电子显微镜和成像方法如何在食品科学应用中使用？

食品科学结合了物理，化学和生化科学来研究食品的性质，使食品变质的原因，我们种植农作物和制作菜肴的基本原理以及改善食品以供公众消费的手段。不应将其与食品技术相混淆，食品技术侧重于用于制造食品的生产过程，并涵盖诸如罐头和巴氏灭菌法之类的程序。

研究人员在分析颗粒和纤维，研究食品保鲜，微生物学或病原体方面面临许多挑战。大多数食物是生物来源的，但是加工技术几乎将它们的外观改变到无法识别的地步-认为面包与谷物，奶酪与牛奶。这些都是微小的变化，可以使用各种显微镜技术观察到。透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）是确定化学成分的常用选择。

扫描电子显微镜及其在食品科学中的应用

SEM和食品科学已经紧密地交织了多年。它已被用来研究草药，水果，工程和天然食品。

电子显微镜可以提供良好的分辨率-图像的细节-景深，图像中可以接受的清晰聚焦的zui近物体和zui远物体之间的距离。SEM通过聚焦的电子束扫描样品的表面来产生图像。这些电子与样品中的原子相互作用，并产生包含有关表面形貌和样品组成信息的信号。

但是，它需要真空才能使电子流动，并且真空度不能与随时间从样品中吸出的油或水充分混合。可以通过低温保存或化学固定来克服这一问题，但是这也可能导致更多的问题而不是解决的。

样品通常准备成薄片或破裂以显示出横截面。它们可以清洗，固定，脱水，安装在存根上，进行涂层，检查，冷冻干燥或蚀刻，或进行其他技术处理。

案例研究：太平洋牡蛎

科学家们分析了不同干燥方法对中G养殖贝类太平洋牡蛎的影响，以了解每种过程如何影响表面形貌和结构。

他们专注于牡蛎的多糖。SEM显示，喷雾干燥产生较小且更均匀的多糖颗粒，而冷冻干燥和旋转蒸发干燥导致椭圆形和光滑的表面形貌。后者可能表明更高的生物活性和抗氧化活性。

科学家得出结论，喷雾干燥是生产多糖的推荐方法。

案例研究：香蕉淀粉

淀粉是葡萄糖的聚合物，葡萄糖是高等植物（如香蕉）的主要能量储备。SEM已用于分析淀粉样品，并显示出细长，球形和椭圆形的颗粒。

该结果证实了先前的观察结果，并提供了有关淀粉的物理化学和功能特性的信息，从而增强了其在食品工业中作为可商购淀粉的替代品的应用。

案例研究：精油

牛至是一种著名的芳香植物，生长在地中海附近。尽管已经使用了几个世纪，但直到zui近，精油才成为流行的研究兴趣。

牛至具有抗微生物，抗氧化剂和抗发炎的特性，被认为源于其酚类成分，主要是香芹酚。SEM用于观察干燥的牛至精油包合物。研究人员发现，复合物没有表现出特殊的形态，只有棱柱和平行，光滑的侧面。

其他成像方法

显微镜和成像技术的进步主要是在食品科学之外。将生物原料转化为食物的加工条件会导致结构和结构发生变化，从而改变食物的先天特性和行为。这意味着必须修改技术以使其与本*域相关。

技术包括共聚焦激光扫描显微镜，原子力光谱和磁共振成像。另一种技术是质谱（MS），可用于确定分子及其在生物分子中的位置。例如，它可用于发现草药产品（例如人参皂甙和辣椒素）中的功能成分和营养成分。