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見微知著丨日常食用的米和糖，你真的了解嗎？

更新時(shí)間：2024-03-12

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      人的眼睛大約有六百萬(wàn)個(gè)視錐細(xì)胞，能觀察5.76億像素，分辨率可達(dá)0.2mm，在眼球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)我們可以看到更加廣闊的世界。那么肉眼看不見的微觀世界是什么樣呢？其實(shí)更加紛繁復(fù)雜，我們可以借助掃描電子顯微鏡進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)和研究。民以食為天，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，消費(fèi)者的健康意識(shí)升級(jí)，健康、美味、營(yíng)養(yǎng)的米和糖受到大眾的喜愛，不過(guò)日常食用的米和糖您真的了解嗎？中科科儀應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室做了一組實(shí)驗(yàn)，讓我們來(lái)一探虛實(shí)。




大米&小米



     我們?nèi)粘Ｊ秤玫奈骞入s糧通常分為細(xì)糧和粗糧。細(xì)糧得代表就是大米，又稱粳米或精米。作為日常食用米，粳米含有人體必需的淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素B1、煙酸、維生素C及鈣、鐵等營(yíng)養(yǎng)成分，可以提供人體所需的營(yíng)養(yǎng)、熱量。


       大米中的碳水化合物含量約為77%，主要來(lái)自淀粉，在看似光滑的大米表面分布著許多大米淀粉粒。圖1、2為通過(guò)KYKY掃描電子顯微鏡放大后的大米，我們可以觀察到大米淀粉顆粒的顯微結(jié)構(gòu)以及大米復(fù)合淀粉顆粒的顯微結(jié)構(gòu)，圖中大米淀粉粒有棱角，形狀不規(guī)則，聚集成團(tuán)塊狀。與小米相比，大米不容易被人體消化。


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圖1 KYKY-EM6900觀察大米淀粉顆粒顯微結(jié)構(gòu)


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圖2 KYKY-EM8000觀察大米復(fù)合淀粉顆粒顯微結(jié)構(gòu)


       我們吃的主食中有2種淀粉，直鏈淀粉和支鏈淀粉，支鏈淀粉更容易被消化分解。小米淀粉中的直鏈淀粉含量比大米淀粉要高7%，但在加熱的過(guò)程中，直鏈淀粉伸展開來(lái)，會(huì)暴露出支鏈淀粉，而支鏈淀粉的端點(diǎn)容易和水分子結(jié)合使淀粉糊化，淀粉的端點(diǎn)越多，消化起來(lái)就越容易，所以在煮小米粥時(shí)會(huì)生成大量糊化淀粉，更容易被人體消化。



    圖3、4為通過(guò)KYKY掃描電子顯微鏡放大后的小米，我們可以觀察到小米表面的顯微結(jié)構(gòu)以及小米淀粉顆粒的顯微結(jié)構(gòu)，小米中多糖含量較高但淀粉含量較低，我們可以觀察到小米淀粉粒呈圓球形，且粒徑小于大米淀粉，消化吸收率高。

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圖3 KYKY-EM6900觀察小米表面顯微結(jié)構(gòu)
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圖4 KYKY-EM8000觀察小米淀粉顆粒顯微結(jié)構(gòu)

      此外，根據(jù)中國(guó)食物成分表的檢測(cè)數(shù)據(jù)，小米的碳水含量73%，含有豐富的不溶性纖維、B族維生素、微量元素、脂肪和蛋白質(zhì)，具有更高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

白砂糖&赤蘚糖醇


       白砂糖是居家烹飪常用的調(diào)味品之一，其主要成分是蔗糖。白砂糖在人體消化系統(tǒng)內(nèi)經(jīng)過(guò)消化液分解成為果糖和葡萄糖，經(jīng)過(guò)小腸吸收。由于口腔的細(xì)菌可將食物中的蔗糖成分轉(zhuǎn)換成酸，從而侵蝕牙齒的琺瑯質(zhì),所以食用過(guò)多白砂糖會(huì)產(chǎn)生蛀牙。此外，每100g白砂糖中有99.9g碳水化合物，擁有400大卡熱量，攝取過(guò)量容易引起肥胖。圖5為通過(guò)KYKY掃描電子顯微鏡放大后的白砂糖，我們可以觀察到典型蔗糖晶體的十二面體單斜晶系結(jié)構(gòu)。

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圖5 KYKY-EM6900觀察白砂糖晶體顯微結(jié)構(gòu)


     赤蘚糖醇是一種當(dāng)下流行的天然糖醇類甜味劑，熱量值在眾多糖類中比較低。圖6為通過(guò)KYKY掃描電子顯微鏡放大后的赤蘚糖醇，赤蘚糖醇擁有對(duì)稱的四碳糖醇結(jié)構(gòu)，該分子形成的宏觀晶體結(jié)構(gòu)在電鏡觀察下并不是較為規(guī)整的幾何形狀。因?yàn)槿梭w內(nèi)沒有代謝赤蘚糖醇的酶系，所以赤蘚糖醇幾乎全部被排出體外，適合減肥和糖不耐受人群食用，對(duì)他們來(lái)說(shuō)是較為健康的選擇。

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圖 6 KYKY-EM8000觀察赤蘚糖醇晶體顯微結(jié)構(gòu)

KYKY掃描電子顯微鏡

     以上所有顯微圖片均由KYKY-EM8000場(chǎng)發(fā)射槍掃描電鏡以及KYKY-EM6900鎢燈絲掃描電鏡拍攝。

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                                  KYKY-EM8000場(chǎng)發(fā)射槍掃描電鏡



  • 分辨率達(dá)到1.5nm

  • 低壓快速成像

  • 放大倍數(shù)8X-800000X可調(diào)

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                                  KYKY-EM6900鎢燈絲掃描電鏡

  • 分辨率達(dá)3nm，成像質(zhì)量好

  • 翻開式預(yù)對(duì)中鎢絲陰極，可選配六硼化鑭

  • 性能優(yōu)異，具有一鍵成像功能


      中科科儀在電子光學(xué)領(lǐng)域持續(xù)耕耘，致力于掃描電子顯微鏡產(chǎn)品的研制開發(fā)與技術(shù)升級(jí)，于1975年成功研制我國(guó)第一臺(tái)掃描電鏡，2014年成功研制我國(guó)第一臺(tái)場(chǎng)發(fā)射槍掃描電鏡，不斷抒寫國(guó)產(chǎn)電鏡的傳奇。



參考文獻(xiàn)：

[1]陳正宏,樂靜. 小米淀粉特性的研究. 鄭州糧食學(xué)院學(xué)報(bào)(1期), 38-43.

[2]岳奎元. (1985). 大米表面的顯微觀察. 四川農(nóng)業(yè)科技(04), 43-44.

[3]Finglas, &Paul, M. . (2003). Encyclopedia of food sciences and nutrition. Pediatric Research,    43, 46-46.

[4]鄒毅. (1996). 白砂糖晶體的顯微分析. 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版, 21(2), 4.













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