米饭作为全球数十亿人口的主食，其口感——包括软硬度、黏弹性、咀嚼感等——是消费者评价品质的核心标准。然而，“好吃的米饭”这一主观感受难以用语言精确描述，更难以在工业化生产或品种选育中实现标准化控制。为此，食品科学领域广泛采用米饭物性分析仪结合TPA，对米饭质构特性进行客观、可重复的量化评估。本文将系统介绍米饭TPA测定的原理、测试流程、关键参数及其在稻米育种、加工与烹饪研究中的实际应用。

一、为何需要对米饭进行TPA测定？

米饭的质构受多重因素影响：

  • 稻米品种（如粳稻vs籼稻、糯稻）
  • 直链淀粉含量（决定硬度与回生速度）
  • 水分含量与蒸煮工艺（水量、时间、压力）
  • 储存条件与老化程度（冷藏后米饭变硬）

传统感官评价依赖专业品评小组，成本高、主观性强、重复性差。而TPA测定法通过模拟口腔咀嚼过程，以力学数据精准反映米饭的物理特性，为科研与产业提供可靠依据。

二、TPA测定法的基本原理

TPA是一种双压缩测试方法，测试过程简述

  1. 将定量蒸煮好的米饭装入标准样品杯（通常直径30–35mm，高度20–25mm）；
  2. 使用平底圆柱形探头（常用P/36R、P/50或TA-39锥形探头）以恒定速度（通常1–2mm/s）第一次压缩至原高度的50%–75%；
  3. 探头短暂回退（停留1–5秒），模拟咀嚼间隙；
  4. 进行第二次压缩；
  5. 仪器记录力-位移曲线，并自动计算多项质构参数。

该过程有效模拟了牙齿对米饭的两次咬合动作，从而提取出与感官体验高度相关的物理指标。

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三、米饭TPA测定的关键参数及意义

  • 硬度（Hardness）第一次压缩的最大峰值力（g或N）“咬下去”的阻力适中；过高则硬，过低则烂
  • 内聚性（Cohesiveness）第二次压缩正面积/第一次压缩正面积米粒是否“抱团”、不散碎较高（尤其粳米）
  • 弹性（Springiness）第二次压缩高度/第一次压缩高度咀嚼后是否回弹中等偏高，体现“Q感”
  • 咀嚼性（Chewiness）硬度×内聚性×弹性整体咀嚼所需能量因品种和用途而异（寿司米需低咀嚼性，炒饭米需高）
  • 回复性（Resilience）第一次压缩卸载曲线下面积/压缩曲线下面积抗变形恢复能力反映新鲜度与结构完整性
注：部分研究还会关注黏附性（Adhesiveness），即米饭黏附于探头或口腔的程度，影响“糊嘴”感。

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四、TPA在米饭相关领域的典型应用

1.稻米品种选育与品质评价

  • 快速筛选高食味值品种（如日本“越光米”通常硬度适中、内聚性高）；
  • 建立直链淀粉含量与硬度/咀嚼性的回归模型。

2.加工工艺优化

  • 评估不同抛光程度、浸泡时间对蒸煮后质构的影响；
  • 开发即食米饭、冷冻米饭时，监控复热后的质构恢复率。

3.货架期与老化研究

  • 冷藏过程中淀粉回生导致硬度上升，TPA可量化老化速率；
  • 评估抗老化添加剂（如单甘酯、酶制剂）的效果。

4.智能电饭煲与烹饪设备开发

  • 为AI烹饪算法提供质构反馈数据；
  • 标定“软/标准/硬”档位对应的TPA参数范围。

5.国际稻米贸易与标准制定

  • 作为Codex、ISO或各国稻米分级标准的辅助检测手段；
  • 支持出口产品符合目标市场口感偏好（如东南亚偏好软黏，欧美偏好松散）。

TPA测定法作为米饭物性分析仪的核心技术，通过科学量化硬度、弹性等关键参数，为水稻育种、工艺优化及质量控制提供了精准工具。随着技术的不断进步，TPA测定法将持续推动米饭产业向标准化、高品质方向发展，为消费者带来更优质的饮食体验。