel contesto di un programma di allevamento della pianta. Usando questi ibridi, abbiamo identificato quale set di ibridi mantenuto le più alte concentrazioni di associato a insolubile in acido ferulico e acido p-cumarico durante tutta l'elaborazione. Questi tratti sono importanti indicazioni di potenziale prebiotico corn flakes tostati finale. 11 , 12 , 13 questi risultati potrebbero essere utilizzati direttamente per aiutare i coltivatori di piante stabilire popolazioni nidificanti per miglioramento potenziale prebiotico di prodotti trasformati di mais.
Uno dei principali vantaggi di questo protocollo di trattamento è che non limita le analisi nutrizionali che possono essere condotti. In presenza di un fitochimico protocollo per analisi del grano, quindi può essere utilizzato per studiare i prodotti trasformati. Inoltre, poiché questo protocollo di elaborazione consente di trasformazione dei prodotti alimentari su scala di laboratorio e analisi nutrizionali per essere condotto in modo indipendente, phytochemicals multipli possono essere studiati. I protocolli analitici per lo studio del contenuto fitochimico dovrebbero utilizzare campioni di piccole dimensioni, tuttavia, a causa della piccola quantità di prodotti di lavorazione intermedia e finale generato utilizzando il protocollo di trattamento su scala di laboratorio.

Mais (Zea mays L.) è il raccolto di grano più coltivata in Stati Uniti d'America1. Nel 2016, kg 71,12 miliardi (2,8 miliardi bushel) di mais sono stati dedicati al consumo umano2, che indica l'importanza del mais nella dieta americana. Uno dei grandi vantaggi di germe di mais è che è un prodotto relativamente poco costoso, ma contiene anche sostanze fitochimiche benefiche, quali i composti fenolici, acidi grassi insaturi e proteina3. Come tale, prodotti alimentari a base di granturco possono essere relativamente poco costosi fonti di sostanze fitochimiche benefiche per gli esseri umani.
Tuttavia, mais deve essere elaborato prima del consumo umano. Di conseguenza, attività di trattamento impatto spesso il valore nutrizionale dei prodotti alimentari trasformati finale prodotto4. Per esempio, durante la produzione di alimenti di snack e cereali per la colazione di ready-to-eat (cioè, cereali freddi), chicchi di mais sono secco macinato per produrre grandi grane desquamazione. Durante la macinazione a secco, la crusca e il germe vengono fisicamente rimossi, lasciando solo il materiale di endosperma. Poiché molti phytochemicals sono situati principalmente nella crusca o il germe (ad es., composti fenolici e acidi grassi insaturi, rispettivamente), ciò potrebbe comportare una diminuzione significativa nel valore nutrizionale dei prodotti alimentari trasformati prodotto4. Al contrario, fasi di lavorazione a valle possono migliorare il valore nutrizionale. Per esempio, molte tecniche di lavorazione dei prodotti alimentari includono cucina, cottura o tostatura. Le sollecitazioni termiche incontrate durante queste fasi possono migliorare la biodisponibilità di sostanze fitochimiche benefiche5.
Da una scienza dell'alimentazione e nutrizione umana prospettiva, sarebbe interessante sapere come l'elaborazione interessa non solo il valore nutrizionale dei prodotti alimentari trasformati, ma, in modo immediato, anche come regolazioni per l'elaborazione di parametri possono influire altri sensoriale qualità, tra cui colore, consistenza e gusto. Un protocollo che consente a tali qualità da monitorare durante tutta l'elaborazione potrebbe essere utilizzato per selezionare varietà di mais per il miglioramento del prodotto finale alimenti trasformati di mais. Due dei principali ostacoli all'analisi di tali caratteristiche in passato erano la scala e la velocità effettiva dei protocolli disponibili. Per esempio, durante la produzione di cereali per la colazione per analisi di laboratorio, Fast e Caldwell6 ha suggerito l'uso di 45,4 kg di grande grane desquamazione. Questa massa di grande grane sfaldamento supera di gran lunga la quantità di grandi grane desquamazione o grande sfaldamento di materiali di grana7 che può essere prodotto da prove sul campo piccolo appezzamento che sono tipiche nei programmi di allevamento. Così, lo sviluppo di un protocollo di laboratorio su microscala per la produzione di prodotti alimentari trasformati potrebbe consentire coltivatori di piante (1) migliorare la varietà di mais per caratteristiche nutrizionali e organolettiche che sono di importanza per l'industria dei generi alimentari e (2) processori per progettare in modo efficiente e testare strategie di trattamento alternativo.
In questo manoscritto, descriviamo una modifica di alto-rendimento di Microscala elaborazione protocollo descritto in Kandohla8 che è stato utilizzato per produrre cereali tostati da grande desquamazione materiali a grana. Presentiamo i risultati di un esperimento di esempio che usate questo protocollo di trattamento per studiare il cambiamento associato a insolubile in acido ferulico e acido p-cumarico in mais. I nostri obiettivi in quello specifico studio erano di determinare (1) come il contenuto di acido fenolico di mais modificato durante la produzione di cereali da prima colazione pronti da mangiare, (2) in quali fasi di elaborazione tali modifiche si è verificato, e (3) se uno qualsiasi dei nostri sperimentale ibridi ha risposto in modo diverso al trattamento sottolinea che questo protocollo può essere accoppiato con protocolli di alto-rendimento chimica analitica per l'analisi efficiente delle caratteristiche nutrizionali. Questo protocollo può essere regolato anche per simulare la produzione di altri prodotti alimentari trasformati di mais o di prodotti alimentari trasformati che sono prodotte da altri cereali.

<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.)

Mais è il raccolto di grano importante negli Stati Uniti e in tutto il mondo. Tuttavia, germe di mais deve essere elaborato prima del consumo umano. Inoltre, le caratteristiche di composizione e lavorazione di grano intero variano tra ibridi di mais e possono influire sulla qualità del prodotto finale trasformato. Pertanto, al fine di produrre prodotti più sani alimenti trasformati dal mais, è necessario sapere come ottimizzare i parametri di lavorazione per insiemi specifici di germoplasma per tenere conto di queste differenze nelle caratteristiche di composizione e lavorazione di grano. Questo include una migliore comprensione delle attuali tecniche di trattamento influiscono sulla qualità nutrizionale del prodotto finale alimenti trasformati. Qui, descriviamo un protocollo di Microscala che simula la pipeline di elaborazione per produrre cornflakes da grande grane desquamazione e consente il trattamento dei campioni di grano multipli contemporaneamente. Le grane desquamazione, i prodotti intermedi trasformati, o finale prodotto trasformato, come pure la granella di mais, può essere analizzato per contenuto nutrizionale come parte di una pipeline di analitica di alto-rendimento. Questa procedura è stata sviluppata specificamente per l'incorporazione in un programma di ricerca di mais allevamento, e può essere modificato per altre colture di grano. Forniamo un esempio di analisi di associazione insolubile acido ferulico e acido p-cumarico contenuto nel mais. Campioni sono stati prelevati alle cinque fasi di lavorazione diverse. Dimostriamo che campionamento può avvenire in più fasi durante l'elaborazione, che la tecnica di elaborazione possa essere utilizzata nel contesto di un mais specializzato programma di allevamento su microscala, e che, nel nostro esempio, la maggior parte del contenuto nutrizionale è stato perso durante la trasformazione del prodotto alimentare.

Questo protocollo ha permesso per l'analisi di campionamento e nutrizionale di un prodotto di alimenti trasformati di mais, fiocchi di granturco, cominciando con grande desquamazione grane e continuando attraverso fasi intermedie di lavorazione fino al prodotto finale. Questo protocollo è stato accoppiato con il protocollo delineato da Rausch et al. 7 per produrre sfaldamento grana componenti dai campioni di grano ibrido. Così, le informazioni per quanto riguarda il contenuto nutrizionale di ibrido campioni analizzati presso il grano intero, grande cotto graniglia di sfaldamento, cotto grana, grana, e fasi di lavorazione di cornflake tostato sono presentate. Indipendentemente dal fatto la cultivar ibride in corso di valutazione, la maggior parte della associazione insolubile acido ferulico e acido p-cumarico è stato rimosso durante la macinazione a secco (Figura 7). Si è verificato un altro calo nella associato a insolubile in acido ferulico e acido p-cumarico durante la cottura. La riduzione nel contenuto acido p-cumarico, osservata durante la cottura e acido ferulico insolubile associato potrebbe essere a causa della rimozione della piccola quantità di materiale non-endosperma che è rimasto nel materiale grande desquamazione grana. Multi-grado di libertà contrasti indicato che l'acido ferulico e il contenuto di acido p-cumarico è rimasta stabile per tutto il resto dell'elaborazione, indipendentemente dalla hybrid (tabella 1).
Inoltre, la classifica iniziale delle cultivar ibride in termini di loro associato a insolubile in acido ferulico contenuto e il contenuto di acido p-cumarico non erano indicativi della classifica degli ibridi nella fase finale della lavorazione (tabella 2 e Figura 8). In altre parole, il contenuto iniziale in tutto il kernel non era indicativo di quale ibrido possederebbe il più associato a insolubile in acido ferulico o acido p-cumarico, alla fine del trattamento. Così, al fine di studiare i tratti genetici alla base le caratteristiche nutrizionali dei prodotti alimentari trasformati, Microscala processi devono essere usati per studiare il granturco.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig7.jpg"> Figura 7: cambiamento nel contenuto di acidi fenolico insolubile associato durante tutta l'elaborazione. (un) cambia in associato a insolubile in acido ferulico contenuto durante tutta l'elaborazione. (b) cambiamento in acido p-cumarico associato a insolubile contenuto durante tutta l'elaborazione. WK: Intero Kernel, FG: sfaldamento grinta, CG: cotto grana, BG: cotto grana, a: tostato Cornflake. Punti di colore diverso rappresentano diversi ibridi. Figura originariamente pubblicato nelle informazioni supplementari di mozziconi-Wilmsmeyer et al. 4 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig7large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57809/57809fig8.jpg"> Figura 8: trama di interazione dell'interazione ibrido di elaborazione fase. (un) interazione terreno per il contenuto associato a insolubile in acido ferulico. (b) interazione trama per il contenuto di acido p-cumarico associato a insolubile. Le linee che si intersecano indicano un'interazione di cambiamento di rango, che significa che può essere previsto l'acido ferulico insolubile associato né il tenore di acido p-cumarico associato a insolubile del finale tostato cornflake basa il contenuto iniziale di uno di questi phytochemicals in tutto il kernel. WK: Intero Kernel, FG: desquamazione a graniglia,: tostato Cornflake. Figura originariamente pubblicato nelle informazioni supplementari di mozziconi-Wilmsmeyer et al. 4 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57809/57809fig8large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</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;">Acido ferulico</td>
			<td colspan="2" style="text-align: center;">Acido p-cumarico</td>
		</tr>
<tr>
<td>Ibrido</td>
			<td style="text-align: center;">F-valore</td>
			<td style="text-align: center;">p-valore</td>
			<td style="text-align: center;">F-valore</td>
			<td style="text-align: center;">p-valore</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>Tabella 1: Multi-grado di libertà contrasti prova la differenza nel contenuto acido fenolico associato a insolubile in grane cotte, cotto graniglie e tostato cornflakes.
<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;">Acido ferulico</td>
			<td colspan="2" style="text-align: center;">Acido p-cumarico</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td style="text-align: center;">F-valore</td>
			<td style="text-align: center;">valore di p</td>
			<td style="text-align: center;">F-valore</td>
			<td style="text-align: center;">valore di p</td>
		</tr>
<tr>
<td>Ibridi</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>Bifolchi</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">Nota: Tutti i anno-di-genotipo-di-elaborazione fase intereactions erano non significative a α = 0.05.</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabella 2: Significato di genotipo di elaborazione fase interazione.
<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;">Passo di protocollo</td>
			<td style="text-align: center;">Informazioni critiche</td>
			<td style="text-align: center;">Risoluzione dei problemi</td>
			<td style="text-align: center;">Consigli di High-Throughput</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.2 e 1.6</td>
			<td style="text-align: center;">L'accoppiamento di questi due passaggi consente di acqua da riscaldare senza rompere i barattoli.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
			<td style="text-align: center;">Il riscaldamento della metà dell'acqua prima dell'aggiunta di barattoli aumenta il throughput.</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;">Pre-misurare gli ingredienti.  L'importo determinato è per un vasetto, quindi moltiplicare il volume o massa di ingredienti necessari per il numero di barattoli utilizzati nel passaggio 1.4.2. Dividere la miscela risultante equamente tra i barattoli.</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.4 Nota</td>
			<td style="text-align: center;">Non consentire vasetti a toccare il bordo della conserviera pentola a pressione o ogni altro. Si rompe, e il campione sarà perso.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.9 e 1.10</td>
			<td style="text-align: center;">Acqua dovrebbe raggiungere il bollore prima della cottura.</td>
			<td style="text-align: center;">Se grane non sono ben cotti dopo uno h, allora controllate per garantire la pressione peso è stato impostato a 15 psi e che acqua sta raggiungendo il bollore pieno prima che il coperchio sia posizionato sulla pentola a pressione Carotenuto e il timer è impostato.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.13</td>
			<td style="text-align: center;">Rimuovere il materiale non-endosperma che galleggia verso l'alto durante la cottura.  Questo verrà comunque alterare qualsiasi risultati fitochimici se lasciato nel campione.</td>
			<td style="text-align: center;">Se non-endosperma materiale non salire verso l'alto durante la cottura, poi le grane non cucinare divertiti.  Vedere informazioni riguardanti passaggi 1.9 e 1.10.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">1.15, 2.4 e 3,7</td>
			<td style="text-align: center;">Macinare il campione ad una polvere fine.</td>
			<td style="text-align: center;">Se analisi fitochimiche sembrano non funzionare, assicurarsi che il campione è stato terra polvere finissima tale che c'è una maggiore superficie esposta ai solventi.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">2.1</td>
			<td style="text-align: center;">Non permetta che i campioni si toccano.  Diventeranno una contaminazione incrociata.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
			<td style="text-align: center;">Cuocere contemporaneamente due campioni facendo barche di fioretto individuale per loro su un foglio di cottura.</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">2.2.1</td>
			<td style="text-align: center;">Mescolare il campione dopo 25 min per garantire uniformità di cottura.</td>
			<td style="text-align: center;">Se il campione non sembra avere cotto uniformemente, mescolare ad intervalli più frequenti (ad esempio ogni 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;">Mettere l'impasto di grana al forno in un sacchetto di carta pergamena.  In questo modo il campione non andranno perso durante la pressatura.</td>
			<td style="text-align: center;">Se il campione inizia a venire fuori alla fine del sacchetto di carta pergamena, rendere il sacchetto più a lungo. Abbiamo trovato che 1 m è sembrato essere sufficiente.</td>
			<td style="text-align: center;">NA</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">3.2</td>
			<td style="text-align: center;">Lasciare il sacchetto di carta di pergamena chiuso.</td>
			<td style="text-align: center;">Se l'utensile da taglio tagli attraverso la carta di pergamena, utilizzare uno strumento più opaco.</td>
			<td style="text-align: center;">Abbiamo trovato che una rotella tagliapizza era lo strumento migliore per tagliare le grane al forno in quadrati.  Non tagliamo attraverso la carta di pergamena utilizzando questo strumento, ma le grane al forno erano ancora in grado di essere molto rapidamente tagliata a quadrati.</td>
		</tr>
<tr>
<td style="text-align: center;">3.5</td>
			<td style="text-align: center;">Diventare molto bene con il colore e non tostare per troppo tempo.</td>
			<td style="text-align: center;">Se il campione diventa troppo scuro, ridurre la quantità di tempo utilizzata per brindare.</td>
			<td style="text-align: center;">Conservare i campioni grana secca più cottura in singoli coperto di stagnola pesare barche fino a campioni multipli sono pronti per la tostatura.</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabella 3: Tabella dei passaggi critici, risoluzione dei problemi e consigli.

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

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