福建農(nóng)林(lin)大學機電工(gong)程學院研究人(ren)員在(zai)國際期(qi)刊《Biosystems Engineering》(中科院一(yi)區(qū)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(jiu)論文(wen)。在該論文中(zhong)，研究(jiu)人員利用(yong)上海騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用(yong)于測定(ding)百香果的(de)硬度、內(nèi)聚性(xing)、回復(fu)性和(he)彈性以(yi)及穿刺強度(du)、果皮穿破距(ju)離、總穿刺(ci)功、穿破果皮(pi)功、粘附(fu)力和粘附性等(deng)指標。

流變特(te)性在(zai)食品生產(chǎn)和質(zhì)(zhi)量控制中起著(zhe)重要作用。本研(yan)究探(tan)討了百香(xiang)果流變參數(shù)與(yu)品質(zhì)特(te)性之間的(de)關系(xi)，并基于其(qi)流變特(te)性建立了(le)百香(xiang)果的成熟度(du)分類模(mo)型。每個樣品(pin)都進(jin)行了流變(bian)測試、質(zhì)(zhi)地剖(pou)面分析(xi)測試、穿(chuan)刺測試以及理(li)化指標(biao)測試(shi)。這些測試旨在(zai)收集有關(guan)百香(xiang)果精確的(de)力學和生(sheng)理信(xin)息。我們搭建了(le)一個力學測試(shi)平臺，并使(shi)用機器(qi)視覺技術(shù)來分(fen)析果實的(de)微觀變形。該平(ping)臺能夠測量實(shi)時接觸面積(ji)和載荷值(zhi)，從而在壓縮(suo)過程中獲得準(zhun)確的應力值(zhi)。對完整(zheng)的百香(xiang)果進行了無損(sun)流變測試，以獲(huo)取加載(zai)階段(duan)的彈性模量(liang)。測試結(jié)果(guo)與傳統(tǒng)赫茲(zi)接觸理論的(de)結(jié)果高(gao)度一致。此外(wai)，在保壓階段，通(tong)過擬合(he)五元件(jian)麥克(ke)斯韋(wei)模型得到(dao)了應力松弛(chi)參數(shù)。值得(de)注意(yi)的是(shi)，流變參數(shù)(shu)與大(da)多數(shù)(shu)質(zhì)地參(can)數(shù)或理化(hua)指標之間(jian)存在很強(qiang)的相關性(xing)，最高相關(guan)系數(shù)達到(dao)了 0.703。因(yin)此，流變(bian)參數(shù)被用(yong)作成熟(shu)度分(fen)類模型(xing)（梯度提(ti)升決策樹（GBDT）、多(duo)層感知器(qi)（MLP）和自適(shi)應提升算(suan)法（AdaBoost））的輸入。所(suo)有模型都(dou)取得了令人(ren)滿意的(de)分類結(jié)果(guo)。特別是，GBDT 模(mo)型展(zhan)現(xiàn)出(chu)了優(yōu)異的分類(lei)性能和泛化(hua)能力(li)，其精確率(lv)、召回率(lv)和 F 值(zhi)分別為 80.44%、80.08% 和 80.26%。研究(jiu)結(jié)果表明，基于(yu)無損流變(bian)特性來判(pan)斷百香(xiang)果的成(cheng)熟度是可行(xing)的。

TPA和穿刺試驗(yan)參數(shù)能有效(xiao)地反(fan)映水果的質(zhì)地(di)屬性。對不同成(cheng)熟度百香果的(de)質(zhì)地特(te)性進行分析的(de)結(jié)果見表(biao) 4。除了粘附(fu)力（Af）和總穿(chuan)刺功（Tw）外，其(qi)他質(zhì)地特性(xing)參數(shù)存在明(ming)顯差異?？?zong)體而言(yan)，硬度（Th）、彈(dan)性（Re）、內(nèi)聚性（Ph）、粘附(fu)力（Af）和粘附性(xing)（Ad）等參數(shù)(shu)隨著成熟度的(de)增加呈現(xiàn)(xian)下降(jiang)趨勢(shi)，這表明(ming)果實的(de)硬度和(he)粘性(xing)降低。此外，值(zhi)得注意的是，隨(sui)著成熟(shu)度的增(zeng)加，果皮破(po)裂距離（Db）參(can)數(shù)逐漸增大。這(zhe)表明在(zai)百香果(guo)的成熟過(guo)程中，果皮變(bian)得更加堅韌，穿(chuan)刺探針(zhen)需要做更多(duo)的功才能刺穿(chuan)果皮。

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