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見微知著丨日常食用的米和糖，你真的了解嗎？

更新時間2024-03-12
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人的眼睛大約有六百萬個視錐細胞，能觀察5.76億像素，分辨率可達0.2mm，在眼球轉動時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？其實更加紛繁復雜，我們可以借助掃描電子顯微鏡進行深入的學習和研究。民以食為天，隨著經濟的發展，消費者的健康意識升級，健康、美味、營養的米和糖受到大眾的喜愛，不過日常食用的米和糖您真的了解嗎？中科科儀應用實驗室做了一組實驗，讓我們來一探虛實。

大米&小米

我們日常食用的五谷雜糧通常分為細糧和粗糧。細糧得代表就是大米，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、脂肪、維生素B1、煙酸、維生素C及鈣、鐵等營養成分，可以提供人體所需的營養、熱量。

大米中的碳水化合物含量約為77%，主要來自淀粉，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構以及大米復合淀粉顆粒的顯微結構，圖中大米淀粉粒有棱角，形狀不規則，聚集成團塊狀。與小米相比，大米不容易被人體消化。

圖1 KYKY-EM6900觀察大米淀粉顆粒顯微結構

圖2 KYKY-EM8000觀察大米復合淀粉顆粒顯微結構

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%，但在加熱的過程中，直鏈淀粉伸展開來，會暴露出支鏈淀粉，而支鏈淀粉的端點容易和水分子結合使淀粉糊化，淀粉的端點越多，消化起來就越容易，所以在煮小米粥時會生成大量糊化淀粉，更容易被人體消化。

圖3、4為通過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構以及小米淀粉顆粒的顯微結構，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。

圖3 KYKY-EM6900觀察小米表面顯微結構

圖4 KYKY-EM8000觀察小米淀粉顆粒顯微結構

此外，根據中國食物成分表的檢測數據，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，具有更高的營養價值。

白砂糖&赤蘚糖醇

白砂糖是居家烹飪常用的調味品之一，其主要成分是蔗糖。白砂糖在人體消化系統內經過消化液分解成為果糖和葡萄糖，經過小腸吸收。由于口腔的細菌可將食物中的蔗糖成分轉換成酸，從而侵蝕牙齒的琺瑯質,所以食用過多白砂糖會產生蛀牙。此外，每100g白砂糖中有99.9g碳水化合物，擁有400大卡熱量，攝取過量容易引起肥胖。圖5為通過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構。

圖5 KYKY-EM6900觀察白砂糖晶體顯微結構

赤蘚糖醇是一種當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KYKY掃描電子顯微鏡放大后的赤蘚糖醇，赤蘚糖醇擁有對稱的四碳糖醇結構，該分子形成的宏觀晶體結構在電鏡觀察下并不是較為規整的幾何形狀。因為人體內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，對他們來說是較為健康的選擇。

圖 6 KYKY-EM8000觀察赤蘚糖醇晶體顯微結構

KYKY掃描電子顯微鏡

以上所有顯微圖片均由KYKY-EM8000場發射槍掃描電鏡以及KYKY-EM6900鎢燈絲掃描電鏡拍攝。

KYKY-EM8000場發射槍掃描電鏡

分辨率達到1.5nm
低壓快速成像
放大倍數8X-800000X可調

KYKY-EM6900鎢燈絲掃描電鏡

分辨率達3nm，成像質量好
翻開式預對中鎢絲陰極，可選配六硼化鑭
性能優異，具有一鍵成像功能

中科科儀在電子光學領域持續耕耘，致力于掃描電子顯微鏡產品的研制開發與技術升級，于1975年成功研制我國第一臺掃描電鏡，2014年成功研制我國第一臺場發射槍掃描電鏡，不斷抒寫國產電鏡的傳奇。

參考文獻：

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

[2]岳奎元. (1985). 大米表面的顯微觀察. 四川農業科技(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. 廣西大學學報：自然科學版, 21(2), 4.