糖產業科普教案

     主題:操作顯微鏡觀察糖晶粒與探討顯微特性

教學目標

顯微鏡是科學觀察裡重要的放大工具,坊間充滿了各種不同功能的顯微鏡,從小 倍率的放大鏡、較高倍率的立體顯微鏡到高倍率的偏光顯微鏡,甚至到昂貴的「電 子顯微鏡」設備,台灣糖業研究所蒐藏著多款的光學顯微鏡,有 40 年代的蔡司骨董級顯微鏡,從照片裡還可見到研究所利用糖度計,是為了解「具光學活性」的物質-「蔗糖」,其具有旋轉偏光面的能力,此須借重光學儀器加以測量,分析蔗 糖所用的光學方法值得大家一同學習。

教學教材

3 台手持式顯微鏡(最高倍率 40 倍,內含有毫米等級之微小刻度) 1 台蔡司製立體顯微鏡(最高倍率 80 倍,具顯微影像擷取功能)
1
Nikon 偏光顯微鏡(最高倍率 1,000 倍,具顯微影像擷取功能) 照片數張(包含研究員用糖度計觀察及使用顯微鏡)

三、教學內容

()蔗糖特性的介紹 蔗糖是一種雙醣(葡萄糖+果糖),晶體白色,具有旋光特性,但無變旋特性。

易被酸水解,水解後產生等量的 D-葡萄糖和 D-果糖。不具還原性。發酵形成的焦 糖可以用作醬油的增色劑。

蔗糖是光合作用的主要產物,廣泛分布於植物體內,特別是甜菜、甘蔗和水 果中含量極高。其原料主要從甘蔗(Saccharum spp.)和甜菜(Beta vulgaris)植物 而來。將甘蔗或甜菜用機器壓碎,收集糖汁,過濾後用石灰處理,除去雜質,再 用二氧化硫漂白;將經過處理的糖汁煮沸,抽去沉底的雜質,刮去浮到面上的泡 沫,然後熄火待糖漿結晶成為蔗糖。

人們的食糖,根據純度來分從高到低為:冰糖(99.9%)、白砂糖(99.5%)、 綿白糖(97.9%)和赤砂糖(稱紅糖或黑糖)(89%)。

()粗糖製程介紹 

()蔗糖結晶顆粒的顯微觀察

1.光學顯微鏡介紹

光學顯微鏡

廠牌

倍率

運用介紹

手持式單鏡顯微鏡 Compound Microscopy

日本 Peak shop

單一倍率:40 倍率

內附尺規(0.1 公分 刻度),但無法捕捉 顯微像

立體顯微鏡

德國蔡司

可調倍率:最高至 80 倍率

可補足顯微像

IMG 3517圖一

 

stereo discovery v8 stage

圖二

 

四、教學問題

()()一根自己頭髮,請同學使用手持式單鏡顯微鏡觀察毛髮細微結構()接上,透過顯微鏡內的尺規(刻度)量出頭髮的粗細(直徑)

()()一根自己頭髮,請同學操作立體顯微鏡觀察毛髮細微結構()接上,利用立體顯微鏡拍攝毛髮微結構,運用標準尺(最小刻度 0.01 mm)來量 出頭髮的粗細(直徑)

()()一、二顆糖顆粒,請同學使用手持式單鏡顯微鏡觀察糖粒結晶狀況()接上,透過顯微鏡內的尺規(刻度)量出糖粒大小

()()一顆糖粒,請同學操作立體顯微鏡觀察它的微結構()接上,利用立體顯微鏡拍攝糖粒微結構,運用標準尺(最小刻度 0.01 mm)來量 出它的大小。 

sugar 20X

立體顯微鏡(20 倍率)拍攝糖粒結構