在食品科學領域中，研究人員面臨著許多不同的、具有挑戰性的顯微任務：從顆粒和纖維分析，到食品保存、食品微生物和食品病原體。食品科學研究和掃描電鏡（SEM）一直具有很強的相關性。掃描電鏡（SEM）可以用于各種各樣的領域研究，從草藥到水果，從加工食品到自然成分。這篇博客可以幫助了解如何使用掃描電鏡（SEM），以及它所帶來的好處和挑戰。

掃描電鏡（SEM）分析干燥過程

作為第一個例子，讓我們來看看干燥過程對中國主要養殖貝類的理化性質和抗氧化活性的影響分析[1]。太平洋牡蠣（Crassostrea gigas），被認為是一種珍貴的食物和藥物資源。分析不同的干燥方法對多糖的表面形貌和結構的影響。

通過對掃描電鏡的使用，Hu等人可以證明噴霧干燥產生了更小、更均勻的多糖顆粒，而冷凍干燥和旋轉蒸發干燥則可以制造具有橢圓形和光滑形貌的表面。光滑的表面形貌可以顯示出較高的生物活性和抗氧化活性。根據他們發現的結果，噴霧干燥被推薦為是生產多糖體的方法。

圖1：用掃描電鏡對酵母進行成像

香蕉淀粉的研究

在一個類似的話題上，從香蕉的淀粉得到了更詳細的研究。淀粉是屬于葡萄糖的一種聚合物，在高等植物中作為主要的能量儲備。淀粉作為一種便宜、豐富、可生物降解的可再生材料，可以從多種植物中獲得，如小麥、玉米或馬鈴薯。

在Ssonko和Muranga的研究中，香蕉被用作收集淀粉的主要來源[2]。通過掃描電鏡，對淀粉樣品進行了分析，并對其進行了Pt-Pd涂層的分析。所觀察到的形狀分為細長的球體和橢圓形的顆粒。

結果證實了其他研究的觀察結果，報告說香蕉淀粉由非常不同的形狀組成。只有來自Fougamou（一種烹飪香蕉）的淀粉，呈三角形和梨狀結構。總的來說，這項研究結果提供了關于淀粉的理化性質和功能特性的有用信息，增強了它們在食品工業中的應用，取代了商業化的淀粉。

植物和香精油的研究

最后但同樣重要的是，Kotronia等人[3]的一項有趣的研究。牛至是一種芳香植物，通常生長在靠近地中海的國家。雖然牛至和從它衍生出來的香精油是眾所周知的，并且被使用了幾個世紀，但直到最近，這種植物油才吸引了更多的研究領域的注意。

這些油已被證明具有抗菌、抗氧化和消炎的作用，這是由酚類物質產生的，主要來自于香芹酚。香芹酚甚至被認為在預防神經衰退性疾病方面具有顯著的潛力。

在這項研究中,使用掃描電鏡觀察最終的干β-cyclodextrin-oregano精油包含復合物。為了獲得統計數據，對100個粒子進行了成像，確定了它們的平均粒徑。Kotronia等人能夠觀察到包含復合物沒有表現出的一種特殊的形態學，有棱柱、平行和光滑的側面。

此外，他們觀察到不同大小的團聚體，大的顆粒可能吸引較小的顆粒。可以確定的平均大小為2.2µm。在未來，包括食品、化妝品和農業部門在內的各種應用可以廣泛應用掃描電鏡。

圖2：用掃描電鏡成像迷迭香

說到植物，以及從中提取的油，用掃描電鏡成像；請看下圖3中的葉子組織。我們最近發現一些葉子表面有這些星形圖案。他們的大小只有100µm,或者說一毫米的十分之一!

圖3：掃描電鏡下的植物星形組織

參考文獻

[1] Effect of drying procedures on the physiochemical properties and antioxidant activities of polysaccharides from Crassostrea gigas – Hu et al., PLoS ONE, 2017

[2] Partial characterization of starches from major banana (matooke) cultivars grown in Uganda -  Ssonko and Muranga, Food Sci Nutr 2017 (5)

[3] Encapsulation of Oregano Essential Oil in β-cyclodextrin: synthesis and characterization of the inclusion complexes – Kotronia et al. bioengineering 2017 (4)