Här presenterar vi ett hur provtagningsutrustningen skall protokoll för bearbetning av spannmål prover och för att införliva detta hur provtagningsutrustningen skall tillvägagångssätt i en hög genomströmning analytiska pipeline. Detta är en högre genomströmning anpassning av för närvarande tillgängliga protokoll.
Majs är en viktig spannmålsskörden i Sverige och världen över. Dock måste majs bearbetas före konsumtion. Dessutom fullkorn sammansättning och bearbetning egenskaper varierar mellan majshybrider och kan påverka kvaliteten på den slutliga bearbeta produkten. Därför, för att producera friskare bearbetade livsmedelsprodukter från majs, är det nödvändigt att veta hur du optimerar processparametrar för vissa uppsättningar av arvsmassa att ta hänsyn till dessa skillnader i korn sammansättning och bearbetning egenskaper. Detta inkluderar en bättre förståelse av hur nuvarande bearbetningsmetoder påverkar näringsvärdet av produktens slutliga bearbetade livsmedel. Här beskriver vi ett hur provtagningsutrustningen skall protokoll som både simulerar bearbetningen rörledningen för att producera cornflakes från stora fjällning gryn och möjliggör bearbetning av flera korn prover samtidigt. Den fjällning gryn, mellanliggande bearbetade produkter, eller bearbetade slutprodukten, samt majskorn själv, kan analyseras för näringsinnehåll som en del av en hög genomströmning analytiska pipeline. Detta förfarande har utvecklats speciellt för införlivande i en majs avelsprogram för forskning, och det kan ändras för andra spannmålsskörden. Vi ger ett exempel på analys av olösliga-bundna ferulic syra och p-coumaric syrahalten i majs. Prover togs på fem olika stadier. Vi visar att provtagning kan ske på flera stadier under hur provtagningsutrustningen skall bearbetning, att den bearbetning tekniken kan utnyttjas i samband med en specialiserad majs avel program, och att det mesta av näringsmässiga innehållet i vårt exempel var förlorade under bearbetning av livsmedel produkt.
Majs (Zea mays L.) är den mest odlade spannmålsskörden i USA1. Under 2016 ägnades 71.12 miljarder kg (2,8 miljarder skäppor) majs åt livsmedel2, om vikten av majs i den amerikanska kosten. En av de stora fördelarna med majs är att det är en relativt billig råvara, men den innehåller också nyttiga fytokemikalier som fenoliska ämnen, omättat fett och protein3. Som sådan, kan majsbaserade livsmedel vara relativt billig källor av nyttiga fytokemikalier för människor.
Dock måste majs bearbetas före konsumtion. Som ett resultat, påverkar uppgiftsbehandling ofta näringsvärdet i den slutliga bearbetade livsmedel produkt4. Exempelvis under produktionen av snacks och färdiga att äta frukostflingor (dvs kallt spannmål) är majs kärnorna torra slipat för att producera stora fjällning gryn. Under torr fräsning, är den kli och groddar fysiskt bort, lämnar bara majsets material. Eftersom många fytokemikalier är huvudsakligen belägna i antingen bran eller grodden (t.ex., fenoliska ämnen och omättade fettsyror, respektive), detta kan resultera i en betydande minskning av näringsvärdet av bearbetade livsmedel produkt4. Nedströms behandlingssteg kan däremot förbättra näringsvärdet. Exempelvis inkluderar många mat produkt bearbetning tekniker matlagning, bakning eller grillas. De termiska spänningar uppstod under dessa stadier kan öka biotillgängligheten av nyttiga fytokemikalier5.
Från en livsmedelsvetenskap och nutrition för människor perspektiv, skulle det vara intressant för att veta hur behandlingen påverkar inte bara näringsvärdet av bearbetade livsmedelsprodukter men, förutsägbar, också hur justeringar av bearbetning parametrar kan påverka andra sensoriska egenskaper, inklusive färg, konsistens och smak. Ett protokoll som tillåter sådana kvaliteter att övervakas under hela behandlingen skulle kunna användas till Välj majssorter för förbättring av produktens slutliga bearbetade majs mat. Två av de stora hindren att analysera sådana egenskaper i förflutnan var skala och genomströmning av tillgängliga protokoll. Exempelvis under produktionen av frukostflingor för laboratorieanalys föreslog snabb och Caldwell6 användning av 45,4 kg stora fjällning gryn. Denna massa av stora fjällning gryn överstiger vida mängden stora fjällning gryn eller stora fjällning grit material7 som kan produceras från liten tomt fältförsök som är typiska i växtförädling program. Således möjligt utvecklingen av ett hur provtagningsutrustningen skall laboratoriet protokoll för produktion av bearbetade livsmedel som (1) växtförädlare att förbättra majssorter för närings- och sensoriska egenskaper som är av betydelse för matberedare och (2) processorer till effektivt utforma och testa alternativa bearbetning strategier.
I detta manuskript beskriver vi en hög genomströmning modifiering av den hur provtagningsutrustningen skall behandling protokoll som beskrivs i Kandohla8 som användes för att producera rostade flingor från stora fjällning grit material. Vi presenterar resultaten av ett exempel experiment som använt denna behandling protokoll för att studera förändringen i olösliga-bundna ferulic syra och p-kumarsyra i majs. Våra mål i den särskilda studien var att bestämma (1) hur fenoliska sura innehållet i majs ändras under produktionen av färdiga att äta frukostflingor, (2) vid vilken beredningsledet dessa förändringar skett, och (3) om någon av våra experimentella hybrider svarat annorlunda bearbetning betonar detta protokoll kan kopplas till hög genomströmning analytisk kemi protokoll för effektiv analys av näringsmässiga egenskaper. Detta protokoll kan också justeras för att efterlikna produktion av andra bearbetade majs livsmedelsprodukter eller bearbetade livsmedelsprodukter som produceras från andra sädesslag.
Förändringar i näringsmässiga innehållet i majsbaserade livsmedel under hela behandlingen är sannolikt på grund av borttagning av vinst komponenter och termisk stress5,10. Men hade exakt hur behandlingen påverkar olika näringsämnen studerats i relativt liten detalj före utvecklingen av detta protokoll4,8. Dessutom på grund av den stora omfattningen av de flesta laboratorium behandling protokoll, har det ofta varit omöjligt att studera den genetiska grunden för sensoriska och näringsmässiga egenskaper i majs8. Här presenterar vi en hur provtagningsutrustningen skall laboratoriet metod för att studera närings- och sensoriska egenskaper i majs i hela produkten livsmedelsförädling.
Detta protokoll får provtagning ske i skede fjällning grus, efter tillagning, efter gräddning och efter de skjuvkrafter som påträffades under rullande. Således, med ytterligare analys av skördade majskorn, protokollet underlättar analysen av inledningsskedet substratet och samt de slutliga livsmedlet produkt och förmedlare stadierna av bearbetning för att klarlägga förändringar i sammansättningen relaterade till näring. Denna viktiga funktion i protokollet kan närings- och sensoriska egenskaper analyseras under hela behandlingen samtidigt som gör det möjligt för forskaren att välja vilka analytisk kemi protokoll för dessa specifika analyser. En annan viktig funktion i detta protokoll är effektiviteten i detta hur provtagningsutrustningen skall protokoll. Detta protokoll används först, ett litet urval, som är lämplig i en växtförädling inställningen (tabell 3). Ett kg spannmål tenderade att producera cirka 0.3 kg stora fjällning grit beståndsdelar, och ungefär en tredjedel av stora fjällning grus beståndsdelar producerade behövdes för bearbetning. För det andra tillåts detta protokoll för laboratoriet bearbetning av ungefärligt 16 prover per dag, vilket är mycket effektivare än föregående protokoll som krävs stort urval storlekar6.
Detta protokoll kan enkelt ändras för att efterlikna produktionen av andra bearbetade majs livsmedelsprodukter. Exempelvis används stora fjällning gryn i produktionen av olika mellanmål livsmedel utöver redo att äta frukost flingor9. Protokollet laboratorium för framställning av dessa mellanmål livsmedel kunde förutsägbar inkluderar justeringar av tillagningstider och matlagning lösningar eller justeringar till bakning gånger. Det är också möjligt att en anpassad version av detta protokoll kan användas för studier av andra spannmål och deras respektive bearbetade produkter. Bearbetade spannmålsprodukter innehåller ofta matlagning, bakning eller grillas beredningsledet som kunde vara härmade använder en anpassad version av protokollet presenteras här.
En viktig begränsning av detta protokoll är att det har mycket få hållplatser, dvs när ett bearbetningssteg börjar, det och efterföljande steg måste vara slutförd (tabell 3). Det finns en enda stoppställe efter produktionen av den kokta gryn från den fjällning gryn. Om endast nödvändigt, kunde den kokta gryn placeras i en sluten behållare (t.ex. en förseglad konservering burk) och kyla för högst två dagar. Lagra den kokta gryn för längre tidsperioder föreföll emellertid att ändra urvalet. Dessutom när bakning börjar, finns det inga hållplatser tills efter bakad grit degen har rullade, skär, och torkade.
Slutsats
Genom dessa exempel resultat (se rumpor-Wilmsmeyer et al. 4 för mer information), vi visat att näringsinnehåll kan övervakas under hela behandlingen. Dessutom identifierades avgörande beredningsledet där näringsmässiga förändringar skett. Dessutom aktiverad den lilla urvalet krävs för denna behandling protokoll studiet av flera hybrider inom ramen för en växt avelsprogram. Använder dessa hybrider, identifierat vi vilken uppsättning hybrider underhålls de högsta koncentrationerna av olösliga-bundna ferulic syra och p-kumarsyra under hela behandlingen. Dessa egenskaper är viktiga indikationer på den slutliga rostade flingor prebiotiska potential. 11 , 12 , 13 dessa resultat kan användas direkt för att hjälpa växtförädlare upprätta häckande populationer för förbättrade prebiotiska potential bearbetade majsprodukter.
En av de stora fördelarna med denna behandling protokoll är att det inte begränsar de näringsmässiga analyser som kan utföras. Om ett fytokemiska protokoll finns för analys av säden, sedan användas det till att studera de bearbetade produkterna. Dessutom, eftersom denna behandling protokoll gör laboratorieskala livsmedelsförädling och näringsmässiga analyser utföras självständigt, flera fytokemikalier kan studeras. De analytiska protokoll för studier av fytokemiska innehåll bör använda små urvalsstorlekar, dock på grund av den lilla mängden mellanliggande och den slutliga bearbetning produkter genereras genom att använda protokollet laboratorieskala bearbetning.
The authors have nothing to disclose.
Författarna vill tacka Tom Patterson och den analytiska tekniker-Team på Dow AgroSciences för användningen av deras laboratorium och för sin mentorskap. Detta arbete var delvis finansierad genom gåvor från Kellogg företag och Dow AgroSciences och USDA Hatch Grant, tilldelning ELNÄ-802-354. Studentstöd för CJBW lämnades av Illinois unika gemenskap och William B. och Nancy L. Ambrose gemenskap 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 |