掃描電鏡能夠揭示顯微性質(zhì)和顆粒的變化信息,這些變化對于食品的結(jié)構(gòu)性質(zhì)會產(chǎn)生影響。掃描電鏡所能獲取的信息包括化學(xué)成分、形態(tài)及污染物鑒定。掃描電鏡常常和X射線能譜儀(EDS)聯(lián)用來進(jìn)行Mapping及污染分析。SEM產(chǎn)生的信號信息包括二次電子和背散射電子,二次電子成像能夠獲取樣品表面的高分辨率圖像,分辨率一般小于1nm。背散射電子成像對于提供樣品中不同元素的分布信息是特別有用的,因?yàn)楸成⑸潆娮有盘柕膹?qiáng)度與樣品的原子數(shù)密切相關(guān)。
先前,大多數(shù)臺式電鏡都是低真空儀器,因?yàn)樵S多材料都是非導(dǎo)電、真空敏感和電子束敏感的。此外,早期的臺式電鏡只有一種加速電壓,因此限制了分辨能力。目前,隨著技術(shù)的進(jìn)步,臺式電鏡可以提供3種不同的加速電壓,具備低真空和高真空模式,可以檢測二次電子和背散射電子。這些特征使得用戶可以使用臺式電鏡分析范圍更廣的樣品,并獲取高分辨率的圖像,技術(shù)的進(jìn)步對于食品分析也帶來了特別的優(yōu)勢。例如,利用新型臺式電鏡分析花生醬可以揭示樣品的形態(tài)特征,如花生大小的一致性,或罐裝產(chǎn)品中的氣孔。
試樣的最大尺寸和可移動范圍是同等重要的因素。普通的掃描電鏡可以用來分析和鞋子一樣大的樣品。早期的臺式電鏡僅僅可以分析直徑不超過25mm的樣品,但是新型臺式電鏡能夠容納直徑達(dá)70mm、厚度達(dá)50mm的樣品。隨著對樣品尺寸限制的減小,臺式電鏡可分析的樣品種類也有很多了,并減少了樣品制備的時(shí)間。儀器制造商也提供了更大的樣品移動范圍,允許儀器操作人員控制樣品臺在X/Y軸方向的移動,以便能夠觀察到更大的樣品區(qū)域。
在食品分析領(lǐng)域,食品包裝分析依然是一個(gè)十分重要的組成部分,并且顯微鏡是分析食品包裝材料的常用工具,并經(jīng)常結(jié)合其他技術(shù)來檢測缺陷,包括分析包裝罐的腐蝕、泄露,或分析多層膜材料。由多層膜材料組成的塑料包裝經(jīng)常依靠熱封技術(shù)來封裝產(chǎn)品??茖W(xué)家能夠利用偏光顯微鏡和傅里葉變換紅外光譜及熱臺技術(shù)來分析不同的膜層。利用掃描電鏡分析包裝材料,能夠放大觀察其微觀性質(zhì)的變化,以及對包裝性質(zhì)產(chǎn)生影響的顆粒。目前臺式電鏡能夠提供從10倍到6萬倍的放大倍數(shù),分辨率在30nm。
對樣品本身所含的元素進(jìn)行鑒定及污染物質(zhì)的鑒定同樣重要。X射線能譜儀(EDS)到目前還只能在普通電鏡上使用,當(dāng)前臺式電鏡完全整合了硅漂移探測器(SDD),能夠進(jìn)行元素分析。用戶只要按一個(gè)按鈕,就能獲得元素定量分布圖,生成光譜數(shù)據(jù)和檢測相對濃度變化。這些功能使科學(xué)家能夠充分分析他們的樣品并立即獲取結(jié)果。在食品分析領(lǐng)域,EDS是鑒定產(chǎn)品當(dāng)中無機(jī)元素的有力工具,并在檢測物理污染物方面頗具優(yōu)勢。
質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行快速、定性觀察的能力對于提高效率至關(guān)重要。對于所有的材料和食品,任何在形態(tài)上的微小變化,都會影響產(chǎn)品的流變性和效用。目前臺式電鏡性能的提升使質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)室能夠快速準(zhǔn)確的在各種環(huán)境條件下進(jìn)行樣品成像,使得科學(xué)家能夠立即進(jìn)行質(zhì)量評估,節(jié)省時(shí)間和成本。在分析監(jiān)測中收集的數(shù)據(jù)可以馬上用來改進(jìn)制造工藝,防止今后發(fā)生類似的問題。