Her præsenterer vi en individuel protokol til forarbejdning af korn prøver og for at indarbejde denne individuel tilgang i en høj overførselshastighed analytiske rørledning. Dette er en højere overførselshastighed tilpasning af aktuelt tilgængelige protokoller.
Majs er en vigtig korn afgrøde i USA og på verdensplan. Majs korn skal imidlertid behandles inden konsum. Derudover hele korn sammensætning og behandling karakteristika variere blandt majshybrider og kan påvirke kvaliteten af det endelige forarbejdede produkt. For at producere sundere forarbejdede fødevarer fra majs, er det derfor nødvendigt at vide, hvordan man kan optimere behandling parametre for særlige sæt af kimplasma at tage højde for disse forskelle i korn egenskaber, sammensætning og behandling. Dette omfatter en bedre forståelse af hvordan aktuelle forarbejdningsteknik indvirkning den ernæringsmæssige kvalitet af det endelige forarbejdede fødevare. Her beskriver vi en individuel protokol, der både simulerer behandling pipeline for at producere cornflakes fra store afskalning gryn og giver mulighed for behandling af flere korn prøver samtidigt. Afskalning gryn, mellemliggende forarbejdningsprodukterne, eller endelige forarbejdede produkt samt majs korn, selv, kan analyseres for ernæringsmæssige indhold som en del af en høj overførselshastighed analytiske rørledning. Denne procedure blev udviklet specielt til indbygning i en majs breeding research program, og det kan ændres til andre korn afgrøder. Vi leverer et eksempel på analyse af uopløseligt-bundet ferulic syre og p-coumaric syre indhold i majs. Prøverne blev taget på fem forskellige forarbejdningsled. Vi demonstrere at prøveudtagning kan finde sted i flere faser under individuel processing, at forarbejdning teknik kan udnyttes i forbindelse med en specialiseret majs avl program, og at i vores eksempel, de fleste af de ernæringsmæssige indhold var tabt under forarbejdning af fødevarer produkt.
Majs (Zea mays L.) er den mest almindeligt dyrkede korn afgrøde i USA1. I 2016, var 71.12 milliarder kg (2,8 milliarder skæpper) majs afsat til konsum2, der angiver betydningen af majs i den amerikanske kost. En af de store fordele ved majs korn er at det er en forholdsvis billig vare, men det indeholder også gavnligt fytokemikalier som phenolics, umættede fedtsyrer og protein3. Som sådan kan majs-baserede fødevarer være relativt billig kilder af gavnlige fytokemikalier for mennesker.
Majs må dog behandles inden konsum. Som et resultat, indvirkning forarbejdningsaktiviteter ofte den ernæringsmæssige værdi af det endelige forarbejdede fødevarer produkt4. For eksempel, under produktion af snack fødevarer og ready-to-eat morgenmadsprodukter (dvs. morgenmadsprodukter) er majs kerner tørre sleben til at producere store afskalning gryn. I løbet af tør formaling, er klid og Kim fysisk fjernet, forlader kun frøhvide materiale. Da mange fytokemikalier findes overvejende i enten klid eller kimen (fx, phenolics og umættede fedtsyrer, henholdsvis), kan dette resultere i en betydelig nedgang i den ernæringsmæssige værdi af forarbejdede fødevarer produkt4. Omvendt, downstream behandlingstrin kan forbedre den ernæringsmæssige værdi. For eksempel, omfatter mange fødevarer produkt behandling teknikker madlavning, bagning eller skåle. De termiske belastninger stødte under disse faser kan forbedre biotilgængelighed af gavnlige fytokemikalier5.
Fra en Fødevarevidenskab og human ernæring perspektiv, ville være interessant for at vide, hvordan behandling påvirker ikke kun den ernæringsmæssige værdi af forarbejdede fødevarer, men forudsigeligt, også hvordan justeringer til behandling parametre kan påvirke andre sensoriske kvaliteter, herunder farve, tekstur og smag. En protokol, der tillader sådanne kvaliteter skal overvåges under hele behandlingen kunne bruges til at vælge majssorter til forbedring af det endelige forarbejdede majs fødevareprodukt. To af de store forhindringer at analysere sådanne karakteristika i fortiden var skala og gennemløb af tilgængelige protokoller. For eksempel, under produktion af morgenmadsprodukter til laboratorieanalyse foreslog Fast og Caldwell6 at benytte 45,4 kg af store afskalning gryn. Denne masse af store afskalning gryn overstiger langt antal store afskalning gryn eller store afskalning grus materialer7 der kan produceres fra lille plot markforsøg, der er typiske i planteavl programmer. Således er kunne udviklingen af en individuel laboratorium protokol til produktion af forarbejdede fødevarer aktiverer (1) planteforædlere at forbedre majssorter til ernæringsmæssige og sensoriske egenskaber, der er af betydning for fødevareproducenter og (2)-processorer til effektivt design og test alternativ behandling strategier.
I dette manuskript beskriver vi en høj overførselshastighed ændring af individuel behandling protokol beskrevet i Kandohla8 , der blev brugt til at producere ristet cornflakes fra store afskalning grus materialer. Vi præsenterer resultaterne af en eksempel-eksperiment, der anvendte denne behandling protokol for at studere ændringen i uopløseligt-bundet ferulic syre og p-coumaric syre i majs. Vores mål i denne specifikke undersøgelse var at bestemme (1) hvordan phenol syreindholdet majs ændres under produktion af ready-to-eat morgenmadsprodukter, (2) på hvilke forarbejdningsled disse ændringer skete, og (3) om nogen af vores eksperimentelle hybrider reagerede forskelligt til forarbejdning understreger denne protokol kan være kombineret med høj overførselshastighed analytisk kemi protokoller til effektiv analyse af ernæringsmæssige egenskaber. Denne protokol kan også indstilles til at efterligne produktionen af andre forarbejdede majs fødevarer eller forarbejdede fødevarer, der er fremstillet af andre kornsorter.
Ændringer i den ernæringsmæssige indhold af majs-baserede fødevarer i hele behandlingen er sandsynligvis på grund af fjernelse af gevinst komponenter og termisk stress5,10. Imidlertid havde præcis hvordan behandling påvirker forskellige næringsstoffer været studeret i relativt lille detalje forud for udviklingen af denne protokol4,8. Desuden, på grund af det store omfang af de fleste laboratorium behandling protokoller, har det ofte været umuligt at studere det genetiske grundlag for sensoriske og ernæringsmæssige egenskaber i majs korn8. Her præsenterer vi en individuel laboratoriemetode til at studere ernæringsmæssige og sensoriske egenskaber i majs i hele produktet fødevareforarbejdning.
Denne protokol tilladt prøvetagning finder sted på stadiet afskalning grus efter madlavning, efter bagning, og efter klipning kræfter opstod under rullende. Således, med den yderligere analyse af høstet majs korn, protokollen letter analysen af den indledende fase substrat og godt som de endelige fødevare produkt og formidler faser af forarbejdning for at belyse ændringer i sammensætning relateret til ernæring. Denne vigtige funktion i protokollen kan ernæringsmæssige og sensoriske egenskaber skal analyseres i hele behandling mens også gør det muligt for forskeren at vælge hvilke analytisk kemi protokoller til brug for disse specifikke analyser. Et andet centralt element i denne protokol er effektiviteten af denne mikroskala protokol. Denne protokol bruger først, et lille udsnit, som er passende i en planteavl indstilling (tabel 3). Ét kg korn tendens til at producere ca. 0,3 kg af store afskalning grus bestanddele, og omtrent en tredjedel af de store afskalning grus vælgere produceret var behov for behandling. For det andet denne protokol tilladt for laboratoriet behandling af ca 16 prøver pr. dag, hvilket er langt mere effektiv end den foregående protokol, der krævede stor stikprøve størrelser6.
Denne protokol kan let modificeret til at efterligne produktionen af andre forarbejdede majs fødevarer. For eksempel, der store afskalning gryn bruges i produktionen af forskellige snack fødevarer ud over klar-til-spise morgenmad korn9. Laboratorium-protokollen til produktion af disse snack fødevarer kunne forudsigeligt omfatter justeringer til madlavning gange og madlavning løsninger eller justeringer til bagning gange. Det er også muligt, at en tilpasset version af denne protokol kan bruges til undersøgelse af andre kerner og deres respektive forarbejdede produkter. Forarbejdede kornprodukter omfatter ofte madlavning, bagning eller ristes forarbejdningsled, der kunne efterlignes ved hjælp af en tilpasset version af protokollen, præsenteres her.
En vigtig begrænsning af denne protokol er at det har meget få stop punkter, dvs. når en behandlingstrin begynder, det og efterfølgende trin skal være afsluttet (tabel 3). Der er en enkelt standsested efter fremstillingen af det kogte gryn fra afskalning gryn. Kun hvis det er nødvendigt, kan de kogte gryn anbringes i en forseglet beholder (f.eks. en forseglet konservesfabrikker krukke) og nedkølet til højst to dage. Dog syntes gemme den kogte gryn i længere tid at ændre prøven. Desuden, når bagning begynder, der er ingen stop punkter indtil efter bagt grus dejen er blevet rullet, skåret og tørret.
Konklusion
Gennem disse eksempel resultater (Se skod-Wilmsmeyer et al. 4 for flere oplysninger), vi viste, at ernæringsmæssige indhold kunne overvåges under hele behandlingen. Derudover blev centrale forarbejdningsled hvor ernæringsmæssige ændringer skete identificeret. Derudover aktiveret lille stikprøvestørrelse kræves for denne forarbejdning protokollen undersøgelse af flere hybrider inden for rammerne af en plante avlsprogram. Ved hjælp af disse hybrider, identificeret vi som sæt hybrider fastholdt de højeste koncentrationer af uopløseligt-bundet ferulic syre og p-coumaric syre under hele behandlingen. Disse træk er vigtige indikationer af den endelige ristet cornflakes prebiotiske potentiale. 11 , 12 , 13 disse resultater kunne anvendes direkte til at hjælpe planteforædlere etablere avl befolkninger for forbedret prebiotiske potentiale af forarbejdede majsprodukter.
En af de store fordele ved denne behandling protokol er, at det ikke begrænser de ernæringsmæssige analyser, der kan gennemføres. Hvis en fytokemiske protokollen findes for analyse af korn, kan så det bruges til at studere de forarbejdede produkter. Endvidere fordi denne behandling protokol giver laboratorium-skala fødevareforarbejdning og ernæringsmæssige analyser skal gennemføres uafhængigt af hinanden, kan flere fytokemikalier studerede. De analytiske protokoller for studier af fytokemiske indhold skal bruge små stikprøver, men på grund af den lille mængde af mellemliggende og endelige behandling produkter genereret ved hjælp af laboratoriet-skala behandling protokol.
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne vil gerne takke Tom Patterson og analytiske teknologier holdet på Dow AgroSciences for brug af deres laboratoriefaciliteter og for deres mentorarbejde. Dette arbejde var delvis finansieret gennem gaver fra Kellogg Company og Dow AgroSciences og USDA Hatch Grant, tildele ILLU-802-354. Studentersupport for CJBW blev leveret af Illinois Distinguished Fellowship og William B. og Nancy L. Ambrose Fellowship i Crop Sciences.
Canning pressure cooker | Wisconsin Aluminum Foundry Co. | Model 921 | Any can be used, but it should be large enough to accommodate multiple canning jars |
Single burner or large hot plate | Waring Professional | Model SB30 | Any can be used, but it should be large enough so that canning pressure cooker can securely be placed on burner or hot plate |
1 quart wide mouth canning jars | Ball | 1440096258 | Any can be used, but they should be wide mouthed quart jars |
1 L Beaker | Fisher Scientific | 09-841-104 | |
Stir plate | Corning | 6796420D | |
Magnetic stir bar | Fisher Scientific | 14-513-67 | |
1 L Graduated cylinder | Kimble | 20027500 | |
Spatula | Wal-Mart | 552145280 | |
Hot pads | Wal-Mart | 556501140 | |
Scale | Any | NA | Mettler Toledo Model MS105DU or Similar |
Weigh boats | Fisher Scientific | 08-732-113 | |
Sugar | Wal-Mart | 9259244 | |
Salt | Morton (Purchased at Wal-Mart) | 9244849 | |
Liquid malt extract | By the Cup (Purchased on Amazon) | NA | https://www.amazon.com/Barley-Malt-Extract-Syrup-Bottle/dp/B01N4SK72C |
Labeling tape | Fisher Scientific | 15966 | |
Permanent marker | Wal-Mart | 55529894 | |
Convection oven | Wal-Mart | 1598495 | |
Baking pan (usually included with oven) | Wal-Mart | 1598495 | |
Cooking foil | Wal-Mart | 564264789 | |
Tortilla press | E&A Hotel & Restaurant Equipment and Supplies | CTM-2000 | |
Parchment paper | Reynolds (Purchased at Wal-Mart) | 551219672 | |
Pizza cutter | Farberware (Purchased at Wal-Mart) | 553012200 | |
Cooling racks | Flytt (Purchased on Amazon) | NA | https://www.amazon.com/dp/B075HQY627/ref=sspa_dk_detail_7?psc=1&pd_rd_i=B075HQY627&pd_rd_wg=WaJol&pd_rd_r=SF07KCHMP753WAPG6ED4&pd_rd_w=2BOwf |
SAS Version 9.4 | SAS Institute | Version 9.4 | |
R | R Foundation for Statistical Computing | Version 3.4.0 |