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，這實質上是陳米內部的微觀形貌結構發生了變化。

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

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構。由圖1可以看出，新米胚乳細胞為長多邊形棱狀細胞，淀粉粒包裹其中，胚乳細胞以胚乳中心為同心圓呈放射狀扇形排列，中心位置胚乳細胞相對外層細胞較小。新米相比于陳米，其放射狀扇形排列的胚乳結構比陳米更明顯。

圖2 新米與陳米中心胚乳顯微結構形態

對大米中心胚乳組織進一步放大觀察，發現陳米中心部位胚乳細胞破損程度加劇，淀粉顆粒裸露程度增加，使得胚乳細胞放射狀排列形態變模糊。

圖3 新米與陳米表面蛋白質膜顯微結構形態

利用SEM3100掃描電鏡高分辨成像的優點，對胚乳細胞表面蛋白質膜進行高放大倍數觀察。由圖3可以看出，新米表面可清晰觀察到一層蛋白質膜，而陳米表面的蛋白質膜破碎且有不同程度的翹起，由于表面蛋白質膜厚度的降低，導致內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構

大米胚乳細胞含有單粒淀粉體和復粒淀粉體。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晶區和無定形區^[1,2]；復粒淀粉體外形棱角清晰，排列致密，與周圍淀粉體緊密結合，研究表明優質大米的淀粉粒主要以復粒方式存在^[3]。通過對新米胚乳細胞觀察，如圖4，其淀粉粒多以復粒的方式存在，復合淀粉粒外形棱角清晰，與周圍淀粉粒緊密結合，表現出優質大米的胚乳結構。

大米在儲藏過程中品質易發生變化，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，這些品質的變化與胚乳細胞的形狀及排列方式等形態結構特征有著密切的聯系^[4]。

圖片來源：Pexels

材料的微觀組織結構決定了其各項性能，也正是這些顯微組織上的差異使我們日常食用的稻米表現出了不同的食味值。掃描電鏡作為一種顯微分析工具，不僅可以對食品材料進行多種形式的觀察，還可以為食品研究提供可靠性依據，在食品安全檢測、品質改善等方面發揮了重要作用。

參考文獻：

[1]Mohapatra D，Bal S.Cooking quality and instrumental textural attributes of cooked rice for different milling fractions[J]. Journal of Food Engineering, 2006, 73(3):253-259.

[2]周顯青, 張玉榮, 李里特. 不同模擬儲藏條件下粳米胚乳顯微結構變化[J]. 農業工程學報, 2010(5):6.

[3]符文英, 向遠鴻. 食用優質稻米胚乳顯微結構研究[J]. 湖南農業大學學報：自然科學版, 1997, 23(5):8.

[4]徐民, 程旺大, 蔡新華,等. 儲藏對稻米淀粉結構及含量的影響[J]. 中國農學通報, 2005, 21(6):113-113.