福建(jian)農(nóng)林大學(xué)(xue)機(jī)電工程(cheng)學(xué)院研(yan)究人(ren)員在國(guo)際期刊《Biosystems Engineering》(中科(ke)院一區(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"的研究(jiu)論文。在該(gai)論文中，研(yan)究人員(yuan)利用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于測(ce)定百香果的硬(ying)度、內(nèi)(nei)聚性、回(hui)復(fù)性和彈(dan)性以及穿(chuan)刺強(qiáng)度(du)、果皮穿破距離(li)、總穿刺功(gong)、穿破果皮(pi)功、粘附力(li)和粘附性等指(zhi)標(biāo)。

流變(bian)特性在(zai)食品(pin)生產(chǎn)和質(zhì)(zhi)量控制(zhi)中起(qi)著重要作(zuo)用。本研究(jiu)探討(tao)了百香果流(liu)變參數(shù)與(yu)品質(zhì)特性(xing)之間的(de)關(guān)系，并(bing)基于其流變(bian)特性建立了百(bai)香果的成熟(shu)度分類模型(xing)。每個(gè)樣品都進(jìn)(jin)行了流變(bian)測試、質(zhì)地(di)剖面分析(xi)測試、穿刺測試(shi)以及理化指標(biāo)(biao)測試。這(zhe)些測試旨在收(shou)集有關(guān)百(bai)香果精確的力(li)學(xué)和(he)生理信(xin)息。我們(men)搭建了一(yi)個(gè)力(li)學(xué)測試平臺(tái)(tai)，并使(shi)用機(jī)器視(shi)覺技術(shù)來分析(xi)果實(shí)的微(wei)觀變形。該平臺(tái)(tai)能夠測量實(shí)時(shí)(shi)接觸面(mian)積和載(zai)荷值，從而(er)在壓縮過程中(zhong)獲得準(zhǔn)確的應(yīng)(ying)力值。對(duì)完(wan)整的百(bai)香果進(jìn)行了(le)無損流變測試(shi)，以獲取加(jia)載階段的(de)彈性模量。測試(shi)結(jié)果與傳統(tǒng)赫(he)茲接觸(chu)理論的結(jié)果高(gao)度一致(zhi)。此外，在保(bao)壓階段(duan)，通過擬合五元(yuan)件麥克(ke)斯韋(wei)模型得到(dao)了應(yīng)力(li)松弛參數(shù)。值得(de)注意的是，流變(bian)參數(shù)與(yu)大多數(shù)(shu)質(zhì)地參數(shù)(shu)或理(li)化指標(biāo)之(zhi)間存在很強(qiáng)(qiang)的相關(guān)性，最高(gao)相關(guān)系(xi)數(shù)達(dá)(da)到了 0.703。因此，流(liu)變參數(shù)(shu)被用作成(cheng)熟度分類模型(xing)（梯度提升決(jue)策樹（GBDT）、多層(ceng)感知器（MLP）和自(zi)適應(yīng)提升算(suan)法（AdaBoost））的(de)輸入(ru)。所有模型都(dou)取得了(le)令人滿意的分(fen)類結(jié)果。特別是(shi)，GBDT 模型展現(xiàn)(xian)出了(le)優(yōu)異的(de)分類性能和(he)泛化(hua)能力，其精(jing)確率、召回(hui)率和 F 值分別為(wei) 80.44%、80.08% 和 80.26%。研(yan)究結(jié)果表明，基(ji)于無損流變(bian)特性來判斷(duan)百香果的(de)成熟(shu)度是可行的(de)。

TPA和穿刺試驗(yàn)參(can)數(shù)能有效(xiao)地反映(ying)水果的質(zhì)地(di)屬性(xing)。對(duì)不同成熟(shu)度百香(xiang)果的(de)質(zhì)地特性進(jìn)(jin)行分析的結(jié)(jie)果見表(biao) 4。除了粘附力(li)（Af）和總穿(chuan)刺功（Tw）外，其(qi)他質(zhì)(zhi)地特性參數(shù)存(cun)在明顯差異(yi)?？傮w(ti)而言，硬度(du)（Th）、彈性（Re）、內(nèi)聚(ju)性（Ph）、粘附力(li)（Af）和粘(zhan)附性（Ad）等參數(shù)(shu)隨著成熟度(du)的增加(jia)呈現(xiàn)下降(jiang)趨勢，這(zhe)表明(ming)果實(shí)的(de)硬度(du)和粘性降低。此(ci)外，值得注意(yi)的是，隨著成熟(shu)度的增加，果(guo)皮破裂距(ju)離（Db）參數(shù)(shu)逐漸增大。這表(biao)明在百香果的(de)成熟過程中(zhong)，果皮變得更加(jia)堅(jiān)韌，穿刺探針(zhen)需要做更多的(de)功才能刺穿果(guo)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.