Application of microscopy methods to assess the quality and authenticity of plant products

Микроскопия используется в различных отраслях пищевой промышленности. Применяются многочисленные виды микроскопии, начиная от классической световой до электронной и атомной, а также их сочетания с химическими, иммунохимическими и физическими методами. Спектр анализируемых пищевых продуктов увеличивается с каждым годом, поскольку эти методы позволяют проследить за текстурой и структурой пищевой матрицы в процессе различных технологических обработок, в условиях хранения, а также осуществить оценку подлинности готовых продуктов. Представленный обзор посвящен анализу и структурированию литературных данных по выявлению микроструктурных элементов, ответственных за качественные показатели продуктов растительного происхождения. При хранении овощей и фруктов при пониженных температурах (до 0 °С) наблюдались метаболические нарушения цитомембраны и формы крахмальных зерен, плазмолиз. Замораживание и высушивание овощей и фруктов могли быть связаны с еще более разрушительными процессами в отношении как клеточной стенки, так и клеточных органелл. При этом различные способы подготовки растительного материала и сочетания физических видов воздействия существенно влияли на его структурную и текстурную сохранность. Термическая обработка растительных тканей связана с набуханием и расслоением клеточных стенок с последующей их деградацией, влиянием на сохранность, биодоступность и биоактивность основных макронутриентов (белков, углеводов, пищевых волокон), а также структурную стабильность различных биологически активных соединений. В результате проведенных микроскопических исследований, а также с учетом физико-химических показателей можно сделать выводы о наиболее щадящих режимах термической обработки с целью сохранения пищевой ценности этих продуктов. Классическая световая микроскопия оказалась незаменимой при контроле эффективности процессов биотехнологической и химической обработки, как в продуктах, так и в дисперсионных системах. Микроскопические методы выявления фальсифицированных продуктов использовались уже давно. В настоящее время их возможности только расширяются, так как видовые различия растительных тканей, клеточных структур позволяют быстро и дешево выявить контрафактную продукцию. Microscopy is used in various branches of the food industry. Numerous types of microscopy are used, ranging from classical light to electron and atomic, as well as their combinations with chemical, immunochemical and physical methods. The range of analyzed food products is increasing every year, since these methods make it possible to monitor the texture and structure of the food matrix during various technological treatments, storage conditions, and also assess the authenticity of finished products. The presented review is devoted to the analysis and structuring of literature data on the identification of microstructural elements responsible for the quality indicators of products of plant origin. When storing vegetables and fruits at low temperatures (up to 0 °C), metabolic disturbances of the cytomembrane and the shape of starch grains, and plasmolysis were observed. Freezing and drying of vegetables and fruits could be associated with even more destructive processes in relation to both the cell wall and cell organelles. At the same time, various methods of preparing plant material and combining physical types of influence significantly influenced its structural and textural preservation. Thermal treatment of plant tissues is associated with swelling and stratification of cell walls with their subsequent degradation, affecting the safety, bioavailability and bioactivity of the main macronutrients (proteins, carbohydrates, dietary fiber), as well as the structural stability of various biologically active compounds. As a result of the microscopic studies carried out, as well as taking into account physicochemical indicators, conclusions can be drawn about the most gentle heat treatment modes in order to preserve the nutritional value of these products. Classical light microscopy has proven indispensable in monitoring the effectiveness of biotechnological and chemical processing processes, both in products and dispersion systems. Microscopic methods for identifying counterfeit products have been used for a long time, but even now their capabilities are only expanding. Since species differences in plant tissues and cellular structures make it possible to quickly and cheaply identify counterfeit products.