食品多孔固体的显微计算机断层扫描（μCT）：为什么样品制备很重要

《Journal of Food Measurement and Characterization》：Micro-computed tomography (μCT) of food cellular solids: why sample preparation matters

　　

摘要

微计算机断层扫描（μCT）为食品及其他生物样本的结构特征研究提供了有价值的见解。然而，含水量较高和/或结构紧密堆积的样本（如食品细胞固体）会导致扫描图像中相关结构特征与背景之间的对比度有限。尽管在扫描前干燥样本可以提高对比度，但同时也可能导致微结构破坏或变形，从而降低所得图像的准确性和实用性。因此，本研究系统地调查并开发了样本制备策略和方案，以在保持食品细胞固体样本完整性的同时获得高对比度断层图像。选取双孢蘑菇和蚝菇两个蘑菇物种作为模型食品细胞固体，因为其孔隙率（约0.5与约0.35）和比容（约1.17与约1.02 cm³/g）存在差异。使用福尔马林对样本进行固定，并在浓度逐渐增加的乙醇溶液中进行脱水。随后评估了不同的干燥方法，包括使用手动和自动设备进行临界点干燥，有和无静水压力条件。通过视觉检查和μCT成像对样本进行评估。使用自动临界点干燥仪在静水压力模式下干燥的样本最有效地保存了体内状态的结构特征。所得μCT图像显示出改进的对比度，使微结构参数的更准确量化成为可能。相比之下，有限或无样本制备相对于充分干燥的样本会导致孔隙率被低估和曲折度被高估。总体而言，结果表明固定、乙醇介导的水替代以及带静水压力条件的临界点干燥是准确表征细胞食品微结构的μCT关键步骤。