福建農(nóng)林大學(xué)(xue)機(jī)電工程學(xué)院(yuan)研究人(ren)員在國際(ji)期刊(kan)《Biosystems Engineering》(中科院一區(qū)(qu)Top, IF=4.4)發(fā)表了題為(wei)"Correlation between rheological properties and maturity of passion fruit based on machine vision"的研究論文。在該論文中，研(yan)究人員(yuan)利用上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用(yong)于測定百(bai)香果的硬度、內(nèi)(nei)聚性、回復(fù)性和(he)彈性以及穿刺(ci)強(qiáng)度、果(guo)皮穿破距(ju)離、總穿刺功(gong)、穿破果皮(pi)功、粘附力(li)和粘附性(xing)等指標(biāo)。

流變特性在(zai)食品生(sheng)產(chǎn)和質(zhì)量(liang)控制(zhi)中起(qi)著重要作用。本(ben)研究探討(tao)了百香果流(liu)變參數(shù)(shu)與品質(zhì)特性之(zhi)間的關(guān)系(xi)，并基于其(qi)流變特性建立(li)了百香果的成(cheng)熟度分類模型(xing)。每個(gè)樣(yang)品都進(jìn)行了流(liu)變測(ce)試、質(zhì)(zhi)地剖面(mian)分析(xi)測試、穿刺(ci)測試(shi)以及理化指(zhi)標(biāo)測試。這(zhe)些測試(shi)旨在收集有(you)關(guān)百香果(guo)精確的力學(xué)(xue)和生(sheng)理信息。我們搭(da)建了一(yi)個(gè)力學(xué)測試(shi)平臺(tái)，并使用機(jī)(ji)器視覺技(ji)術(shù)來分(fen)析果(guo)實(shí)的(de)微觀變形。該(gai)平臺(tái)能(neng)夠測量實(shí)時(shí)(shi)接觸(chu)面積和載(zai)荷值，從而(er)在壓縮過(guo)程中獲得準(zhǔn)(zhun)確的(de)應(yīng)力(li)值。對(duì)完整(zheng)的百香果進(jìn)(jin)行了無損流(liu)變測試(shi)，以獲取加(jia)載階段的彈(dan)性模量(liang)。測試結(jié)果與傳(chuan)統(tǒng)赫(he)茲接觸(chu)理論的結(jié)果高(gao)度一(yi)致。此(ci)外，在保壓(ya)階段(duan)，通過擬(ni)合五元件麥(mai)克斯韋(wei)模型得到(dao)了應(yīng)(ying)力松弛參(can)數(shù)。值得(de)注意(yi)的是，流變參(can)數(shù)與大(da)多數(shù)(shu)質(zhì)地參數(shù)或理(li)化指標(biāo)之間存(cun)在很強(qiáng)的相(xiang)關(guān)性，最高相(xiang)關(guān)系數(shù)達(dá)到了(le) 0.703。因此(ci)，流變參數(shù)(shu)被用(yong)作成熟度分類(lei)模型（梯度(du)提升決策樹（GBDT）、多(duo)層感知器(qi)（MLP）和自適(shi)應(yīng)提(ti)升算法（AdaBoost））的輸入(ru)。所有模型都取(qu)得了令人滿意(yi)的分類結(jié)果(guo)。特別(bie)是，GBDT 模型展現(xiàn)(xian)出了優(yōu)異(yi)的分類性(xing)能和泛化能力(li)，其精(jing)確率(lv)、召回率和 F 值(zhi)分別為(wei) 80.44%、80.08% 和 80.26%。研究結(jié)(jie)果表明，基(ji)于無損流變特(te)性來(lai)判斷百香果(guo)的成(cheng)熟度(du)是可(ke)行的(de)。

TPA和穿刺(ci)試驗(yàn)參(can)數(shù)能有(you)效地反映(ying)水果的質(zhì)地(di)屬性。對(duì)不(bu)同成熟度(du)百香果的質(zhì)地(di)特性進(jìn)行分析(xi)的結(jié)果(guo)見表 4。除了(le)粘附力(li)（Af）和總穿刺功(gong)（Tw）外，其他質(zhì)地特(te)性參數(shù)存在(zai)明顯差異?？傮w(ti)而言，硬度(du)（Th）、彈性(xing)（Re）、內(nèi)聚性(xing)（Ph）、粘附力（Af）和(he)粘附性（Ad）等參數(shù)(shu)隨著成熟度的(de)增加呈現(xiàn)下(xia)降趨(qu)勢，這表(biao)明果(guo)實(shí)的硬度(du)和粘(zhan)性降低。此外，值(zhi)得注意的是，隨(sui)著成熟度(du)的增加，果(guo)皮破裂(lie)距離（Db）參數(shù)(shu)逐漸增大。這(zhe)表明(ming)在百香(xiang)果的成熟過(guo)程中(zhong)，果皮變得更加(jia)堅(jiān)韌，穿(chuan)刺探(tan)針需(xu)要做(zuo)更多的功(gong)才能刺(ci)穿果皮。

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