CN116754548A - 一种加工稻米留皮度的测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种加工稻米留皮度的测定方法，属于农作物处理技术领域。本发明利用染色法将稻米样品进行染色，稻米的不同结构对染色剂的亲和能力不同，经染色后种皮、糊粉层和胚乳所呈现的颜色不同，通过成像设备获得染色后原始图像，利用图像处理软件增强蓝绿的对比度和亮度，降低紫红色对比度和亮度，使各个颜色突出呈现，便于更好的观察；同时利用图像处理软件采集不同颜色色块测量面积，计算蓝绿色面积与三种颜色面积和的比值确定试样留皮度，具有数据准确、简便性高和设备依赖性低等特点。

Description

一种加工稻米留皮度的测定方法
技术领域
本发明涉及农作物处理技术领域，尤其涉及一种加工稻米留皮度的测定方法。
背景技术
目前，加工稻米的留皮度的测定方法主要有三种，分别是：对比检测法、仪器辅助检测法和仪器检测法，三种方法均是先将样品进行染色处理，根据皮层、胚和胚乳对染色剂的亲和力不同的原理将皮层和胚染成蓝绿色；胚乳染成紫红色，其中，仪器检测法利用仪器的自动图像采集和分析可以检测试样的留皮度并判定加工精度；仪器辅助检测法是利用仪器对加工精度标准样品和大米试样留皮度进行检测并通过人工对比留皮度判定加工精度，两种方法均可以高效精准判定试样的加工精度，但是受到仪器的限制，不具有该仪器或是仪器不具有检测留皮度功能则不适用。而对比检测法则是通过人工对比染色后的加工精度标准样品和试样并判定加工精度，该方法的缺点无法确定样品的留皮度，导致判定结果误差较大，并且费时费力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加工稻米留皮度的测定方法，具有数据准确、简便性高和设备依赖性低等特点。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种加工稻米留皮度的测定方法，包括以下步骤：
将稻米脱壳后，将所得糙米进行碾磨，得到稻米粒；
将所述稻米粒与染色剂溶液混合，进行染色，得到染色稻米粒；
对所述染色稻米粒进行图像采集，得到染色稻米粒图像；
采用图像处理软件提高所述染色稻米粒图像中蓝绿色的饱和度、对比度和亮度，降低所述染色稻米粒图像中紫红色的饱和度、对比度和亮度，直至调整后的图像分辨出蓝色区域、绿色区域和紫红色区域；
利用图像处理软件的色彩取样功能选中蓝色区域、绿色区域和紫红色区域，调整颜色容差后，利用图像分析功能分别测量蓝色、绿色和紫红色所对应颜色色块的面积，按照公式1计算留皮度：
留皮度％＝[S(蓝色)+S(绿色)]/[S(蓝色)+S(绿色)+(紫红色)]×100％，公式1。
优选的，所述稻米包括粳稻或籼稻；所述粳稻包括龙粳1656、吉源香1号、龙稻18或五优稻4号；所述籼稻包括隆两优534或中杂1146。
优选的，所述碾磨的碾磨度为2～8％。
优选的，所述染色剂溶液中染色剂为伊红Y和亚甲基蓝，所述伊红Y和亚甲基蓝的质量比为1:1。
优选的，所述图像采集所用设备包括大米外观品质检测仪。
优选的，所述颜色容差为±100％。
本发明提供了一种加工稻米留皮度的测定方法，本发明利用染色法将稻米样品进行染色，稻米的不同结构对染色剂的亲和能力不同，经染色后种皮、糊粉层和胚乳所呈现的颜色不同((蓝色(糊粉层)、绿色(皮层)、紫红色(胚乳))，通过成像设备获得染色后原始图像，利用图像处理软件增强蓝绿的对比度和亮度，降低紫红色对比度和亮度，使各个颜色突出呈现，便于更好的观察；同时利用图像处理软件采集不同颜色色块测量面积，计算蓝色和绿色总面积与三种颜色面积和的比值，从而确定试样留皮度(外层结构占稻米样品总面积的面积即为留皮度)，具有数据准确、简便性高和设备依赖性低等特点。
本发明方法染色后进行图像采集，图片采集没有设备依赖性，且操作简便；再通过任意图片编辑软件，通过图片饱和度、对比度和亮度的调整对选取各种颜色色块，并进行图像分析，根据颜色面积进行留皮度计算，与其他已应用的稻米留皮度检测设备相比较，测定结果无显著差异。
与市售利用采集图像颜色的功能测定留皮度相比(样品未经染色，通过暴露的皮层扫描进行软件分析，机器具有专用属性)，本发明方法通过预染色将稻米外皮层进行区分，进而实现直接使用图像处理软件的色块采集和面积计算法进行留皮度测定，不受仪器设备限制，且检测结果准确。
采用标准样品判定本发明方法的加工精度，结果表明，本发明的方法简便易行且准确率高。
附图说明
图1为吉源香1号染色图像；
图2为龙粳1656染色图像；
图3为龙稻18染色图像；
图4为五优稻4号染色图像；
图5为隆两优534染色图像；
图6为中杂1146染色图像；
图7为不同碾磨度样品的留皮度变化图；
图8为实施例1和对比例1中两种检测方法检测留皮度的检测结果。
具体实施方式
本发明提供了一种加工稻米留皮度的测定方法，包括以下步骤：
将稻米脱壳后，将所得糙米进行碾磨，得到稻米粒；
将所述稻米粒与染色剂溶液混合，进行染色，得到染色稻米粒；
对所述染色稻米粒进行图像采集，得到染色稻米粒图像；
采用图像处理软件提高所述染色稻米粒图像中蓝绿色的饱和度、对比度和亮度，降低所述染色稻米粒图像中紫红色的饱和度、对比度和亮度，直至调整后的图像分辨出蓝色区域、绿色区域和紫红色区域；
利用图像处理软件的色彩取样功能选中蓝色区域、绿色区域和紫红色区域，调整颜色容差后，利用图像分析功能分别测量蓝色、绿色和紫红色所对应颜色色块的面积，按照公式1计算留皮度：
留皮度％＝[S(蓝色)+S(绿色)]/[S(蓝色)+S(绿色)+(紫红色)]×100％，公式1。
在本发明中，若无特殊说明，所需材料或试剂均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明将稻米脱壳后，将所得糙米进行碾磨，得到稻米粒。在本发明中，所述稻米优选包括粳稻或籼稻；所述粳稻优选包括龙粳1656、吉源香1号、龙稻18或五优稻4号；所述籼稻优选包括隆两优534或中杂1146。
本发明优选采用砻谷机进行脱壳；本发明对所述脱壳的具体过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述碾磨优选在碾米机上进行；所述碾磨的碾磨度优选为2～8％，更优选为4～6％；碾磨度(DOM)％＝(碾磨前质量-碾磨后质量)/碾磨前质量％。
得到稻米粒后，本发明将所述稻米粒与染色剂溶液混合，进行染色，得到染色稻米粒。
在本发明中，所述稻米粒优选为颗粒完整的稻米粒；将所述稻米粒与染色剂溶液混合前，本发明优选将所述稻米粒置于90mm蒸发皿或培养皿中，加入去离子水浸没样品1min，洗去米糠后倒去清水。
在本发明中，所述染色剂溶液中染色剂优选为伊红Y和亚甲基蓝，所述伊红Y和亚甲基蓝的质量比优选为1:1；所述染色剂溶液的制备方法优选为：将伊红Y-亚甲基蓝各1g分别溶于500mL体积分数为80％的乙醇溶液后，将所得伊红Y溶液和亚甲基蓝溶液按照体积比1:1混合，将混合后的染色剂与体积分数80％的乙醇溶液按照体积比1:1稀释，得到染色剂溶液，具体参照GB/T5002-2018《大米加工精度检验》。
本发明对所述染色剂溶液的用量没有特殊的限定，能够将稻米粒完全浸没即可。
在本发明中，所述稻米粒与染色剂溶液混合的过程优选为将洗去米糠后的稻米粒立即加入染色剂，摇匀后静置1min，倒去染色剂。
完成所述染色后，本发明优选立即用80％乙醇溶液完全浸没稻米粒，摇匀后静置1min，沥去染色剂，再用80％乙醇溶液不间断漂洗3次，将所得稻米粒平铺在滤纸上吸干水分，自然晾干至表面无水分，得到染色稻米粒。
得到染色稻米粒后，本发明对所述染色稻米粒进行图像采集，得到染色稻米粒图像。在本发明中，所述图像采集所用设备优选包括大米外观品质检测仪；本发明对所述图像采集的具体过程没有特殊的限定，本领域熟知的扫描或拍照方式均可。
得到染色稻米粒图像后，本发明采用图像处理软件提高所述染色稻米粒图像中蓝绿色的饱和度、对比度和亮度，降低所述染色稻米粒图像中紫红色的饱和度、对比度和亮度，直至调整后的图像分辨出蓝色区域、绿色区域和紫红色区域。由于染色后样品肉眼观察不清晰，本发明利用图像处理软件进行调整，使染色后各个颜色色块更加清晰便于观察。在本发明中，所述图像处理软件优选为photoshop。
本发明优选根据实际需求调整饱和度、对比度和亮度，能够清晰分辨不同颜色(蓝色(糊粉层)、绿色(皮层)、紫红色(胚乳))的色块即可，比如只需突出外层结构的颜色可以将红色系饱和度降至最低。本发明对所述清晰分辨的程度没有特殊的限定，根据肉眼实际观察情况确认即可。本发明通过提高颜色的饱和度使肉眼不易于分辨的颜色更直观、更有对比性的呈现。
分辨出蓝色区域、绿色区域和紫红色区域后，本发明利用图像处理软件的色彩取样功能选中蓝色区域、绿色区域和紫红色区域，调整颜色容差后，利用图像分析功能分别测量蓝色、绿色和紫红色所对应颜色色块的面积，按照公式1计算留皮度：留皮度％＝[S(蓝色)+S(绿色)]/[S(蓝色)+S(绿色)+(紫红色)]×100％，公式1。
在本发明中，所述颜色容差优选设置为±100％；本发明对所述调整颜色容差的过程没有特殊的限定，按照熟知的过程进行即可。
本发明对所述测量蓝色、绿色和紫红色所对应颜色色块的面积的过程没有特殊的限定，按照熟知的过程进行即可。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
分别对4个粳稻样品(龙粳1656、吉源香1号、龙稻18、五优稻4号)和2个籼稻样品(隆两优534、中杂1146)的碾磨米样进行留皮度测定：
将不同品种粳稻、籼稻分别经砻谷机脱壳后收集糙米，取适量糙米通过实验碾米机碾磨不同时间，得到不同碾磨度的样品(碾磨度DOM依次为2％、4％、6％和8％)，从样品中随机称量12g完整米粒于90mm蒸发皿中，加入去离子水浸没样品1min，洗去米糠后倒去清水，立即加入染色剂溶液浸没样品，摇匀后静置1min，倒去染色剂；染色后立即用体积分数80％的乙醇溶液完全浸没样品，摇匀后静置1min，沥去染色剂，再用体积分数80％的乙醇溶液不间断漂洗3次，将所得米粒平铺在滤纸上吸干水分，自然晾干至表面无水分；
将染色晾干后的样品放入大米外观品质检测仪JMWT12，使样品不重叠，扫描获得染色后样品图像；
将染色后的图像上传至图像处理软件photoshop，通过图像处理功能提高图像中蓝绿色的饱和度至100％、对比度和亮度，降低紫红色的饱和度、对比对和亮度，直至调整后的图像清晰分辨皮层、胚和胚乳，利用图像处理软件的色彩取样功能选中蓝色(糊粉层)、绿色(皮层)和紫红色(胚乳)，调整颜色容差，颜色容差设置为正负100％，精准选取各种颜色色块，利用图像分析功能测量各个颜色面积，计算留皮度：留皮度％＝[S(蓝色)+S(绿色)]/[S(蓝色)+S(绿色)+(紫红色)]×100％。
试验结果：
图1～6为六种样品处理后的图像，图1～6中，可以清晰的观察外层结构随着碾磨程度的变化规律，从6个样品的图像总体来看，随着碾磨程度的提升，外层结构的碾除程度加剧，碾磨初期首先是种皮、果皮构成的皮层被大量碾除，同时伴随着少量糊粉层的脱落，碾磨度为4％时粒面的糊粉层被大量碾除，随着碾磨程度的提高，米粒两端的糊粉层逐渐被碾除，腹部、背部的糊粉层较难完全碾除。粳稻与籼稻相比，碾磨初期外层结构碾除率较高，这可能与稻米粒型有关，粳稻粒型较短、圆，在碾磨过程中粒面与砂辊以及米粒间相互摩擦更剧烈，所以导致两种稻米前期碾除效果存在差异。
图7为6个品种稻米的不同碾磨度样品的留皮度检测结果，如图7所示，稻米的留皮度均随着碾磨度的增大而下降，且碾磨前期的留皮度下降速度较快，随着碾磨度的进一步增大留皮度下降的速度逐渐减缓。
方法对比
将市售大米适碾标准品分别使用大米加工精度仪检测(方法1)和本发明实施例1的方法(方法2)进行留皮度检测，检测结果如图8所示：两种检测方法测得的糙米留皮度分别为5.8±0.08％和5.7±0.07％，无显著性差异(P>0.05)，说明本发明方法的检测精度高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种加工稻米留皮度的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
将稻米脱壳后，将所得糙米进行碾磨，得到稻米粒；
将所述稻米粒与染色剂溶液混合，进行染色，得到染色稻米粒；
对所述染色稻米粒进行图像采集，得到染色稻米粒图像；
采用图像处理软件提高所述染色稻米粒图像中蓝绿色的饱和度、对比度和亮度，降低所述染色稻米粒图像中紫红色的饱和度、对比度和亮度，直至调整后的图像分辨出蓝色区域、绿色区域和紫红色区域；
利用图像处理软件的色彩取样功能选中蓝色区域、绿色区域和紫红色区域，调整颜色容差后，利用图像分析功能分别测量蓝色、绿色和紫红色所对应颜色色块的面积，按照公式1计算留皮度：
留皮度％＝[S(蓝色)+S(绿色)]/[S(蓝色)+S(绿色)+(紫红色)]×100％，公式1。
2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述稻米包括粳稻或籼稻；所述粳稻包括龙粳1656、吉源香1号、龙稻18或五优稻4号；所述籼稻包括隆两优534或中杂1146。
3.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述碾磨的碾磨度为2～8％。
4.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述染色剂溶液中染色剂为伊红Y和亚甲基蓝，所述伊红Y和亚甲基蓝的质量比为1:1。
5.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述图像采集所用设备包括大米外观品质检测仪。
6.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述颜色容差为±100％。
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