隨著激光共聚焦掃描顯微鏡技（jì）術的迅猛發展，其應用（yòng）已深入到工業、農業、通訊、軍事、科學（xué）研究等各個領域，在食品領域也開始將其用於新產品的開發以及對已有產品的分析中。特別是近年來（lái）這種技術越來越受到食品科學家（jiā）的重視，在食品研究中顯示出其獨特的優（yōu）勢。

激光共聚焦掃描顯微鏡是20世紀（jì）80年代中期發（fā）展起來（lái）並得（dé）到廣泛應用的新（xīn）技術，它（tā）是激光、電子攝像和（hé）計算機圖像處理（lǐ）等現代高科技手段滲透，並與傳統的光（guāng）學顯微鏡結（jié）合產生的先進（jìn）的細胞分子生物學分析儀器，在生物及醫（yī）學領（lǐng）域（yù）的（de）應用越來越廣泛，已（yǐ）經成為生物醫學實驗研究的必備工具。

一、激（jī）光共（gòng）聚焦掃描顯微鏡的原理

在傳統光學顯微鏡基礎上，激光共聚焦掃（sǎo）描顯微鏡用激光作為光源，采用共扼聚焦原理和裝置，並利用計算機對（duì）所觀（guān）察的對（duì）象進行數字圖像處理觀察、分析和輸出。其特點是可以對樣品進行斷層掃描和成像，進行無損傷觀察和分析樣品的三維（wéi）空間結構（gòu）。

在普通寬（kuān）視（shì）野光學（xué）顯微鏡中，整個標本全部都被水（shuǐ）銀弧光燈或氙燈的光線照明，圖像可以用肉眼直接（jiē）觀察。同時，來自焦點以外的其他區域的熒（yíng）光對結構（gòu）的幹擾較大，尤其是標本的（de）厚度在2um以上時，其影響更為明顯。

激光共聚焦顯微鏡脫離了傳統光學顯微鏡的場光（guāng）源和局部平麵成像（xiàng）模式，采用激光（guāng）束作光源，激光束經照明針孔，經由（yóu）分光鏡反（fǎn）射（shè）至物鏡，並聚焦於樣品（pǐn）上，對標本焦（jiāo）平（píng）麵上每一點進行掃描。組織樣品中如果有可被激發的熒（yíng）光物質，受到激發後發出的熒光經原來（lái）入射光路直（zhí）接反向回到（dào）分光鏡，通（tōng）過（guò）探測針孔時先聚焦，聚焦後的光被光電倍（bèi）增管(PMT)探測收集，並將信號輸送到計算機，處理後在（zài）計算機（jī）顯示器上（shàng）顯示圖像（xiàng）。在這個光路中，隻（zhī）有在焦平麵的光才（cái）能穿過探測針孔，焦平麵以外區域射來的光線在探測小孔平麵是離焦的，不能通過小孔。因此，非（fēi）觀察點的背景呈黑色，反差增加，成像清晰。由於照明針（zhēn）孔與探測針孔相對於物鏡焦（jiāo）平麵是共軛的，焦平麵上的點同時聚焦於照明針孔與探測針孔（kǒng），焦平麵以外的點不會在探測針孔處成像，即共聚焦。以激（jī）光作光源並對樣品（pǐn）進行掃描，在此過程中兩次聚焦，故稱（chēng）為（wéi）激光共聚焦掃描顯微鏡(圖1)。

二、激光共聚焦掃描顯微鏡在食品中的（de）應用

食品科（kē）學家在產品開發，質（zhì）量控製（zhì）和基（jī）礎研究方麵麵臨（lín）眾多困（kùn）難，LCSM使許多重要現象的研究成為可能，如組分的可（kě）混性，物理聚集和絮凝，相分離以及添加劑和加工條件等對結構的影響（xiǎng）等。該技術目前在國外（wài）的食品領域研究中（zhōng）已有大量文獻報道，但在國內研究中較少。

三、研究食（shí）品（pǐn）的乳化性能及穩定性

食品的乳（rǔ）化性能決定（dìng）了（le）許多食品的結構、口感和穩定性，因此（cǐ）了解（jiě）食品體（tǐ）係中不同乳化劑的作用十分重要。LCSM打破了傳統的觀察（chá）界麵上的兩（liǎng）相分布（bù）的方法，由於LSCM可以同時觀察（chá）多個熒光通道，利用不同的染色劑分別對（duì）幾種乳化劑染色，通過（guò）改變酯類的濃度就可動態地（dì）觀察（chá）乳化劑的取代過（guò）程，采用三維（wéi）重建還能觀察到乳狀液的空間分布。

 

四、研究食品原料或成分的微觀結（jié）構

利用激光（guāng）共聚焦掃描顯微鏡進行食品（pǐn）原料或成分的結構研究，對食品結構（gòu）進行二維和三維的分層掃描，從而獲得食品微觀結構的形態及二維和三（sān）維量化（huà）指標等。通過LCSM掃描觀察小麥、馬（mǎ）鈴薯、玉米等各（gè）種穀物澱粉顆粒，可以得到不同（tóng）產地或不（bú）同加工工藝的穀物澱（diàn）粉的微觀結構，從（cóng）而研究各種澱粉的結構與其性質（zhì）的關係；利用LCSM研究果（guǒ）蔬的細胞結構，通（tōng）過構造三維圖片觀察果蔬細胞的層（céng）次結構，進而研究果蔬貯藏過程中的性質及變（biàn）化（huà）。

五（wǔ）、研究（jiū）食品加（jiā）工過程的結構變化

激光共聚焦掃描顯微鏡技術可用於動態地（dì）觀察食品在加工過程中的結構狀態的變化及流變學特性等。利用LCSM可以檢（jiǎn）測（cè）到麵筋蛋白結構的變化過程，並能（néng）觀察麵團醒發過程中（zhōng）特定添（tiān）加劑在麵團中的位置（zhì）。此外，LCSM還被用於研（yán）究流態食品凍結過程中蛋白質的結構變化。

 

六、研究食品（pǐn）的凝膠結（jié）構

利用LCSM研究食品（pǐn）蛋（dàn）白凝膠體係中的蛋白（bái）聚集（jí）物凝膠的形成，分析其凝（níng）膠網絡三維結（jié）構的差異，得出凝膠的微（wēi）觀結構特性，進一（yī）步分析（xī）食品的口感（gǎn）及功能特性差異。LCSM在研究各種凝膠的微觀結構方麵有獨特的優勢，尤其在各種動物（wù）蛋白凝膠（jiāo）體係中，LCSM能夠（gòu）獲得具有高清晰微觀結構的圖片，因（yīn）此在國外（wài）被廣泛（fàn）應用於（yú）肉製品蛋白或蛋白混合（hé）凝膠的結構及形成機理研究中（zhōng）。

七

激光共聚焦掃（sǎo）描顯微鏡作為新興的儀器分析技術，不但在生物醫學領域發揮了（le）巨大的作用，在食品（pǐn）領域也有著越來越廣泛的應用。LCSM不僅為食品科學家研究傳統的（de）食品組織結構提供了方便，而且使食品研究進入（rù）到微觀體係結構研究（jiū）的（de）新領域。食品科學家們利（lì）用LCSM的（de）無（wú）損傷光學切（qiē）片、三維重建、動（dòng）態（tài）追蹤等特點能觀察到食品化學微觀的不均一性，食品微生物的活性，組（zǔ）織的生物構造及酶的活性。隨著LCSM技術的不斷完善，它在食品領（lǐng）域中的作用也會越來越突出。