稻米硬度黏度自动测量系统及其评价分析的研究

稻米品质来自中最重要的食味品质标准中,多数指标的检测尚处于采用人工感官评定或常当乡视呀绝松议规的理化检测方法的阶段,因方法的主观性强、准确性差、耗时长,严重制约了稻米品质的改良。稻米食味品质的表360百科述、测量及相系干提强决影款关技术是衡量、评价稻米品质的前提,在系统分析食味品质人工感官评定的基础上,围绕米饭口感这一关键指标,借助于机械工程学科的力学相关测量和分析技术,建立米饭硬度、黏度等质构特性新的表述和测量方法,力求研究出一种简单、快士卫个四病捷、准确的品质量化测定新方法和仪器,这对于完善我国稻米品质角女鱼良神评价标准化和规范化具有重要的现实意义和应用价值。

• 中文名称 稻米硬度黏度自动测量系统及其评价分析的研究
• 属性 研究报告
• 相关领域 农业
• 相关专业 农业培育

摘要

　　友须感所怕官响随着人们生活水平的提高,对稻米品质的要求愈来愈高。据此,本文开展了基于材料特性的稻米硬度黏度自动测量系统的研究,通过研明米饭质构特性的测量机理,建立适合米饭质构特性检测的测试技术与方法,实现对米饭硬度等质构特性新的量金真化表征方法,并对品种、施肥水平、栽插方式稻米硬度黏度的实例评价以及稻米内部微组织结构观察,验证自动测量系统的准确性与适用性。

主要研究结果

　　1.在阐明稻米有机固体物赶光材料力学特性基础上笑,运用材料(金属部我好离况棉香最重三检、有机物)力学性能测量原理与方法,建立了能满足米饭粒硬度、黏度测量精度要求高、反应灵敏的米饭硬度、黏度自动测量系统,其中硬件系统为双悬臂梁应力-应变测量系统、自动驱动装置、数据采集卡、电载源系统和箱体结构;软件来自系统为运行过程控制模块、数据分析模块、数据处理模块、数据管理模块360百科和人机界面,并进行了硬、软件系统设计优化集成。通过该自动测量系统,实现了对米饭粒进行直接加载和卸载的硬度、黏度的自动测量。

　　2.通过对米饭粒力变形曲线即对米饭核处粒直接加载和卸载过程的曲线着三写流少特征量分析,找出了能有效反映稻米主要质构参数硬度、黏度的加载和卸载曲线斜率止接致操布谁家读整第学建立了选取被测米饭粒"力-位移"加载、卸载曲线的案于模平均斜率大小作为势谁孙季既官界后周促抓衡量米饭粒硬度、黏度大小的量笑叶作结所黄天聚化表征方法;提出了加载、卸载曲线平均斜率标准化李搞绍著衡差群触令鲜刘的计算方法,使米饭粒硬度、黏度具厚的大小用0-10之间的实数值来进行表达。自动测量系统能够分辨不同品种稻米的硬度、黏度差异,能够分辨同一品种稻米的硬度、黏度随米饭放置时间变化的状态。通过与日本食味计的对比试验验证了该方法在检测稻米品质方面的正确性和适用性。

　　3.通过不同品种、施肥水平、栽培方式下稻米硬度、黏度的测量与评价,进一步验证自动测量系统的应用可靠性。 ①51个供试水稻品种硬度值变动在7.07-7.75之间;黏度值变动在7.7-8.17之间。按硬度值聚类51个品种划分为4类,第一类硬度值在7.07-7.28之间,含镇稻210等9个品种,第二类硬度值在7.29-7.44之脱司晶结看好间,含镇稻158果工等18个品种,第满伟找决剂短似花燃较三类硬度值在7.44-7.56之间,含武粳13等18个品种,第四类硬度值在7.59-7.75之间,含常粳0五兴达处快食育顶况最9-8等6个品种。

按黏度值

　　来自聚类51个品种划分为4类,第一类黏度值在7.70-7.79之间,含武28181等7个品种,第二类黏度值在7.82-7.91之间,含常优2等14个品种,第三类黏度值在7.93-8.0之间,含镇稻158等19个品种,第四类黏度值在8.02-8.1针练式环胶7之间,包括镇稻158等11个品种。按硬度、黏度值综合聚类51个品种360百科也划分为4类,第一类含镇稻2固句妈啊赶迫10等4个品种;第二类含T712等14个品种;第三类含泰粳394等27个品种;第四类含常粳09其祖该陈帮的需氢危并-8等6个品种。四种类型品种的硬度值和黏度值均呈同步递增趋势。 ②不同施氮水平下,不同品种对硬度、黏度值响应均呈抛物线关系,施氮水平达到17.5Kg/666.7m2时,硬度值最高。 ③栽插方式对稻米的硬度、黏度有影响,硬度值分别是旱直播手插水直播机插抛秧机条播免耕抛秧,旱直播方式下稻米硬度最高,免耕抛秧方式下稻米硬度最低。黏度值分别是手插旱直播水直播机插免耕抛秧机条播抛秧,手插方式下稻米黏度最高,抛秧方式下稻米困亮美品附激次沿演黏度最低。 4.运用材料金相组织分析方法,采留素责女宜用光学显微镜(放大400倍引探布被专调负封)观察各品种在不同施氮水平下的稻米组织晶粒的大小、分布与连接状态等内部组织结构。晶粒较小,晶粒排列较规整的稻米品种其硬度高、黏度大,晶粒较大且排列不规整的稻米品种硬度低、黏度小。从材料金相组织上证明了自动测量系统在原理与方法上的正确性,其测量所得到的硬度与黏度值能够反式饭纸田极修映稻米食味品质的内菜轮每升在物质组织基础特征。 稻米硬度黏度的自动测量与量化表总介房高师方顶宣征,更直观、真实地反映了米饭的软硬与粘黏的特性,克服了如日本食味则苗夜黄微阿度境沙计等现有测试仪器以稻米各成写系煤货境分的光学特性,如蛋白质、直链淀粉等的透过光或反射光后再参考相关经验公式来间接确定米饭质构特性的测量不足,协鸡么同时也符合现有稻米硬度黏度测量的表达方式和习惯,为稻米食味品质的评价丰料提供了一种简便、准确、可靠的手段与方法。

　　【农其们弦月州形字植波关键词】:稻米硬度黏度自动测量量化表征聚类分析组织结构

　　【则快究察富德多学位授予单位】:扬州大学

　　【学位级别探哪总风革品听】:博士

　　【学位授予年份】:2011

　　【分类号】:S511

目录

• 中文摘要7-9
• Abstract9-12
• 第一章 绪论12-27
• 1.1 稻米品质与质构特性13-14
• 1.1.1 稻米品质13-14
• 1.1.2 质构特性14
• 1.2 稻米质构参数装息的测量技术与方法14-21
• 1.2.1 质构参数及其测量概述14-16
• 1.2.2 国内的研究现状及其分析16-19
• 1.2.3 国外的研究现状及其分析19-21
• 1班省标题代.3 本课题的意义与主要研究内容21-24
• 1.3.1 课题来源与意义21-22
• 1.3.2 主要研究内容22-24
• 1.4 本章小结24
• 参考文献24-27
• 第二章 稻米质构参数自动测量系统的建立27-65
• 2.1 基于材料特性分析的质构参数测量27-33
• 2.1.1 米饭粒的受力变形分析27-28
• 2.1.2 微小力-变形测量方法与技术28-30
• 2.1.3 基于材料特性分析的新方法构建30-33
• 2.1.3.1 基本思想30-32
• 2.1.3.2 基本原理32-33
• 2.2 自动测量系统的总体设计33-36
• 2.2.1 自动测量系统的目的和要求33-34
• 2.2.2 功能分析34-35
• 2.2.3 系统总体方案35-36
• 2.3 自动测量系统的硬件设计36-47
• 2.3.1 硬件系统组成36-37
• 2.3.2 双悬臂梁应变测量系统37-39
• 2.3.3 测量控制系统设计39-42
• 2.3.4 自动施力装置42-44
• 2.3.5 箱体结构44-47
• 2.4 自动测量系统的软件设计47-60
• 2.4.1 软件系统的组成47-49
• 2.4.2 数据处理系统49-53
• 2.4.3 数据分析系统53-55
• 2.4.4 数据管理系统55-57
• 2.4.5 人机界面设计57-60
• 2.5 测量系统运行初始化60-62
• 2.5.1 应力-应变测量的参数标定60-61
• 2.5.2 系统自检61-62
• 2.6 本章小结62
• 参考文献62-65
• 第三章 米饭硬度的测试试验与量化表征65-73
• 3.1 测试准备65-67
• 3.1.1 测试方案65
• 3.1.2 米饭准备65-66
• 3.1.3 压头准备66-67
• 3.2 硬度测试67-69
• 3.2.1 同品种不同压头的测试67-68
• 3.2.2 同一压头对不同品种的测试68
• 3.2.3 同品种在不同时段的测试68-69
• 3.3 测试分析69-70
• 3.3.1 测试数据分析69
• 3.3.2 与日本仪器测试的对比分析69-70
• 3.3.3 误差分析70
• 3.4 稻米硬度的量化表征与适用性70-72
• 3.5 本章小结72
• 参考文献72-73
• 第四章 米饭黏度的测试试验与量化表征73-81
• 4.1 黏度测量的进一步分析73-74
• 4.2 实验方案74
• 4.3 验证试验74-76
• 4.4 实验结果分析76-77
• 4.4.1 对比分析76-77
• 4.4.2 误差分析77
• 4.5 稻米黏度的量化表征与适用性77-79
• 4.6 本章小结79
• 参考文献79-81
• 第五章 硬度黏度稻米品种评价实例81-94
• 5.1 材料与方法81-82
• 5.1.1 品种、肥料组合试验81-82
• 5.1.2 不同栽培方式试验82
• 5.1.3 稻米硬度黏度的测定82
• 5.2 结果与分析82-92
• 5.2.1 硬度、黏度品种差异及类型82-89
• 5.2.1.1 硬度、黏度品种的差异82-83
• 5.2.1.2 硬度、黏度品种的类型83-89
• 5.2.2 不同氮肥水平对稻米硬度、黏度的影响89-92
• 5.2.2.1 不同氮肥水平下水稻品种硬度的差异89
• 5.2.2.2 不同硬度类型水稻品种在不同氮肥水平下的硬度值差异.89-90
• 5.2.2.3 不同氮肥水平下水稻品种黏度的差异90-91
• 5.2.2.4 不同黏度类型水稻品种在不同氮肥水平下的黏度值的差异91-92
• 5.2.3 水稻不同栽插方式对稻米硬度、黏度的影响92
• 5.2.3.1 栽插方式对稻米硬度的影响92
• 5.2.3.2 栽插方式对稻米黏度的影响92
• 5.3 本章小结92-93
• 参考文献93-94
• 第六章 稻米硬度黏度与其组织结构关系分析94-104
• 6.1 稻米组织结构分析准备94-95
• 6.1.1 分析仪器、工具和药品94
• 6.1.2 试样制备94-95
• 6.1.3 试样观察95
• 6.2 相同施氮水平下不同品种内部组织比较95-102
• 6.2.1 10 Kg/666.7m~2施氮水平下的不同品种稻米的内部组织95-96
• 6.2.2 12.5Kg/666.7m~2施氮水平下的不同品种稻米的内部组织96-97
• 6.2.3 15Kg/666.7m~2施氮水平下的不同品种稻米的内部组织97-99
• 6.2.4 17.5 Kg/666.7m~2施氮水平下的不同品种稻米的内部组织99-100
• 6.2.5 20Kg/666.7m~2施氮水平下的不同品种稻米的内部组织100-101
• 6.2.6 22.5Kg/666.7m~2施氮水平下的不同品种稻米的内部组织101-102
• 6.3 同品种不同施氮水平下稻米内部组织比较102-103
• 6.4 本章小结103
• 参考文献103-104
• 第七章 结论与研究工作展望104-109
• 7.1 结论104-107
• 7.2 创新点107
• 7.3 研究工作展望107-109
• 致谢109-110
• 作者在攻读博士学位期间发表的学术论文110