Name: analysis and specification of starch granule size distributions
Uploaded: 2021-03-04T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Analysis and Specification of Starch Granule Size Distributions at JoVE.com

Dit werk wordt deels ondersteund door het Cooperative Agriculture Research Center en Integrated Food Security Research Center van het College of Agriculture and Human Sciences, Prairie View A&M University. We danken Hua Tian voor zijn technische ondersteuning.

1. Bereiding van zetmeelmonsters
<ol><li>Bereid volgens de vastgestelde procedures twee (of drie) gramschaal replicerende zetmeelmonsters van zetmeelaccumulerende weefsels van verschillende plantensoorten (bv. aardappelen15, sweetpotatoes28, tarwekorrels13,29en maïspitten30,enz.).</li>
	<li>Was zetmeelmonsters grondig met aceton of tolueen 3-4x om granulaataggregaten te minimaliseren en vo...

<ol>
	<li>Shannon, J. C., Garwood, D. L., Boyer, C. D., BeMiller, J., Whistler, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Starch:Chemistry and Technology Food Science and Technology. , 23-82 (2009).</li><li>Singh, N., Singh, J., Kaur, L., Singh Sodhi, N., Singh Gill, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphological,+thermal+and+rheological+properties+of+starches+from+different+botanical+sources.">Morphological, thermal and rheological properties of starches from different botanical sources.</a> Food Chemistry. 81 (2), 219-231 (2003).</li><li>Lindeboom, N., Chang, P. R., Tyler, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analytical,+biochemical+and+physicochemical+aspects+of+starch+granule+size,+with+emphasis+on+small+granule+starches:+a+review.">Analytical, biochemical and physicochemical aspects of starch granule size, with emphasis on small granule starches: a review.</a> Starch - St&#228;rke. 56 (34), 89-99 (2004).</li><li>Baldwin, P. M., Davies, M. C., Melia, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Starch+granule+surface+imaging+using+low-voltage+scanning+electron+microscopy+and+atomic+force+microscopy.">Starch granule surface imaging using low-voltage scanning electron microscopy and atomic force microscopy.</a> International Journal of Biological Macromolecules. 21 (1-2), 103-107 (1997).</li><li>Jane, J. L., Kasemsuwan, T., Leas, S., Zobel, H., Robyt, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anthology+of+starch+granule+morphology+by+scanning+electron+microscopy.">Anthology of starch granule morphology by scanning electron microscopy.</a> Starch-St&#228;rke. 46 (4), 121-129 (1994).</li><li>Matsushima, R., Nakamura, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Starch: Metabolism and Structure. , 425-441 (2015).</li><li>Wang, S. -. q., Wanf, L. -. l., Fan, W. -. h., Cao, H., Cao, B. -. s. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphological+analysis+of+common+edible+starch+granules+by+scanning+electron+microscopy.">Morphological analysis of common edible starch granules by scanning electron microscopy.</a> Food Science. 32 (15), 74-79 (2011).</li><li>Baldwin, P. M., Adler, J., Davies, M. C., Melia, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Holes+in+starch+granules:+confocal,+SEM+and+light+microscopy+studies+of+starch+granule+structure.">Holes in starch granules: confocal, SEM and light microscopy studies of starch granule structure.</a> Starch-St&#228;rke. 46 (9), 341-346 (1994).</li><li>Chakraborty, I., Pallen, S., Shetty, Y., Roy, N., Mazumder, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+microscopy+techniques+for+revealing+molecular+structure+of+starch+granules.">Advanced microscopy techniques for revealing molecular structure of starch granules.</a> Biophysical Reviews. 12 (1), 105-122 (2020).</li><li>Bechtel, D. B., Wilson, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amyloplast+formation+and+starch+granule+development+in+hard+red+winter+wheat.">Amyloplast formation and starch granule development in hard red winter wheat.</a> Cereal Chemistry. 80 (2), 175-183 (2003).</li><li>Evers, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scanning+electron+microscopy+of+wheat+starch.+III.+Granule+development+in+the+endosperm.">Scanning electron microscopy of wheat starch. III. Granule development in the endosperm.</a> Starch-St&#228;rke. 23 (5), 157-162 (1971).</li><li>Wang, Y. J., White, P., Pollak, L., Jane, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+starch+structures+of+17+maize+endosperm+mutant+genotypes+with+Oh43+inbred+line+background.">Characterization of starch structures of 17 maize endosperm mutant genotypes with Oh43 inbred line background.</a> Cereal Chemistry. 70, 171-179 (1993).</li><li>Peng, M., Gao, M., Abdel-Aal, E. S. M., Hucl, P., Chibbar, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+and+characterization+of+A-and+B-type+starch+granules+in+wheat+endosperm.">Separation and characterization of A-and B-type starch granules in wheat endosperm.</a> Cereal Chemistry. 76, 375-379 (1999).</li><li>Wilson, J. D., Bechtel, D. B., Todd, T. C., Seib, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+wheat+starch+granule+size+distribution+using+image+analysis+and+laser+diffraction+technology.">Measurement of wheat starch granule size distribution using image analysis and laser diffraction technology.</a> Cereal Chemistry. 83 (3), 259-268 (2006).</li><li>Liu, Q., Weber, E., Currie, V., Yada, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physicochemical+properties+of+starches+during+potato+growth.">Physicochemical properties of starches during potato growth.</a> Carbohydrate Polymers. 51 (2), 213-221 (2003).</li><li>Chmelik, 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=Comparison+of+size+characterization+of+barley+starch+granules+determined+by+electron+and+optical+microscopy,+low+angle+laser+light+scattering+and+gravitational+field-flow+fractionation.">Comparison of size characterization of barley starch granules determined by electron and optical microscopy, low angle laser light scattering and gravitational field-flow fractionation.</a> Journal of the Institute of Brewing. 107 (1), 11-17 (2001).</li><li>Moon, M. H., Giddings, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+separation+and+measurement+of+particle+size+distribution+of+starch+granules+by+sedimentation/steric+field-flow+fractionation.">Rapid separation and measurement of particle size distribution of starch granules by sedimentation/steric field-flow fractionation.</a> Journal of Food Science. 58 (5), 1166-1171 (1993).</li><li>Wriedt, T., Wolfram, H., Wriedt, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Mie Theory: Basics and Applications. , 53-71 (2012).</li><li>Schuerman, D. W., Wang, R. T., Gustafson, B. &. #. 1. 9. 7. ;. S., Schaefer, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systematic+studies+of+light+scattering.+1:+Particle+shape.">Systematic studies of light scattering. 1: Particle shape.</a> Applied Optics. 20 (23), 4039-4050 (1981).</li><li>Goering, K. J., Fritts, D. H., Eslick, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+study+of+starch+granule+size+and+distribution+in+29+barley+varieties.">A study of starch granule size and distribution in 29 barley varieties.</a> Starch-St&#228;rke. 25 (9), 297-302 (1973).</li><li>Chen, Z., Schols, H. A., Voragen, A. G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Starch+granule+size+strongly+determines+starch+noodle+processing+and+noodle+quality.">Starch granule size strongly determines starch noodle processing and noodle quality.</a> Journal of Food Sciences. 68 (5), 1584-1589 (2003).</li><li>Dai, Z. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Starch+granule+size+distribution+in+grains+at+different+positions+on+the+spike+of+wheat+(Triticum+aestivum+L.).">Starch granule size distribution in grains at different positions on the spike of wheat (Triticum aestivum L.).</a> Starch-Starke. 61 (10), 582-589 (2009).</li><li>Edwards, M. A., Osborne, B. G., Henry, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+endosperm+starch+granule+size+distribution+on+milling+yield+in+hard+wheat.">Effect of endosperm starch granule size distribution on milling yield in hard wheat.</a> Journal of Cereal Science. 48 (1), 180-192 (2008).</li><li>Karlsson, R., Olered, R., Eliasson, A. C. <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+starch+granule+size+distribution+and+starch+gelatinization+properties+during+development+and+maturation+of+wheat,+barley+and+rye.">Changes in starch granule size distribution and starch gelatinization properties during development and maturation of wheat, barley and rye.</a> Starch - Starke. 35 (10), 335-340 (1983).</li><li>Li, W. -. Y., 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=Comparison+of+starch+granule+size+distribution+between+hard+and+soft+wheat+cultivars+in+Eastern+China.">Comparison of starch granule size distribution between hard and soft wheat cultivars in Eastern China.</a> Agricultural Sciences China. 7 (8), 907-914 (2008).</li><li>Park, S. H., Wilson, J. D., Seabourn, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Starch+granule+size+distribution+of+hard+red+winter+and+hard+red+spring+wheat:+Its+effects+on+mixing+and+breadmaking+quality.">Starch granule size distribution of hard red winter and hard red spring wheat: Its effects on mixing and breadmaking quality.</a> Journal of Cereal Science. 49 (1), 98-105 (2009).</li><li>Limpert, E., Stahel, W. A., Abbt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Log-normal+distributions+across+the+sciences:+keys+and+clues.">Log-normal distributions across the sciences: keys and clues.</a> Bioscience. 51 (5), 341-352 (2001).</li><li>Gao, M., 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=Self-preserving+lognormal+volume-size+distributions+of+starch+granules+in+developing+sweetpotatoes+and+modulation+of+their+scale+parameters+by+a+starch+synthase+II+(SSII).">Self-preserving lognormal volume-size distributions of starch granules in developing sweetpotatoes and modulation of their scale parameters by a starch synthase II (SSII).</a> Acta Physiologiae Plantarum. 38 (11), 259 (2016).</li><li>Wattebled, F., 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=STA11,+a+Chlamydomonas+reinhardtii+locus+required+for+normal+starch+granule+biogenesis,+encodes+disproportionating+enzyme.+Further+evidence+for+a+function+of+alpha-1,4+glucanotransferases+during+starch+granule+biosynthesis+in+green+algae.">STA11, a Chlamydomonas reinhardtii locus required for normal starch granule biogenesis, encodes disproportionating enzyme. Further evidence for a function of alpha-1,4 glucanotransferases during starch granule biosynthesis in green algae.</a> Plant Physiology. 132 (1), 137-145 (2003).</li><li>Ji, Y., Seetharaman, K., White, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimizing+a+Small-Scale+Corn-Starch+Extraction+Method+for+Use+in+the+Laboratory.">Optimizing a Small-Scale Corn-Starch Extraction Method for Use in the Laboratory.</a> Cereal Chemistry. 81 (1), 55-58 (2004).</li><li>Halloy, S., Whigham, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+lognormal+as+universal+descriptor+of+unconstrained+complex+systems:+a+unifying+theory+for+complexity.">The lognormal as universal descriptor of unconstrained complex systems: a unifying theory for complexity.</a> Proceedings of the 7th Asia-Pacific Complex Systems Conference. , 309-320 (2004).</li><li>Furusawa, C., Suzuki, T., Kashiwagi, A., Yomo, T., Kaneko, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ubiquity+of+log-normal+distributions+in+intra-cellular+reaction+dynamics.">Ubiquity of log-normal distributions in intra-cellular reaction dynamics.</a> Biophysics (Nagoya-shi). 1, 25-31 (2005).</li></ol>

De geschetste procedure heeft een aantal kritieke problemen opgelost in verschillende bestaande methoden voor zetmeelgranulaatgrootteanalyses, waaronder ongepaste 1D- of 2D-dimensionering van 3D-korrels, vervorming van maatmetingen als gevolg van niet-uniforme korrelvormen, slechte reproduceerbaarheid en dubieuze statistische validiteit als gevolg van beperkte korrelmonstergroottes, onnauwkeurige of onjuiste specificatie (met name het gebruik van de gemiddelde grootte) van korrelgroottes in aanwezigheid van zowel korrelv...

Zetmeelkorrels zijn de fysische structuur waarin twee hoofdreserve homoglucan polymeren in plantenfotosynthese- en opslagweefsels, de lineaire of dun vertakte amylose en de sterk vertakte amylopectine, ordelijk zijn verpakt samen met enkele kleine componenten, waaronder lipiden en eiwitten. Zetmeelkorrels van verschillende plantensoorten vertonen veel driedimensionale (3D) vormen (herzien in ref.1,2), waaronder bollen, ellipsoïden, veelvlak, bloedplaatjes, kubussen, cuboids en onregelmatige tubuli. Zelfs die van hetzelfde weefsel of verschillende weefsels van dezelfde plantensoort kunnen een reeks vormen hebben met verschillende frequenties. Met andere woorden, zetmeelkorrels van een plantensoort kunnen een karakteristieke statistische vormverdeling hebben, in plaats van een specifieke vorm. De niet-uniforme en niet-bolvormige korrelvormen maken het moeilijk om zetmeelkorrelgroottes goed te meten en te definiëren. Bovendien zijn zetmeelkorrels uit dezelfde weefsels van een plantensoort van een reeks maten met verschillende verhoudingen, d.w.z. met een karakteristieke grootteverdeling. Deze grootteverdeling bemoeilijkt de analyse en beschrijving van zetmeelkorrelgroottes verder.
Zetmeelkorrelgroottes zijn geanalyseerd met behulp van verschillende categorieën deeltjesgroottetechnieken (herzien in ref.3),waaronder microscopie, sedimentatie/sterische veldstroomfractie (Sd/StFFF), laserdiffractie en elektrische detectiezone (ESZ). Deze technieken zijn echter niet even geschikt voor de bepaling van zetmeelkorrelgroottes in aanwezigheid van een korrelvorm en een grootteverdeling. Microscopie, inclusief lichte, confocale en scanning elektronenmicroscopie, is uitstekend geschikt voor de studies van morfologie4,5,6,7, structuur8,9 en ontwikkeling10,11 van zetmeelkorrels, maar nauwelijks geschikt voor het definiëren van hun grootteverdelingen vanwege enkele inherente tekortkomingen. directe metingen van microscopische korrelbeelden of softwareondersteunde beeldanalyse van optische microscopiegegevens (IAOM), die zijn gebruikt voor de bepaling van korrelgroottes zetmeel van verschillende soorten; met inbegrip van maïs12, tarwe13,14, aardappel15 en gerst16, kan alleen 1D (meestal maximale lengte) of 2D (oppervlakte) maten van zeer beperkte aantallen (tienduizenden) zetmeelkorrel afbeeldingen meten. De kleine korrelbemonsteringsgrootten die inherent door de technieken worden beperkt, kunnen zelden statistisch representatief zijn, gezien de enorme korrelgetallen per gewicht per eenheid zetmeel (~120 x 106 per gram, uitgaande van alle bollen van 10 μm bij een dichtheid van 1,5 g/cm³), en kunnen daarom leiden tot een slechte reproduceerbaarheid van de resultaten. De Sd/StFFF-techniek kan hoge snelheid en resolutie hebben, en smalle fracties van zetmeelkorrels17, maar is zelden gebruikt waarschijnlijk omdat de nauwkeurigheid ervan ernstig kan worden beïnvloed door beschadigingen, verschillende vormen en dichtheid van zetmeelkorrels. De laserdiffractietechniek is de meest gebruikte en is toegepast voor zetmeelgranulaatgrootteanalyses voor alle belangrijke gewassoorten3,14,16. Hoewel de techniek veel voordelen heeft, is het eigenlijk niet geschikt voor het bepalen van zetmeelkorrelgroottes in aanwezigheid van een korrelvormverdeling. De meeste gelijktijdige laserdiffractie-instrumenten vertrouwen op de Mie-lichtverstrooiingstheorie18 voor uniforme bolvormige deeltjes en de gemodificeerde Mie-theorie18 voor sommige andere vormen van uniformiteit. De techniek is daarom inherent zeer gevoelig voor deeltjesvormen en niet helemaal geschikt, zelfs niet voor bepaalde vormen van uniformiteit19, laat staan voor zetmeelkorrels met een reeks vormen van verschillende verhoudingen. De ESZ-techniek meet de elektrische veldstoring in verhouding tot het volume van het deeltje dat door een opening gaat. Het biedt korrelvolumegrootten, evenals de informatie over aantal- en volumeverdeling, enz., bij hoge resoluties. Aangezien de ESZ-techniek onafhankelijk is van optische eigenschappen van deeltjes, waaronder kleur, vorm, samenstelling of brekingsindex, en de resultaten zeer reproduceerbaar zijn, is het bijzonder geschikt voor het bepalen van grootteverdelingen van zetmeelkorrels met een reeks vormen.
Zetmeelkorrelgroottes zijn ook gedefinieerd met behulp van veel parameters. Ze werden vaak simplistisch beschreven door gemiddelde diameters, die in sommige gevallen de rekenkundige middelen waren van de microscopisch gemeten maximale lengtes van 2D-afbeeldingen12,20, of gemiddelden van equivalente boldiameters3. In andere gevallen werden de korrelgrootteverdelingen gespecificeerd aan de hand van groottebereiken21,22, het distributiegemiddelde volume of de gemiddelde diameter (bolequivalent, gewogen naar aantal, volume of oppervlakte) uitgaande van een normale verdeling14,23,24,25,26. Deze descriptoren van zetmeelkorrelgroottes uit verschillende analyses zijn van een heel andere aard en niet strikt vergelijkbaar. Het kan zeer misleidend zijn als deze "maten" zetmeelkorrels van verschillende soorten of zelfs dezelfde weefsels van dezelfde soort rechtstreeks worden vergeleken. Bovendien is de spreidingsparameter (of vorm) van de veronderstelde normale verdelingen, d.w.z. de standaardafwijking σ (of grafische standaardafwijking σg)die de breedte van de verdeling meet (d.w.z. de spreiding van de afmetingen), in de meeste studies genegeerd.
Om de bovengenoemde kritieke problemen op te lossen waarmee zetmeelkorrelgrootteanalyses worden geconfronteerd, hebben we een procedure beschreven voor reproduceerbare en statistisch geldige bepaling van korrelgrootteverdelingen van zetmeelmonsters met behulp van de ESZ-techniek, en voor het correct specificeren van de vastgestelde korrellognormale grootteverdelingen met behulp van een aangenomen multiplicatieve vorm met twee parameters27 met verbeterde nauwkeurigheid en vergelijkbaarheid. Voor validatie en demonstratie hebben we replicerende granulaatmaatanalyses van sweetpotato zetmeelmonsters uitgevoerd met behulp van de procedure en de lognormale differentiële volume-percentage volume-equivalente-boldiameterverdelingen gespecificeerd met behulp van hun grafische geometrische middelen <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61586/61586eq1.jpg"> en multiplicatieve standaardafwijkingen s* in een <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61586/61586eq1.jpg"> x/ (vermenigvuldigen en delen) s* vorm.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1001px;" width="1001">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:261px;">Analytical beaker</td>
			<td style="width:211px;">Beckman Coulter Life Sciences</td>
			<td style="width:171px;">A35595</td>
			<td style="width:359px;">Smart-Technology (ST) beaker</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Aperture tube, 100 &#181;m</td>
			<td>Beckman Coulter Life Sciences</td>
			<td>A36394</td>
			<td>For the MS4E, , 1000 &#181;m</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Disposable transfer pipettor,</td>
			<td>Fisher Scientific (Fishersci.com)</td>
			<td style="width:171px;">13-711-9AM</td>
			<td style="width:359px;">Other disposable transfer pipettors with similar orifice can also be used.</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:261px;">Fisherbrand Conical Polypropylene Centrifuge Tubes, 50 ml</td>
			<td>Fisher Scientific (Fishersci.com)</td>
			<td>05-539-13</td>
			<td>Any other similar types of tubes can be used.</td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:261px;">Glass beakers, 150 to 250 ml</td>
			<td>Fisher Scientific (Fishersci.com)</td>
			<td>02-540K</td>
			<td style="width:359px;">These beakers are used to contain methanol for washing the aperture tube and stirer between runs.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:261px;">LiCl</td>
			<td style="width:211px;">Fisher Chemical</td>
			<td>L121-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:261px;">Methanol</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>A412-500</td>
			<td>Buy in bulk as the analysis uses a large quantity of methanol.</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Mettler Toledo ML-T Precision Balances</td>
			<td>Mettler Toledo</td>
			<td style="width:171px;">30243412</td>
			<td style="width:359px;">Any other precision balance with a readablity 0.01 g to 1 mg will work.</td>
		</tr>
		<tr height="100">
			<td height="100" style="height:100px;">Multisizer 4e Coulter Counter</td>
			<td>Beckman Coulter Life Sciences</td>
			<td>B23005</td>
			<td style="width:359px;">The old model, Multisizer 3 can also be used with slight adjustment of parameters. The 4e model comes with a 100 &#956;m aperture tube. Other aperture tubes of different diameter can be purchased separately from the company.</td>
		</tr>
		<tr height="140">
			<td height="140" style="height:140px;">Ultrasonic processor UP50H</td>
			<td>Hielscher Ultrasound Technology</td>
			<td>UP50H</td>
			<td style="width:359px;">Other laborator sonicator having a low-power (&#60;50 Watt) output can be also used. Both MS1 and MS2 sonotrodes for the particular sonicator can be used to disperse starch granules in 5 ml methanol. Always use the lowest setting first, 20% amplitude and 0.1 or 0.2 cycle, and raise the setting if aggregates persist in suspension.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

analysis and specification of starch granule size distributions

Zetmeel uit alle plantaardige bronnen bestaat uit korrels in verschillende maten en vormen met verschillende frequenties, d.w.z. met een grootte en eenvormverdeling. Gegevens over de grootte van zetmeelkorrels die zijn bepaald met behulp van verschillende soorten deeltjesgroottetechnieken zijn vaak problematisch vanwege een slechte reproduceerbaarheid of gebrek aan statistische significantie als gevolg van enkele onoverkomelijke systematische fouten, waaronder gevoeligheid voor korrelvormen en limieten van korrelmonstergroottes. We hebben een procedure beschreven voor reproduceerbare en statistisch geldige bepalingen van zetmeelgranulaatgrootteverdelingen met behulp van de techniek van de elektrische detectiezone, en voor het specificeren van de bepaalde korrellognormale grootteverdelingen met behulp van een aangenomen multiplicatieve vorm met twee parameters met verbeterde nauwkeurigheid en vergelijkbaarheid. Het is van toepassing op alle granulaatgrootteanalyses van zetmeelmonsters op gramschaal en zou daarom studies kunnen vergemakkelijken over de manier waarop zetmeelkorrelgroottes worden gevormd door het zetmeelbiosyntheseapparaat en -mechanismen; en hoe ze eigenschappen en functionaliteit van zetmeel voor voedsel en industrieel gebruik beïnvloeden. Representatieve resultaten worden gepresenteerd uit repliceringsanalyses van granulaatgrootteverdelingen van sweetpotato-zetmeelmonsters volgens de geschetste procedure. We bespraken verder verschillende belangrijke technische aspecten van de procedure, met name de multiplicatieve specificatie van korrellognormale grootteverdelingen en enkele technische middelen om frequente diafragmablokkades door korrelaggregaten te overwinnen.

Om de procedure te valideren en de reproduceerbaarheid van de bepaalde korrelgrootteverdeling aan te tonen, hebben we repliceringsanalyses van sweetpotato zetmeelmonsters uitgevoerd. We bereidden replicerende (S1 en S2) zetmeelmonsters van in het veld gekweekte sweetpotatoes van een foklijn SC1149-19 op een vergelijkbare ontwikkelingsleeftijd met behulp van een eerder beschreven procedure28. Van elk zetmeelextract werden twee aliquots van 0,5 g (a en b) bemonsterd, opgehangen in 5 ml methanol en g...

Watch this Scientific Journal Video about Analysis and Specification of Starch Granule Size Distributions at JoVE.com

Analysis and Specification of Starch Granule Size Distributions

Hier wordt een procedure gepresenteerd voor reproduceerbare en statistisch geldige bepalingen van zetmeelgranulaatgrootteverdelingen en voor het specificeren van de bepaalde korrellognormale grootteverdelingen met behulp van een multiplicatieve vorm met twee parameters. Het is van toepassing op alle granulaatgrootteanalyses van zetmeelmonsters op gramschaal voor plant- en voedselwetenschappelijk onderzoek.

Analyse en specificatie van zetmeelgranulaatgrootteverdelingen

Starch from all plant sources are made up of granules in a range of sizes and shapes having different occurrence frequencies, i.e., exhibiting a size and ...

Deze techniek maakt een reproduceerbare en statistisch geldige bepaling van zetmeelkorrelgroottes mogelijk en biedt een goede beschrijving van statistisch verdeelde korrelgroottes. Deze techniek bepaalt zetmeelkorrelvolumes onafhankelijk van hun vormen en gebruikt statistisch geldige korrelmonstergroottes voor grootteverdeling en biedt een verbeterde specificatie van korrelgrootteverdelingen. Deze methode is van toepassing op plant- en voedselwetenschappelijke onderzoeken waarbij zetmeelkorrelgroottes betrokken zijn, naast alle andere zetmeeltoepassingen waarvoor informatie over de grootte van korrels nodig is.Voordat u met een analyse begint, lost u 25 gram lithiumchloride op in 500 milliliter methanol en selecteert u een diafragmabuis met een deeltjesdiameterbereik dat het bekende korrelgroottebereik van de te analyseren zetmeelmonsters bestrijkt. Als u een standaardbewerkingsmethode wilt instellen, start u de analyzersoftware en klikt u in het hoofdmenu op SOP en maakt u de wizard SOM en selecteert u de juiste instellingen, klikt u vervolgens op de SOM bewerken en selecteert u de juiste instellingen. Als u een voorkeurenbestand wilt selecteren, klikt u onder SOP op wizard Voorkeuren maken en selecteert u de juiste voorkeursinstellingen, klikt u vervolgens op de wizard SOP maken, voert u een beschrijving en auteur in en selecteert u de SOM- en voorkeurenbestanden om de SOP te maken en op te slaan.Als u de analyzer voor een analyse wilt instellen, schakelt u de analyzer in en verifieert u de gereedheidsstatus in de analyzersoftware. Vul de elektrolytenpot met het eerder bereide elektrolyt en leeg de afvalpot indien nodig. Installeer en beveilig de geselecteerde diafragmabuis volgens de handleiding in de gebruikershandleiding en druk op de vergrendelingsclip om het testplatform te ontgrendelen.Laat het platform handmatig naar beneden zakken en plaats een analytisch bekerglas met 100 milliliter elektrolyt op het platform. Verplaats de roerder in de roerstand en breng het platform handmatig naar de zelfsluitende bovenste positie om de diafragmabuis en roerder in de elektrolyt onder te dompelen. Klik op de werkbalk van het onderste instrument om het systeem automatisch te vullen met elektrolyt en klik op flush om het systeem automatisch door te spoelen, klik vervolgens op SOP en laad som om de standaardwerkmethode te laden en klik op voorbeeld en voer voorbeeldinformatie in om de voorbeeldinformatie voor de uitvoering in te voeren.Om een zetmeelmethanolmonstersuspensie voor te bereiden, weeg een of twee monsters van 0,5 gram uit elk van de twee of drie replicerende zetmeelextracten en voeg elke aliquot toe aan vijf milliliter methanol in een conische centrifugebuis van 50 milliliter. Gebruik verschillende pulsen ultrasone ultrasone pulsen van een ultrasone processor om de zetmeelkorrels volledig te verspreiden en gebruik een wegwerptransferpipet om ongeveer 200 microliters van de eerste zetmeelmethanolsuspensie toe te passen op de 100 milliliter lithiumchloride methanolelektrolyt onder constant roeren in het bekerglas, sluit vervolgens de deur van het monstercompartiment en klik op preview om een preview-run te starten. Controleer in het statuspaneel of de dynamisch weergegeven concentratiebalk groen is en een nominaal concentratiebereik van 5 tot 8% voor de suspensie weergeeft.Klik op stoppen om het voorbeeld te stoppen en klik op start om de analyse te starten. De analyzer voltooit de uitvoering automatisch zodra het totale aantal groottekorrels, dat samen met de runtime in het statuspaneel in een run wordt weergegeven, het totale aantal bereikt zoals ingesteld door de besturingsmodus van de SOM. Als u een technische herhalingsrun wilt uitvoeren met dezelfde zetmeelelektrolytenophanging, klikt u op starten of herhalen op de onderste werkbalk.Maak aan het einde van de analyse het bekerglas leeg, spoel het af met methanol en vul het bij met 100 milliliter verse elektrolytoplossing voor analyse van het volgende monster. Als een SOM is gebruikt om de uitvoeringen te beheren, gebruikt u de wizard Voorkeuren maken om de gewenste voorkeureninstellingen te selecteren voor het bekijken, afdrukken en statistische analyses van de resultaten. Als u de resultaten van meerdere uitvoeringen in één grafiek wilt overlappen, selecteert u in het overlayvenster de resultaten die moeten worden bedekt.Klik op toevoegen om de bestanden naar het geselecteerde bestandenvak te verplaatsen en klik op OK om de geselecteerde resultaten in één grafiek te bedekken. Als u een bestand wilt toevoegen aan een geopende overlay, klikt u op bestand uitvoeren en opent u voor overlay om toegang te krijgen tot het overlayvenster, selecteert u het gewenste bestand en klikt u om toe te voegen. Klik op bestand, bestandstool en gemiddelde om het gemiddelde venster te openen en naar meerdere gewenste resultaatbestanden in het bestandsvak te navigeren en te selecteren.Klik op toevoegen om de bestanden naar het geselecteerde bestandenvak te verplaatsen en klik op OK om de geselecteerde resultaten voor weergave in één grafiek te gemiddelden. Als u een extra resultaatbestand wilt opnemen in een gemiddelde distributie, klikt u op bestand uitvoeren en openen en toevoegen aan gemiddelde om het venster Toevoegen aan gemiddelde te openen en het interessant bestand toe te voegen. Het nieuwe gemiddelde wordt weergegeven in de grafiek in het uitvoeringsvenster.Als u de grafische geometrische gemiddelde en standaarddeviatie wilt verkrijgen voor het opgeven van de gemiddelde verdeling, klikt u op berekenings- en gemiddeldestatistieken om het overzichtsvenster voor statistieken te openen om de middelen en standaardafwijkingen van de gegevens weer te geven. In de derde rij van de tabel worden het geometrische gemiddelde en de standaarddeviatie weergegeven voor het opgeven van de gemiddelde verdeling. En de tweede kolom toont de statistieken van het gemiddelde van de distributies.Hier worden differentiële volumepercentages van equivalente boldiameterverdelingen voor de vier replicerende maatanalyses van representatieve zetmeelmonsters van zoete aardappel en hun gemiddelde verdelingen weergegeven. In dit cijfer kunnen de gemiddelde cumulatieve volume- en volumepercentagegrootteverdelingen van de vier replicerende maatanalyses worden waargenomen, die transformatieweergaven waren van de gemiddelde differentiële volumepercentagegrootteverdeling. Uit de vergelijking van het cumulatieve aantal en de volumepercentages van deze zetmeelkorrelmonsters bleek dat de korrels met een kleinere volume-equivalente boldiameter veel grotere percentages van het totale aantal vertegenwoordigden dan het totale volume.Het is belangrijk om zetmeelgranulaataggregaten in de zetmeelmonsters en assaysuspensies te minimaliseren en een nominale concentratiebereik van 5 tot 8% voor zetmeelelelektrolytensuspensie te bereiken. Tests voor het karakteriseren van fysische, chemische en thermische eigenschappen van zetmeelmonsters en voor het correleren van korrelgroottes met zetmeelsynthesekenmerken in bronplanten kunnen ook worden uitgevoerd.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Method for Identifying Small Molecule Inhibitors of the Protein-protein Interaction Between HCN1 and TRIP8b

Methode voor het identificeren van kleinmoleculige remmers van het eiwit-eiwit interactie tussen HCN1 en TRIP8b

Hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated (HCN) channels are expressed ubiquitously throughout the brain, where they function to regulate the ...

Online Size-exclusion and Ion-exchange Chromatography on a SAXS Beamline

Online Grootte-uitsluiting en ionenuitwisselingschromatografie op een SAX Beamline

Biological small angle X-ray scattering (BioSAXS) is a powerful technique in molecular and structural biology used to determine solution structure, ...

Protein Digestion, Ultrafiltration, and Size Exclusion Chromatography to Optimize the Isolation of Exosomes from Human Blood Plasma and Serum

Vertering van eiwitten, ultrafiltratie en Size Exclusion Chromatography voor het optimaliseren van het isolement van Exosomes uit menselijk bloed Plasma en Serum

Exosomes, a type of nanovesicle released from all cell types, can be isolated from any bodily fluid. The contents of exosomes, including proteins and ...

Use of Two Dimensional Semi-denaturing Detergent Agarose Gel Electrophoresis to Confirm Size Heterogeneity of Amyloid or Amyloid-like Fibers

Gebruik van twee dimensionale semi-denatureren wasmiddel Agarose gelelektroforese te bevestigen grootte heterogeniteit van amyloïde of Amyloid-achtige vezels

Amyloid or amyloid-like fibers have been associated with many human diseases, and are now being discovered to be important for many signaling pathways. ...

Toeprinting Analysis of Translation Initiation Complex Formation on Mammalian mRNAs

Toeprinting analyse van vertaling initiatie complexvorming op zoogdieren mRNAs

Translation initiation is the rate-limiting step of protein synthesis and represents a key point at which cells regulate their protein output. Regulation ...

Purification and Reconstitution of TRPV1 for Spectroscopic Analysis

Zuivering en reconstructie van TRPV1 spectroscopische p.a.

Polymodal ion channels transduce multiple stimuli of different natures into allosteric changes; these dynamic conformations are challenging to determine ...

Extraction and Analysis of Taiwanese Green Propolis

Extractie en analyse van Taiwanese groene Propolis

Taiwanese green propolis is rich in prenylated flavonoids and exhibits a broad range of biological activities, such as antioxidant, antibacterial, and ...

Study on the Metabolism of Six Systemic Insecticides in a Newly Established Cell Suspension Culture Derived from Tea (Camellia Sinensis L.) Leaves

Study on the Metabolism of Six Systemic Insecticides in a Newly Established Cell Suspension Culture Derived from Tea Camellia Sinensis L. Leaves

Studie over het metabolisme van zes systemische insecticiden in een nieuw opgerichte cel schorsing cultuur afgeleid van thee (Camellia sinensis L.) Bladeren

A platform for studying insecticide metabolism using in vitro tissues of tea plant was developed. Leaves from sterile tea plantlets were induced to form ...

Characterization of Proteins by Size-Exclusion Chromatography Coupled to Multi-Angle Light Scattering (SEC-MALS)

Characterization of Proteins by Size-Exclusion Chromatography Coupled to Multi-Angle Light Scattering SEC-MALS

Karakterisering van eiwitten door grootte-uitsluiting chromatografie gekoppeld aan multi-angle lichtverstrooiing (SEC-MALS)

Analytical size-exclusion chromatography (SEC), commonly used for the determination of the molecular weight of proteins and protein-protein complexes in ...

RNA Blot Analysis for the Detection and Quantification of Plant MicroRNAs

RNA Blot Analyse voor de detectie en kwantificering van Plant MicroRNAs

MicroRNAs (miRNAs) are a class of endogenously expressed non-coding, ~21 nt small RNAs involved in the regulation of gene expression in both plants and ...