国仪量子看-今天带你用扫描电镜看人类超重要能量来源

疫情三年多，你屯的大米吃完了吗？

相比于新米的清香扑鼻，陈米淡而无味，这实质上是陈米内部的微观形貌结构发生了变化。

今天，研究人员利用钨灯丝扫描电子显微镜SEM3100对新米与陈米进行了研究分析，让我们来看看他们在微观世界中的区别吧！

国仪量子钨灯丝扫描电子显微镜SEM3100

图1 新米与陈米横截面断口形貌图

首先，利用SEM3100扫描电镜观察大米胚乳显微结构。由图1可以看出，新米胚乳细胞为长多边形棱状细胞，淀粉粒包裹其中，胚乳细胞以胚乳中心为同心圆呈放射状扇形排列，中心位置胚乳细胞相对外层细胞较小。新米相比于陈米，其放射状扇形排列的胚乳结构比陈米更明显。

图2 新米与陈米中心胚乳显微结构形态

对大米中心胚乳组织进一步放大观察，发现陈米中心部位胚乳细胞破损程度加剧，淀粉颗粒裸露程度增加，使得胚乳细胞放射状排列形态变模糊。

图3 新米与陈米表面蛋白质膜显微结构形态

利用SEM3100扫描电镜高分辨成像的优点，对胚乳细胞表面蛋白质膜进行高放大倍数观察。由图3可以看出，新米表面可清晰观察到一层蛋白质膜，而陈米表面的蛋白质膜破碎且有不同程度的翘起，由于表面蛋白质膜厚度的降低，导致内部淀粉颗粒形状暴露相对清晰。

图4 新米胚乳淀粉颗粒显微结构

大米胚乳细胞含有单粒淀粉体和复粒淀粉体。单粒淀粉体为晶状多面体形，常以单颗粒形式存在，棱角较钝，与周围淀粉体有明显间隙，主要含直链淀粉和支链淀粉形成的结晶区和无定形区^[1,2]；复粒淀粉体外形棱角清晰，排列致密，与周围淀粉体紧密结合，研究表明优质大米的淀粉粒主要以复粒方式存在^[3]。通过对新米胚乳细胞观察，如图4，其淀粉粒多以复粒的方式存在，复合淀粉粒外形棱角清晰，与周围淀粉粒紧密结合，表现出优质大米的胚乳结构。

大米在储藏过程中品质易发生变化，随着储藏时间的延长，米饭的硬度增加，黏性、弹性降低，口感变差，这些品质的变化与胚乳细胞的形状及排列方式等形态结构特征有着密切的联系^[4]。

图片来源：Pexels

材料的微观组织结构决定了其各项性能，也正是这些显微组织上的差异使我们日常食用的稻米表现出了不同的食味值。扫描电镜作为一种显微分析工具，不仅可以对食品材料进行多种形式的观察，还可以为食品研究提供可靠性依据，在食品安全检测、品质改善等方面发挥了重要作用。

参考文献：

[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]周显青, 张玉荣, 李里特. 不同模拟储藏条件下粳米胚乳显微结构变化[J]. 农业工程学报, 2010(5):6.

[3]符文英, 向远鸿. 食用优质稻米胚乳显微结构研究[J]. 湖南农业大学学报：自然科学版, 1997, 23(5):8.

[4]徐民, 程旺大, 蔡新华,等. 储藏对稻米淀粉结构及含量的影响[J]. 中国农学通报, 2005, 21(6):113-113.