福建農林大學(xue)機電工(gong)程學院研(yan)究人(ren)員在(zai)國際期刊(kan)《Biosystems Engineering》(中科院一(yi)區(qū)Top, IF=4.4)發(fā)表了(le)題為"Correlation between rheological properties and maturity of passion fruit based on machine vision"的(de)研究論文。在該論文中，研(yan)究人(ren)員利用上(shang)海騰拔(ba)Universal TA質構儀用于測(ce)定百(bai)香果(guo)的硬(ying)度、內聚性(xing)、回復(fu)性和彈性以(yi)及穿刺強(qiang)度、果皮穿破(po)距離、總穿刺功(gong)、穿破果皮功(gong)、粘附力(li)和粘附性(xing)等指標(biao)。

流變特性在(zai)食品生(sheng)產和(he)質量控制(zhi)中起著重(zhong)要作(zuo)用。本研究探(tan)討了(le)百香(xiang)果流(liu)變參數(shù)與(yu)品質特(te)性之(zhi)間的(de)關系，并基于(yu)其流變特(te)性建立了百香(xiang)果的成熟度分(fen)類模型(xing)。每個樣品都(dou)進行(xing)了流變測試(shi)、質地剖面(mian)分析測試、穿刺(ci)測試(shi)以及理化指(zhi)標測試。這些測(ce)試旨在收集有(you)關百(bai)香果精確(que)的力學和(he)生理信(xin)息。我們搭建了(le)一個力學測試(shi)平臺，并使用機(ji)器視(shi)覺技(ji)術來分析(xi)果實的微觀變(bian)形。該平(ping)臺能夠測(ce)量實時接(jie)觸面積(ji)和載荷(he)值，從而在(zai)壓縮過程(cheng)中獲得準確(que)的應力(li)值。對(dui)完整(zheng)的百(bai)香果進行了(le)無損流變測(ce)試，以獲取(qu)加載階(jie)段的彈性模量(liang)。測試結果與傳(chuan)統(tǒng)赫(he)茲接觸理(li)論的結果高度(du)一致(zhi)。此外(wai)，在保壓階段(duan)，通過擬合五(wu)元件(jian)麥克斯(si)韋模(mo)型得到了應(ying)力松弛參數(shù)。值(zhi)得注意的是，流(liu)變參數(shù)與大多(duo)數(shù)質地參(can)數(shù)或理(li)化指標之(zhi)間存在(zai)很強的(de)相關性，最高(gao)相關系數(shù)(shu)達到了 0.703。因(yin)此，流變(bian)參數(shù)(shu)被用作成熟(shu)度分類模型（梯(ti)度提升(sheng)決策(ce)樹（GBDT）、多(duo)層感知器（MLP）和(he)自適應提(ti)升算法（AdaBoost））的輸入(ru)。所有模型(xing)都取(qu)得了令人滿(man)意的分(fen)類結果。特(te)別是，GBDT 模型展(zhan)現(xiàn)出了(le)優(yōu)異的(de)分類(lei)性能和泛(fan)化能力，其(qi)精確率、召(zhao)回率和(he) F 值分別(bie)為 80.44%、80.08% 和 80.26%。研究(jiu)結果表明(ming)，基于無(wu)損流(liu)變特性來判(pan)斷百香果的成(cheng)熟度是可(ke)行的。

TPA和穿(chuan)刺試驗參數(shù)能(neng)有效地反(fan)映水(shui)果的(de)質地屬性(xing)。對不(bu)同成熟度百(bai)香果的(de)質地特性(xing)進行分析的結(jie)果見表(biao) 4。除了粘(zhan)附力(li)（Af）和總穿(chuan)刺功(gong)（Tw）外，其他(ta)質地特性參(can)數(shù)存(cun)在明顯(xian)差異?？傮w而(er)言，硬度（Th）、彈性(xing)（Re）、內聚性（Ph）、粘附力(li)（Af）和粘附性(xing)（Ad）等參數(shù)隨(sui)著成熟度(du)的增加呈現(xiàn)(xian)下降趨勢，這(zhe)表明(ming)果實的(de)硬度和粘性(xing)降低(di)。此外，值得注(zhu)意的是，隨著成(cheng)熟度的增加(jia)，果皮(pi)破裂距(ju)離（Db）參數(shù)逐漸增(zeng)大。這表明(ming)在百(bai)香果的成(cheng)熟過程中，果皮(pi)變得更加堅(jian)韌，穿刺(ci)探針需(xu)要做更多(duo)的功(gong)才能刺穿果皮(pi)。

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