随着人们生活水平的提高,对稻米品质的要求愈来愈高。稻米品质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。稻米食味品质的表述、测量及相关技术是衡量、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评价标准化和规范化具有重要的现实意义和应用价值。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。主要研究结果如下：1.在阐明稻米有机固体物材料力学特性基础上,运用材料(金属、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、电源系统和箱体结构；软件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粒直接加载和卸载过程的曲线特征量分析,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建立了选取被测米饭粒“力-位移”加载、卸载曲线的平均斜率大小作为衡量米饭粒硬度、黏度大小的量化表征方法；提出了加载、卸载曲线平均斜率标准化的计算方法,使米饭粒硬度、黏度的大小用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之间,含镇稻158等18个品种,第三类硬度值在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09-8等6个品种。按黏度值聚类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8.02-8.17之间,包括镇稻158等11个品种。按硬度、黏度值综合聚类51个品种也划分为4类,第一类含镇稻210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09-8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,抛秧方式下稻米黏度最低。4.运用材料金相组织分析方法,采用光学显微镜(放大400倍)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映稻米食味品质的内在物质组织基础特征。稻米硬度黏度的自动测量与量化表征,更直观、真实地反映了米饭的软硬与粘黏的特性,克服了如日本食味计等现有测试仪器以稻米各成分的光学特性,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,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提供了一种简便、准确、可靠的手段与方法。