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食品科学中的电子显微镜和成像方法

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图片来源:Motortion Films / Shutterstock.com

显微镜技术被用于许多领域。高功率和高分辨率显微镜方法–如电子显微镜 – ­­­现在可以用来更详细地查看许多东西。当涉及到食品工业和分析食品样品时,显微镜和成像方法是理想的,因为它们使人们可以肉眼看到食品样品,而不必通过数值输出来分析食品(尽管如今许多图像可以进一步转换为数学和统计数据,以更深入地了解’发生在图片/样本中)。

显微镜在整个食品工业中都有使用,并且随着科学家现在分析各种各样的食品和食品中的污染物的用途,显微镜的使用在不断增长。– 从食物颗粒到食物纤维,再到食物病原体等等。这些分析非常重要,因为它们不仅用于显示食品是否具有正确的流变性和结构,还可以用于查看食品内部发生的微生物机制,可以用作指示食品需要多长时间的指标。在食物变质之前。

显微镜和成像方法可用于多种样品,从纯液体和固体到更复杂的混合物(如乳液)。研究人员可以使用的技术范围从简单的台式光学显微镜到大功率电子显微镜,甚至是磁成像共振(MRI)显微镜。

电子显微镜(EM)

在所有电子显微镜(EM)技术中,扫描电子显微镜(SEM)是使用最广泛的方法,提供了商业和工业重点环境中使用的方法的最高图像分辨率。 SEM被广泛用于对样品表面成像,但为了分析内部结构,透射电子显微镜(TEM)与SEM结合使用。 SEM和TEM使用高能电子束与样品相互作用,其中这些电子的检测用于生成样品表面的图像。对于SEM,电子与样品相互作用并散射,而电子在TEM中穿过样品。

使用EM可以降低到1 nm的分辨率(比光学显微镜大得多),因此它已成为查看食品的详细信息以及查看一些有助于结构和纹理的更精细结构的方法。食物的感觉。尽管有许多优点,但EM技术的一个缺点是它们可以’由于分析是在真空中进行的,因此不能与液体样品一起使用。这意味着样品需要冷冻或干燥,但是,这也意味着可以容易地研究不同的干燥和冷冻过程如何影响食品。除了干燥过程之外,EM方法还可用于研究许多不同食品的结构和特性,从油到水果,肉,蔬菜,以及介于两者之间的更多食品。

光学显微镜

光学显微镜是许多实验室拥有的常规台式显微镜,并使用光子照射样品– 用户可以通过目镜或连接的相机看到样品。连接到摄像机的光学显微镜也可以捕获实时视频,并且对于捕获流体食品的行为特别有用(因为与EM不同,可以对流体食品进行成像)。也可以在食品中添加荧光标记,以突出显示某些感兴趣的区域–非常像许多医学领域–并查看样品中是否有污染物。总体而言,光学显微镜得到了广泛的应用,因为您可以看到食品的一些细节,它可以与多种样品一起使用,并且它是进行初始分析的廉价,快捷的方法。但是,它缺乏EM显微镜所具有的分辨率和功能,但是某些分析并不总是需要这样做。

共聚焦显微镜是光学显微镜的一种变体,其分辨率比许多常规光学显微镜稍好。这是通过在透镜的焦平面上放置一个空间针孔来实现的。这种微小的调整使共聚焦显微镜可以更高分辨率地看到食物的结构,可以看到不同类型的荧光,从而使食物’的属性和结构,可重构为3D图像。它是比大多数光学显微镜更先进的技术,并已用于分析与风味有关的分子,但其分辨率仍不如电子显微镜高。但是,像许多显微技术一样,它具有独特的优势和用途。

磁共振成像(MRI)

由于MRI的尺寸,成本以及对专门操作人员的需求,MRI并不是一种广泛使用的成像技术。由于预算和消费者对低价产品的需求,与医疗行业相比,食品的分析往往偏向于分析仪器更便宜的一面。但是,从科学的角度来看,MRI可用于查看食品,因为它可以提供高分辨率并且是非侵入性的。应用于食品的MRI方法检查的谷物,蔬菜,肉类和乳制品的分辨率约为100微米。 MRI可用于加工环境中,以实时研究水果的成熟,干燥过程,热加工,食物生长和食物成熟过程,但其商业用途未来是否仍受其成本限制尚待观察。

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利亚姆·克里奇利(Liam Critchley)

撰写者

利亚姆·克里奇利(Liam Critchley)

利亚姆·克里奇利(Liam Critchley)是一名作家和新闻记者,专门研究化学和纳米技术,并拥有化学和纳米技术的MChem和理学硕士。化学工程研究。

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    克里奇利,利亚姆。(2020, January 28). 食品科学中的电子显微镜和成像方法. AZoOptics. Retrieved on January 01, 2021 from //www.selec-iat.com/Article.aspx?ArticleID=1732.

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    克里奇利,利亚姆。"食品科学中的电子显微镜和成像方法". AZoOptics. 01 January 2021. <//www.selec-iat.com/Article.aspx?ArticleID=1732>.

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    克里奇利,利亚姆。2020. 食品科学中的电子显微镜和成像方法. AZoOptics, viewed 01 January 2021, //www.selec-iat.com/Article.aspx?ArticleID=1732.

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