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电镜应用|扫描电镜下的食品微观结构

北京欧波同光学技术有限公司 >> 进入商铺

2024/12/20 10:25:12

扫描电子显微镜(SEM)是一种应用于各个领域的高分辨率成像仪器,因其优异的表征性能和高分辨率的成像能力,广泛应用于食品微观结构的表征中。民以食为天,食品是日常生活中不可少的一部分,而食品的微观结构与品质密切相关,因此利用扫描电子显微镜对食品进行微观结构表征具有重要的意义。


首先,扫描电子显微镜能够揭示食品中微观结构的形貌和组织特征以盐为例,传统的光学显微镜分辨率和景深都有限,只能观察到盐的晶体外观,而无法揭示其微观结构和表面形貌。通过扫描电子显微镜,可以清晰地观察到盐晶体的表面形貌、晶体大小和形状分布等微观结构特征,这有助于了解盐的品质和纯度情况。类似地,对糖、干香菇、干木耳、干萝卜、米、面等食品进行扫描电子显微镜观察,也可以揭示它们的微观结构特征,例如颗粒形状大小、表面结构、孔隙分布等。这些微观结构特征对食品的口感、溶解性、吸湿性等性质均有重要影响,因此通过扫描电子显微镜能够更加全面地了解食品的品质特征。
其次,扫描电子显微镜能够对食品成分的分布和组织结构进行定量分析。通过能量色散X射线分析(EDS)等技术,可以定量分析食品中元素的含量和分布情况,如盐中钠离子的含量等。此外,扫描电子显微镜还可以结合图像分析软件,对食品中的微观结构特征进行定量化分析,如颗粒大小分布、孔隙率等。这些定量分析结果有助于了解食品成分的均匀性和分布情况,为食品质量控制和品质评价提供了重要依据。



为了更好地观测各种食品在微观下的形态结构,本文采用赛默飞Axia ChemiSEM全新智能型钨灯丝扫描电镜进行拍摄。Axia ChemiSEM具备操作方便,适用人群广泛的特点。采用全中文操作界面,日常操作无需光阑合轴,内置的用户使用指南方便任何人员进行操作,大大降低了设备的操控难度。不仅如此,Axia的高稳定样品仓设计,还可以容纳大而重的样品。同时标配5种探测器,完善的探测系统和直观的导航系统,可帮助用户快捷、全面的掌握样品信息。

一、食用盐

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图1:食用盐的微观形貌
食用盐的微观结构对其品质有着重要影响。盐的结晶形态、晶体尺寸和结晶度决定了盐的溶解速度和溶解度,从而影响其口感和溶解效果。粗糙的结晶会使盐的溶解速度变慢,而较小的晶体尺寸和更高的结晶度则会提高盐的溶解性能和口感。因此,合理控制盐的微观结构可以有效改善盐的品质,使其更适合不同的食用和加工需求。如图1所示,采用Axia ChemiSEM获得的结果:低倍下盐颗粒立体感十足,类似正方体,部分颗粒稍有破碎;高倍下盐颗粒表面起伏不平,存在空隙,表面由许多小晶粒组成。

二、白砂糖

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图2:白砂糖的微观形貌
优质的白砂糖微观结构均匀细腻,颗粒大小均匀,晶体形态规整,色泽纯白。这种微观结构能够使砂糖在溶解、吸湿、储存等方面表现出良好的性能。而质量较差的白砂糖微观结构不均匀,颗粒不规则,可能带有杂质,影响了砂糖的溶解、甜度和口感。因此,微观结构是影响白砂糖品质的重要因素之一。如图2所示,采用Axia ChemiSEM获得的结果,相比于食用盐,微观下白砂糖颗粒棱角更加分明,表面平整光滑。

三、干香菇、干萝卜和干木耳

干香菇、干萝卜和干木耳是常见的食材,在烹饪中起到增加风味和营养的作用,而微观结构同样对这些干货的品质有着重要的影响。
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图3:干香菇的微观形貌
首先,干香菇的微观结构主要包括细胞壁、细胞质和胞间质,在干燥过程中,细胞壁会收缩变硬,细胞质失去水分变得更加紧密,这些微观结构的改变会直接影响到干香菇的口感和风味。
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图4:干萝卜的微观形貌
干萝卜的微观结构主要包括细胞壁和胞间质,干燥会让细胞壁变得更加脆硬,同时胞间质的变化也会影响到萝卜的口感和口感。
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图5:干木耳的微观形貌

而干木耳的微观结构包括菌丝和细胞壁,干燥过程中,菌丝会变得更加紧密,细胞壁也会变得更加硬脆,从而影响到干木耳的口感和食用品质。因此,在制备这些干货的过程中,要注意控制干燥的温度、湿度和时间,以保持其良好的微观结构,从而保证食材的品质。

上面三组图均是采用Axia ChemiSEM获得的结果。干香菇和干萝卜微观下表面存在密密麻麻的孔隙和孔洞,原因是干燥过程中,细胞壁收缩变硬,水分流失;干木耳微观下菌丝清晰可见,且紧密排布。

四、小米和大米

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图6:小米(左)和 大米(右)的微观形貌
米的品质取决于其内部含有的淀粉和蛋白质的比例和分布情况。微观结构中淀粉颗粒的大小、形状和分布密度会影响大米的口感和黏性。同时,蛋白质的含量和结构也会影响米的弹性和黏性。因此,通过调整米的微观结构,可以有效提升米的品质,使其更加符合消费者的口感偏好。如图6所示,采用Axia ChemiSEM获得的结果,微观状态下,可清晰观察淀粉颗粒的大小和分布状态。

赛默飞智能型扫描电镜 Axia ChemiSEM

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