福建農(nóng)林大(da)學(xué)機(jī)電工程(cheng)學(xué)院研究人員(yuan)在國(guó)際期刊(kan)《Biosystems Engineering》(中科院(yuan)一區(qū)Top, IF=4.4)發(fā)表了題(ti)為"Correlation between rheological properties and maturity of passion fruit based on machine vision"的研究論文(wen)。在該論文中，研(yan)究人(ren)員利(li)用上海騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于(yu)測(cè)定(ding)百香果的硬度(du)、內(nèi)聚性、回復(fù)性(xing)和彈性以(yi)及穿(chuan)刺強(qiáng)度、果皮穿(chuan)破距離、總穿(chuan)刺功、穿破果(guo)皮功、粘附力(li)和粘附性等指(zhi)標(biāo)。

流變特性在食(shi)品生(sheng)產(chǎn)和質(zhì)量控(kong)制中起著重(zhong)要作用(yong)。本研究探(tan)討了百香果流(liu)變參數(shù)(shu)與品質(zhì)特性(xing)之間的關(guān)(guan)系，并基于其(qi)流變特性建立(li)了百(bai)香果的(de)成熟度分類(lei)模型。每個(gè)樣(yang)品都進(jìn)行(xing)了流變測(cè)(ce)試、質(zhì)地剖(pou)面分析測(cè)試、穿(chuan)刺測(cè)試(shi)以及理(li)化指標(biāo)(biao)測(cè)試。這些測(cè)(ce)試旨在收(shou)集有(you)關(guān)百香果(guo)精確的力學(xué)(xue)和生理信息。我(wo)們搭建了(le)一個(gè)力學(xué)測(cè)(ce)試平臺(tái)，并(bing)使用(yong)機(jī)器視覺技術(shù)(shu)來分析果實(shí)的(de)微觀變(bian)形。該平臺(tái)能夠(gou)測(cè)量實(shí)時(shí)(shi)接觸(chu)面積和(he)載荷值，從而在(zai)壓縮過程中(zhong)獲得(de)準(zhǔn)確的(de)應(yīng)力值。對(duì)完(wan)整的百香果(guo)進(jìn)行了無(wu)損流變測(cè)試，以(yi)獲取(qu)加載階段的彈(dan)性模量。測(cè)試(shi)結(jié)果與(yu)傳統(tǒng)赫茲接觸(chu)理論的結(jié)(jie)果高(gao)度一(yi)致。此(ci)外，在(zai)保壓階(jie)段，通過(guo)擬合五元(yuan)件麥克斯(si)韋模型得到了(le)應(yīng)力松弛參數(shù)(shu)。值得注意的(de)是，流(liu)變參數(shù)與(yu)大多數(shù)質(zhì)(zhi)地參數(shù)或理(li)化指(zhi)標(biāo)之(zhi)間存(cun)在很強(qiáng)的相(xiang)關(guān)性(xing)，最高相關(guān)系(xi)數(shù)達(dá)到了 0.703。因(yin)此，流(liu)變參數(shù)被用作(zuo)成熟度(du)分類模型(xing)（梯度提升決(jue)策樹（GBDT）、多層(ceng)感知器（MLP）和自適(shi)應(yīng)提升算法(fa)（AdaBoost））的輸入。所有(you)模型都取得了(le)令人滿(man)意的分(fen)類結(jié)果。特(te)別是(shi)，GBDT 模型展(zhan)現(xiàn)出(chu)了優(yōu)(you)異的分類(lei)性能和泛(fan)化能力(li)，其精確率、召回(hui)率和 F 值分別為(wei) 80.44%、80.08% 和 80.26%。研究(jiu)結(jié)果表明，基于(yu)無損流(liu)變特性來(lai)判斷(duan)百香果的成(cheng)熟度是可行的(de)。

TPA和穿(chuan)刺試驗(yàn)參數(shù)(shu)能有效地(di)反映(ying)水果的(de)質(zhì)地屬性(xing)。對(duì)不(bu)同成熟度百(bai)香果(guo)的質(zhì)地特(te)性進(jìn)行分析的(de)結(jié)果見表(biao) 4。除了粘附力（Af）和(he)總穿(chuan)刺功（Tw）外(wai)，其他(ta)質(zhì)地特性(xing)參數(shù)存(cun)在明顯(xian)差異。總體而(er)言，硬(ying)度（Th）、彈(dan)性（Re）、內(nèi)聚性(xing)（Ph）、粘附力(li)（Af）和粘附性（Ad）等(deng)參數(shù)隨(sui)著成(cheng)熟度(du)的增加呈(cheng)現(xiàn)下降(jiang)趨勢(shì)(shi)，這表明(ming)果實(shí)的硬度和(he)粘性降低(di)。此外(wai)，值得注意(yi)的是，隨著(zhe)成熟度(du)的增加，果皮(pi)破裂距離(li)（Db）參數(shù)逐漸增大(da)。這表明在百(bai)香果的成熟過(guo)程中，果皮(pi)變得更(geng)加堅(jiān)(jian)韌，穿刺(ci)探針需要做(zuo)更多的(de)功才(cai)能刺穿果(guo)皮。

參考文(wen)獻(xiàn)：Fan Lin et al. Correlation between rheological properties and maturity of passion fruit based on machine vision. Biosystems Engineering, 2025.