粮食丰收的季节快到了
民以食为天
立秋之际
岛津带大家了解一下每天必吃的粮食
大米,来源于稻子。
亚洲很多国家都有以大米为主食的习惯,尤其是处于东亚的我国和日本。随着经济的发展,人们越来越注重食物的营养和口味,对待主食亦是如此。
一般判断食物的好坏,首先看外观,例如下面这两粒未加工稻米,也可称为谷粒,或籾(ní)粒。
肉眼观察其外观,显然左边的谷粒更加饱满,右边的谷粒瘪瘦。
那么,它们的颖壳(谷壳)下面是怎样的?
过去我们可以用切割研磨的方法剖出断面,然后用光学显微镜仔细去观察它的组织状态,但是被研磨掉的部分就无法观察了,而且在切割研磨过程中,断面位置的结构可能不能反应它的原始状态。
现在,我们可以利用工业CT像看VR一样看到谷粒的内部结构。
还是上面的两颗谷粒。
图2 健康籾粒的CT图像
图3 发育不良籾粒的CT图像
一般来说谷粒的结构如图2右下角图。谷粒最外层的壳称为颖壳,向内依次是皮层,作用是保护内部组织,皮层内有胚芽和胚乳。这里复习一下中学知识,胚芽就是发育成芽和根的部分,胚乳主要给胚芽发育提供养分。
颖壳之下的米就是我们常说的糙米,糙米如果脱去皮层和胚芽,剩下的就是精白米。也就是胚乳部分。皮层含纤维素、脂肪,蛋白质和矿物质较多,胚芽富含蛋白质、脂肪、可溶性糖、维生素、谷维素、硒、糠醛、三价铬、纤维素、核酸酶、微量元素等物质,小小胚芽所含的营养物质占整粒稻谷的约70%。如果加工时不去除胚芽,那么成品俗称“胚芽米”(学名“留胚米”)。所以要多吃糙米或胚芽米。
※糙米、胚芽米、精白米,是不同加工工艺下的产物。
看看图2和图3,显然健康的谷粒(图2),糙米很饱满,与颖壳之间的间隙也小一些,发育不良的谷粒(图3)糙米和颖壳的间隙要大很多。但是两者该有的部分一个都不少,结构上也没有大裂隙。
接下来用放大扫描的功能看看胚芽部分的细节,如图4:
图4 图2中健康谷粒的胚芽图像
在图2中看上去质地均匀的胚芽放大后呈现图4的结构。图中可见,胚芽部分放大后可清晰看到细胞和微米级别的孔隙。
为了看上去更加直观,我们把两颗谷粒的CT图像进行渲染,得到图5的效果图。
原来谷粒的内部的这个样子!
图5上部的两幅图像分别是健康谷粒和发育不良谷粒的三维效果图。下面的两幅分别是将各自的颖壳半透明处理后糙米的样子。
同时在胚芽位置进行剖视,可以看到胚芽的断面图像。
图5 健康谷粒(左边上下)和发育不良谷粒(右边上下)
我们除了将谷粒的内部信息进行无损的可视化处理,还可以对其进行量化比较。这里省略细节处理过程。
经过分析,发育良好的谷粒的体积是发育不良的谷粒体积的1.5倍;而且,两者的胚芽体积,都占其整体的0.5%。虽然组成部分一个都不少,但是显然发育不良的谷粒胚芽还是比健康谷粒的小很多,那么营养方面就大打折扣。体积方面的分析计算只是其中之一,对于物理结构上其他的量化分析,比如孔隙率在这里就不赘述。
这次试验的仪器是岛津微焦点X射线CT设备inspeXioSMX-100CTPlus
岛津微焦点X射线CT设备inspeXioSMX-100CTPlus
这款设备虽然是工业CT,但是因为其分辨率高于医用设备,所以用来观察稻谷这样的小东西正合适。
文明的进步,不光体现在科技的发展,还作用于人类生活的各个方面。其中,食物品质的提高,多样化,风味和口感的进步,无一不显示着文明的进化。工业CT能够用于食物方面的研究也是这一进化的体现。
岛津的宗旨是:为了人类和地球的健康。我们的愿望是:世界因我们而更加健康!
[来源:岛津企业管理(中国)有限公司/岛津(香港)有限公司]
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