米饭硬度和黏度测量方法及技术的分析.docx

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1、米饭硬度和黏度测量方法及技术的分析       水稻是我国的主要粮食作物，由于人口的巨大压力，长期以来科技人员一直致力于提高水稻产量的研究。随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，对稻米的需求已从单纯的追求数量开始转向为数量质量并举。稻米品质是一个内涵十分丰富的综合概念，涉及加工、外观、蒸煮、食味、安全卫生、营养等方面，对稻米品质的表述、测量及相关技术是衡量、评价稻米品质的重要基础。因此，对于稻米的质构特性检测正越来越受到人们的重视，成为关注和研究的重点。现有的稻米的质构特性如硬度、弹性、黏度等测量方法主要有感官评价法和理化分析法。感官评价是通过人的直接品尝，即官能鉴定。感

2、官评价的具体评定程序按我国GB--T15682-1995稻米蒸煮试验品质评定标准进行，是与对照参比而定，是一个相对值，同时受品尝人员主观判断的影响很大。理化分析法较多通过稻米（饭）的成分，如蛋白质、淀粉、脂肪等进行推测，这方面的研究与应用日本一直处于领先地位，开发了一批综合性测定仪器，如味度计、近红外食味仪和质地分析仪等，近年来又提出了如下5种新方法：①流液图解法；②图像解析法；③用显微镜观察饭粒；④稻米细胞壁的构造；⑤直链和支链淀粉的构造等。其中最为先进的仪器为日本东洋精米机制作所利用电磁波测定反射光强弱开发了“丰田味度仪”，其测定值用“味度值”表示，是利用近红外线测定稻

3、米的各种有效成分。此外，还有几种非破坏性的测定仪器。由此可见，目前对稻米硬度、黏度等品质特性的表述还存在模糊性和不确定性。没有实用、可靠的检测技术和方法。因此，迫切需要加强这方面的基础研究，特别是借助先进的机械科学技术、计量检测技术和信息技术等建立评价稻米品质的技术指标体系，力求研究出一系列简单、快捷、准确的品质测定的量化新方法、新仪器。这对于完善我国稻米品质标准化和规范化、加快优质新品种的培育和推广具有重要的现实意义和应用价值。1 稻米的质构特性与受力变形测量1.1 稻米的质构特性稻米的质构特性是指其弹性、韧性、剪切性等理化指标，它与食味品质（即适口性）密切相关。例如，米

4、饭的硬度、黏度是食味品质的关键指标，直接决定于蛋白质的含量，蛋白质含量越高，米粒的硬度和透明度越大口3。从物理学角度分析，物体的硬度一般用抵抗硬物体压入其表面的能力来衡量。大米黏度是指大米受外力作用移动时，分子间产生的内摩擦力的量度。1.2米饭的受力变形测量特点米饭的弹性、韧性、剪切性等理化指标的测量是通过对其材料的受力、变形来获取的。与金属材料的受力、变形相比较，米饭材料的受力、变形测量具有如下特点：1)测量对象体积小：以食品品质检测为例，一颗米粒的长度为3～8mm。2)测量对象受力小：从目前国内外所做的针对稻米的质构特性测量试验可知，米粒的承载能力有限，其受力范围从几克

5、至几百克不等。3)精度要求高：米饭的受力、变形属于微小力——变形的研究范畴，由于测量结果反映的是米粒在受力过程中的细微变化和差异，所以对测量结果的精确性要求很高。4)反应要灵敏：米粒其质地本身较为疏松，在其受力产生变形时，可能由于其固有特性，导致变形后受力变化不明显。这就要求测量技术手段具有高的灵敏度，便于捕捉米粒受到的微小力、变形的对应关系。5)过程需缓慢：米粒具有体积小、重量轻的特点，这就要求在对其进行质构特性检测的过程中，要对其受力加载一卸载过程进行严格监控，做到精确加载与卸载。6)操作简便性：在对稻米进行品质检测时，通常要针对不同品种、不同培育条件等做大量试验，所以

6、对测量过程本身提出了简便性与可重复性的要求。2微小力——变形的测量方法与技术现状目前，测量微小力的方法基本上归于两大类：①利用功能材料的换能特性，如压电或磁弹性效应来测量力；②通过测量位移（或应变）间接测量力，其中最常用的是电阻应变片、电感传感器和电容传感器。其相关技术主要有：液柱式压力测量、弹性式压力测量、电气式压力测量、利用全息干涉计量、利用激光散斑二次曝光干涉法测量。显然，上述方法与技术主要是针对金属固体材料所设计的。而对于米饭受力变形的测量，至今为止还没有较为成熟和通用的方法和相关技术。目前主要借助于“食品质构仪”，通过对米饭进行“压一静止一拉”的循环，来测定其反作

7、用力参数，用于判定食物的物理咀嚼特性。这主要基于1955年Procter等提出的食品标准咀嚼条件，用接近与口中触感的形式去研究食品的物理性质。之后，Szczeniak等1963年确定了综合描述食品物理性状的“质构曲线解析法(TPA)”。质构仪主要围绕距离、时间、作用力三者进行测试和结果分析，即质构仪所反映的主要是与力学特性有关的食品质构特性。其在进行食品品质评价时，通过不同种类的压缩、切割、挤压和拉伸模具进行测试，得出能够表示一些质构特性及相关关系的一个曲线图。 3 基于材料特性分析的新方法构建由于米饭材料其本质的