福建農(nóng)林(lin)大學(xué)機(jī)電工(gong)程學(xué)院研究人(ren)員在國際期(qi)刊《Biosystems Engineering》(中(zhong)科院一區(qū)(qu)Top, IF=4.4)發(fā)表了題為"Correlation between rheological properties and maturity of passion fruit based on machine vision"的(de)研究論文。在該論文中(zhong)，研究人員(yuan)利用上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測定百香(xiang)果的硬度(du)、內(nèi)聚性、回復(fù)性(xing)和彈(dan)性以及穿刺強(qiáng)(qiang)度、果皮(pi)穿破距離、總穿(chuan)刺功、穿破果皮(pi)功、粘(zhan)附力和粘附(fu)性等(deng)指標(biāo)(biao)。

流變特性在(zai)食品生產(chǎn)和質(zhì)(zhi)量控制中起著(zhe)重要(yao)作用。本研(yan)究探討了百香(xiang)果流變(bian)參數(shù)與品(pin)質(zhì)特性之間(jian)的關(guān)系，并(bing)基于其(qi)流變特性(xing)建立了百香(xiang)果的成熟度(du)分類(lei)模型。每個(ge)樣品都進(jìn)行(xing)了流變測試(shi)、質(zhì)地(di)剖面分析(xi)測試、穿(chuan)刺測試以及(ji)理化指(zhi)標(biāo)測(ce)試。這些測試旨(zhi)在收集有(you)關(guān)百香果精確(que)的力學(xué)和生(sheng)理信息。我們(men)搭建了一個力(li)學(xué)測試平(ping)臺，并使用機(jī)(ji)器視覺技術(shù)來(lai)分析果實(shi)的微觀變(bian)形。該平(ping)臺能(neng)夠測(ce)量實時接觸面(mian)積和載荷值(zhi)，從而在壓縮過(guo)程中獲(huo)得準(zhǔn)確的應(yīng)力(li)值。對完整的百(bai)香果進(jìn)(jin)行了(le)無損流變(bian)測試，以獲(huo)取加(jia)載階(jie)段的彈性模量(liang)。測試結(jié)果(guo)與傳(chuan)統(tǒng)赫茲(zi)接觸理論(lun)的結(jié)(jie)果高(gao)度一致。此外，在(zai)保壓階段，通(tong)過擬合五元件(jian)麥克斯韋模型(xing)得到(dao)了應(yīng)力松弛參(can)數(shù)。值得注(zhu)意的是(shi)，流變參數(shù)與(yu)大多數(shù)(shu)質(zhì)地參數(shù)或理(li)化指標(biāo)之間(jian)存在(zai)很強(qiáng)的相關(guān)(guan)性，最(zui)高相關(guān)系(xi)數(shù)達(dá)到了(le) 0.703。因此，流變參數(shù)(shu)被用(yong)作成熟度分(fen)類模型（梯度(du)提升決(jue)策樹（GBDT）、多層感知(zhi)器（MLP）和自適(shi)應(yīng)提升算法（AdaBoost））的(de)輸入(ru)。所有模型都取(qu)得了令人滿(man)意的分類結(jié)(jie)果。特別是(shi)，GBDT 模型展現(xiàn)出了(le)優(yōu)異的分類性(xing)能和泛化能力(li)，其精確(que)率、召回率(lv)和 F 值分(fen)別為 80.44%、80.08% 和 80.26%。研究結(jié)(jie)果表明，基于(yu)無損流變(bian)特性(xing)來判斷百香果(guo)的成熟度(du)是可行的。

TPA和穿刺試驗參(can)數(shù)能有效地(di)反映水(shui)果的質(zhì)地屬(shu)性。對(dui)不同成熟(shu)度百香果的(de)質(zhì)地特性(xing)進(jìn)行(xing)分析的結(jié)(jie)果見(jian)表 4。除(chu)了粘附(fu)力（Af）和總穿刺(ci)功（Tw）外，其他質(zhì)(zhi)地特性參數(shù)(shu)存在(zai)明顯(xian)差異?？傮w而(er)言，硬度（Th）、彈性(xing)（Re）、內(nèi)聚性（Ph）、粘附(fu)力（Af）和粘附(fu)性（Ad）等參數(shù)隨著(zhe)成熟度(du)的增加呈現(xiàn)下(xia)降趨勢，這表明(ming)果實的硬(ying)度和粘性(xing)降低。此(ci)外，值得注(zhu)意的是，隨著(zhe)成熟度的增(zeng)加，果皮(pi)破裂距離（Db）參(can)數(shù)逐漸(jian)增大。這表明在(zai)百香(xiang)果的成熟過(guo)程中(zhong)，果皮變得更加(jia)堅韌，穿(chuan)刺探針需要做(zuo)更多(duo)的功才能刺(ci)穿果皮。

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