國儀量子看-今天用掃描電鏡帶你看人類超重要能量來源

疫情三年多，你屯的大米吃完了嗎？

相比于新米的清香撲鼻，陳米淡而無味，這實(shí)質(zhì)上是陳米內(nèi)部的微觀形貌結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。

今天，研究人員利用鎢燈絲掃描電子顯微鏡SEM3100對新米與陳米進(jìn)行了研究分析，讓我們來看看他們在微觀世界中的區(qū)別吧！

國儀量子鎢燈絲掃描電子顯微鏡SEM3100

圖1 新米與陳米橫截面斷口形貌圖

首先，利用SEM3100掃描電鏡觀察大米胚乳顯微結(jié)構(gòu)。由圖1可以看出，新米胚乳細(xì)胞為長多邊形棱狀細(xì)胞，淀粉粒包裹其中，胚乳細(xì)胞以胚乳中心為同心圓呈放射狀扇形排列，中心位置胚乳細(xì)胞相對外層細(xì)胞較小。新米相比于陳米，其放射狀扇形排列的胚乳結(jié)構(gòu)比陳米更明顯。

圖2 新米與陳米中心胚乳顯微結(jié)構(gòu)形態(tài)

對大米中心胚乳組織進(jìn)一步放大觀察，發(fā)現(xiàn)陳米中心部位胚乳細(xì)胞破損程度加劇，淀粉顆粒裸露程度增加，使得胚乳細(xì)胞放射狀排列形態(tài)變模糊。

圖3 新米與陳米表面蛋白質(zhì)膜顯微結(jié)構(gòu)形態(tài)

利用SEM3100掃描電鏡高分辨成像的優(yōu)點(diǎn)，對胚乳細(xì)胞表面蛋白質(zhì)膜進(jìn)行高放大倍數(shù)觀察。由圖3可以看出，新米表面可清晰觀察到一層蛋白質(zhì)膜，而陳米表面的蛋白質(zhì)膜破碎且有不同程度的翹起，由于表面蛋白質(zhì)膜厚度的降低，導(dǎo)致內(nèi)部淀粉顆粒形狀暴露相對清晰。

圖4 新米胚乳淀粉顆粒顯微結(jié)構(gòu)

大米胚乳細(xì)胞含有單粒淀粉體和復(fù)粒淀粉體。單粒淀粉體為晶狀多面體形，常以單顆粒形式存在，棱角較鈍，與周圍淀粉體有明顯間隙，主要含直鏈淀粉和支鏈淀粉形成的結(jié)晶區(qū)和無定形區(qū)^[1,2]；復(fù)粒淀粉體外形棱角清晰，排列致密，與周圍淀粉體緊密結(jié)合，研究表明優(yōu)質(zhì)大米的淀粉粒主要以復(fù)粒方式存在^[3]。通過對新米胚乳細(xì)胞觀察，如圖4，其淀粉粒多以復(fù)粒的方式存在，復(fù)合淀粉粒外形棱角清晰，與周圍淀粉粒緊密結(jié)合，表現(xiàn)出優(yōu)質(zhì)大米的胚乳結(jié)構(gòu)。

大米在儲藏過程中品質(zhì)易發(fā)生變化，隨著儲藏時間的延長，米飯的硬度增加，黏性、彈性降低，口感變差，這些品質(zhì)的變化與胚乳細(xì)胞的形狀及排列方式等形態(tài)結(jié)構(gòu)特征有著密切的聯(lián)系^[4]。

圖片來源：Pexels

材料的微觀組織結(jié)構(gòu)決定了其各項(xiàng)性能，也正是這些顯微組織上的差異使我們?nèi)粘Ｊ秤玫牡久妆憩F(xiàn)出了不同的食味值。掃描電鏡作為一種顯微分析工具，不僅可以對食品材料進(jìn)行多種形式的觀察，還可以為食品研究提供可靠性依據(jù)，在食品安全檢測、品質(zhì)改善等方面發(fā)揮了重要作用。

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[4]徐民, 程旺大, 蔡新華,等. 儲藏對稻米淀粉結(jié)構(gòu)及含量的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報, 2005, 21(6):113-113.