食品與農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)、口感、營(yíng)養(yǎng)、加工性能和儲(chǔ)藏穩(wěn)定性，與其微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。從淀粉顆粒的糊化、蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的交聯(lián)，到細(xì)胞壁的破裂、脂肪晶體的分布，微觀尺度上的變化直接決定了宏觀性質(zhì)。掃描電子顯微鏡能夠提供遠(yuǎn)高于光學(xué)顯微鏡的分辨率，清晰地展示食品材料的超微結(jié)構(gòu)，是食品科學(xué)領(lǐng)域重要的研究工具。ZEM18臺(tái)式掃描電子顯微鏡，憑借其相對(duì)簡(jiǎn)便的操作和良好的成像能力，為食品研發(fā)、質(zhì)量控制和加工工藝研究提供了微觀尺度的觀察平臺(tái)。
在谷物與淀粉科學(xué)中，SEM常用于觀察不同來(lái)源（玉米、小麥、大米、土豆）淀粉顆粒的形貌、大小和表面特征。天然淀粉顆粒通常呈現(xiàn)特定的形狀，如玉米淀粉的多面體、小麥淀粉的透鏡狀、土豆淀粉的卵圓形。通過(guò)ZEM18，可以清晰地看到顆粒表面的生長(zhǎng)臍輪和可能存在的孔洞。進(jìn)一步觀察淀粉在加熱、糊化、老化過(guò)程中的形貌變化，有助于理解其功能性質(zhì)。例如，觀察糊化后淀粉顆粒的膨脹、破裂和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成；研究不同添加劑對(duì)淀粉回生晶體形態(tài)的影響。
在蛋白質(zhì)研究方面，SEM可以揭示蛋白質(zhì)凝膠、薄膜或纖維的微觀結(jié)構(gòu)。例如，觀察大豆蛋白、乳蛋白在加熱或酸堿處理下形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的致密程度、孔洞大小與凝膠強(qiáng)度相關(guān)。觀察拉絲蛋白的纖維狀結(jié)構(gòu)，評(píng)估其模擬肉質(zhì)的質(zhì)感。對(duì)于干制蛋白粉，可以觀察其顆粒形貌和團(tuán)聚情況，這影響其溶解性和流動(dòng)性。
在脂肪與油脂產(chǎn)品中，雖然常溫下液態(tài)脂肪觀察困難，但SEM可以觀察巧克力、人造黃油、起酥油等固態(tài)脂肪體系中脂肪晶體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通過(guò)適當(dāng)?shù)臉悠分苽洌ㄈ绲蜏財(cái)嗔眩梢哉故局揪w如何形成三維網(wǎng)絡(luò)包裹液態(tài)油，這對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)、抗融性和口感穩(wěn)定性至關(guān)重要。
在果蔬產(chǎn)品中，可以觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)。例如，觀察新鮮果蔬細(xì)胞的飽滿狀態(tài)、細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)；對(duì)比熱燙、冷凍、干燥等加工處理后細(xì)胞壁的坍塌、破裂情況，這直接關(guān)聯(lián)到質(zhì)地的軟硬和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失。觀察果膠等細(xì)胞間物質(zhì)的形態(tài)。
在烘焙食品中，可以觀察面團(tuán)發(fā)酵形成的氣孔結(jié)構(gòu)、面包瓤的蜂窩狀組織，研究不同酵母、工藝條件對(duì)孔洞均勻度和壁厚的影響。觀察餅干斷面的結(jié)構(gòu)，分析其酥脆性。
在乳制品中，可以觀察奶酪的酪蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、其中的脂肪球分布；觀察奶粉顆粒的形態(tài)和表面結(jié)構(gòu)。
使用ZEM18觀察食品樣品，面臨的挑戰(zhàn)主要是樣品通常含有水分、油脂，且不導(dǎo)電。因此，樣品制備是關(guān)鍵，通常包括固定、脫水、干燥和噴金等步驟。固定可采用化學(xué)試劑（如戊二醛）或快速冷凍。脫水常用梯度乙醇或丙酮。干燥方法對(duì)結(jié)構(gòu)保持影響很大，臨界點(diǎn)干燥能較好保持含水樣品的原始結(jié)構(gòu)，但設(shè)備昂貴；冷凍干燥也常用；自然干燥可能導(dǎo)致嚴(yán)重收縮變形。對(duì)于含油樣品，可能需要用有機(jī)溶劑脫脂。最后，必須對(duì)干燥后的不導(dǎo)電樣品進(jìn)行噴金處理，以獲得清晰無(wú)電荷積累的圖像。
ZEM18的低真空模式有時(shí)可以減輕對(duì)樣品導(dǎo)電性的要求，允許在較低真空度下觀察部分干燥的樣品，但為了獲得高分辨率圖像，標(biāo)準(zhǔn)的制樣流程仍然推薦。其操作界面友好，使得食品科研人員能夠相對(duì)獨(dú)立地完成圖像采集。
通過(guò)ZEM18獲得的微觀結(jié)構(gòu)圖像，可以直觀地解釋食品的宏觀性質(zhì)，為新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、配方優(yōu)化、工藝改進(jìn)和質(zhì)量問(wèn)題診斷提供直接證據(jù)。例如，通過(guò)對(duì)比不同工藝生產(chǎn)的同類產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu)，可以找出品質(zhì)差異的根源。因此，ZEM18臺(tái)式掃描電子顯微鏡在食品科學(xué)與工程領(lǐng)域，是一個(gè)連接產(chǎn)品工藝、微觀結(jié)構(gòu)與宏觀品質(zhì)的重要分析工具。
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