糧食豐收的季節(jié)快到了

民以食為天

立秋之際

島津帶大家了解一下每天必吃的糧食

　　大米，來源于稻子。

　　亞洲很多國家都有以大米為主食的習(xí)慣，尤其是處于東亞的我國和日本。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們越來越注重食物的營養(yǎng)和口味，對待主食亦是如此。

　　一般判斷食物的好壞，首先看外觀，例如下面這兩粒未加工稻米，也可稱為谷粒，或籾（ní）粒。

　  肉眼觀察其外觀，顯然左邊的谷粒更加飽滿，右邊的谷粒癟瘦。

　　那么，它們的穎殼（谷殼）下面是怎樣的？

　　過去我們可以用切割研磨的方法剖出斷面，然后用光學(xué)顯微鏡仔細(xì)去觀察它的組織狀態(tài)，但是被研磨掉的部分就無法觀察了，而且在切割研磨過程中，斷面位置的結(jié)構(gòu)可能不能反應(yīng)它的原始狀態(tài)。

　　現(xiàn)在，我們可以利用工業(yè)CT像看VR一樣看到谷粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

　　還是上面的兩顆谷粒。

圖2 健康籾粒的CT圖像

圖3 發(fā)育不良籾粒的CT圖像

　一般來說谷粒的結(jié)構(gòu)如圖2右下角圖。谷粒外層的殼稱為穎殼，向內(nèi)依次是皮層，作用是保護(hù)內(nèi)部組織，皮層內(nèi)有胚芽和胚乳。這里復(fù)習(xí)一下中學(xué)知識，胚芽就是發(fā)育成芽和根的部分，胚乳主要給胚芽發(fā)育提供養(yǎng)分。

　　穎殼之下的米就是我們常說的糙米，糙米如果脫去皮層和胚芽，剩下的就是精白米。也就是胚乳部分。皮層含纖維素、脂肪，蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)較多，胚芽富含蛋白質(zhì)、脂肪、可溶性糖、維生素、谷維素、硒、糠醛、三價鉻、纖維素、核酸酶、微量元素等物質(zhì)，小小胚芽所含的營養(yǎng)物質(zhì)占整粒稻谷的約70%。如果加工時不去除胚芽，那么成品俗稱“胚芽米”（學(xué)名“留胚米”）。所以要多吃糙米或胚芽米。

※糙米、胚芽米、精白米，是不同加工工藝下的產(chǎn)物。

　　看看圖2和圖3，顯然健康的谷粒（圖2），糙米很飽滿，與穎殼之間的間隙也小一些，發(fā)育不良的谷粒（圖3）糙米和穎殼的間隙要大很多。但是兩者該有的部分一個都不少，結(jié)構(gòu)上也沒有大裂隙。

　　接下來用放大掃描的功能看看胚芽部分的細(xì)節(jié)，如圖4：

圖4 圖2中健康谷粒的胚芽圖像

　　在圖2中看上去質(zhì)地均勻的胚芽放大后呈現(xiàn)圖4的結(jié)構(gòu)。圖中可見，胚芽部分放大后可清晰看到細(xì)胞和微米級別的孔隙。

　　為了看上去更加直觀，我們把兩顆谷粒的CT圖像進(jìn)行渲染，得到圖5的效果圖。

　　原來谷粒的內(nèi)部的這個樣子！

　　圖5上部的兩幅圖像分別是健康谷粒和發(fā)育不良谷粒的三維效果圖。下面的兩幅分別是將各自的穎殼半透明處理后糙米的樣子。

　　同時在胚芽位置進(jìn)行剖視，可以看到胚芽的斷面圖像。

圖5 健康谷粒（左邊上下）和發(fā)育不良谷粒（右邊上下）

　　我們除了將谷粒的內(nèi)部信息進(jìn)行無損的可視化處理，還可以對其進(jìn)行量化比較。這里省略細(xì)節(jié)處理過程。

　　經(jīng)過分析，發(fā)育良好的谷粒的體積是發(fā)育不良的谷粒體積的1．5倍；而且，兩者的胚芽體積，都占其整體的0．5％。雖然組成部分一個都不少，但是顯然發(fā)育不良的谷粒胚芽還是比健康谷粒的小很多，那么營養(yǎng)方面就大打折扣。體積方面的分析計算只是其中之一，對于物理結(jié)構(gòu)上其他的量化分析，比如孔隙率在這里就不贅述。

　　這次試驗的儀器是島津微焦點X射線CT設(shè)備inspeXioSMX-100CTPlus

島津微焦點X射線CT設(shè)備inspeXioSMX-100CTPlus

　　這款設(shè)備雖然是工業(yè)CT，但是因為其分辨率高于醫(yī)用設(shè)備，所以用來觀察稻谷這樣的小東西正合適。

　　文明的進(jìn)步，不光體現(xiàn)在科技的發(fā)展，還作用于人類生活的各個方面。其中，食物品質(zhì)的提高，多樣化，風(fēng)味和口感的進(jìn)步，無一不顯示著文明的進(jìn)化。工業(yè)CT能夠用于食物方面的研究也是這一進(jìn)化的體現(xiàn)。

　　島津的宗旨是：為了人類和地球的健康。我們的愿望是：世界因我們而更加健康！