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更新時(shi)間:2025-10-15點擊次數(shù):515

福建農(nóng)(nong)林大學(xué)(xue)機電工程學(xué)院(yuan)研究(jiu)人員在國際期(qi)刊《Biosystems Engineering》(中科院(yuan)一區(qū)Top, IF=4.4)發(fā)表了題(ti)為"Correlation between rheological properties and maturity of passion fruit based on machine vision"的研究論(lun)文。在該論文中,研(yan)究人員(yuan)利用上海(hai)騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測定(ding)百香果的硬(ying)度、內(nèi)聚(ju)性、回(hui)復(fù)性和(he)彈性以及(ji)穿刺強度(du)、果皮穿(chuan)破距離、總(zong)穿刺功、穿破(po)果皮功、粘(zhan)附力和粘(zhan)附性(xing)等指(zhi)標(biāo)。

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流變特(te)性在食(shi)品生產(chǎn)(chan)和質(zhì)量控制(zhi)中起著重要(yao)作用。本研究探(tan)討了百(bai)香果流(liu)變參數(shù)與品(pin)質(zhì)特性之(zhi)間的關(guān)系(xi),并基于其流(liu)變特性建立(li)了百香果的成(cheng)熟度(du)分類模(mo)型。每個樣(yang)品都進(jìn)行了(le)流變測試(shi)、質(zhì)地剖面(mian)分析測試、穿(chuan)刺測試(shi)以及理化指標(biāo)(biao)測試。這些(xie)測試旨在收(shou)集有關(guān)百(bai)香果精確的(de)力學(xué)和生理(li)信息。我們搭建(jian)了一個力(li)學(xué)測試(shi)平臺(tai),并使用機器(qi)視覺技術(shù)來分(fen)析果實的微(wei)觀變(bian)形。該平(ping)臺能夠測量實(shi)時接觸面積(ji)和載荷(he)值,從(cong)而在壓縮(suo)過程中獲得(de)準(zhǔn)確的應(yīng)(ying)力值。對完(wan)整的百香果進(jìn)(jin)行了(le)無損(sun)流變測(ce)試,以獲取加(jia)載階(jie)段的彈性模(mo)量。測(ce)試結(jié)果與傳統(tǒng)(tong)赫茲接(jie)觸理(li)論的結(jié)果(guo)高度(du)一致。此外(wai),在保壓階段,通(tong)過擬合(he)五元件麥(mai)克斯韋模型得(de)到了應(yīng)力(li)松弛參數(shù)。值得(de)注意的(de)是,流變參數(shù)(shu)與大多(duo)數(shù)質(zhì)(zhi)地參數(shù)或理(li)化指標(biāo)(biao)之間存在很(hen)強的(de)相關(guān)性(xing),最高相(xiang)關(guān)系數(shù)達(dá)(da)到了 0.703。因此,流(liu)變參(can)數(shù)被用作成熟(shu)度分類模型(梯(ti)度提升決(jue)策樹(shu)(GBDT)、多層(ceng)感知器(MLP)和自(zi)適應(yīng)提升(sheng)算法(AdaBoost))的輸(shu)入。所有模型(xing)都取(qu)得了令人(ren)滿意的分類結(jié)(jie)果。特別(bie)是,GBDT 模型(xing)展現(xiàn)出了優(yōu)異(yi)的分類(lei)性能和泛(fan)化能力,其精確(que)率、召回(hui)率和 F 值分別(bie)為 80.44%、80.08% 和 80.26%。研究(jiu)結(jié)果表明,基(ji)于無損(sun)流變特性(xing)來判斷百香(xiang)果的成熟度(du)是可行的(de)。

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TPA和穿(chuan)刺試驗參數(shù)(shu)能有效(xiao)地反映(ying)水果的質(zhì)地屬(shu)性。對不同(tong)成熟度百香(xiang)果的質(zhì)(zhi)地特性進(jìn)(jin)行分析(xi)的結(jié)果見表(biao) 4。除了粘附力(li)(Af)和總(zong)穿刺(ci)功(Tw)外(wai),其他質(zhì)地(di)特性參數(shù)存(cun)在明顯(xian)差異??傮w(ti)而言,硬度(du)(Th)、彈性(Re)、內(nèi)聚(ju)性(Ph)、粘(zhan)附力(Af)和粘(zhan)附性(xing)(Ad)等參數(shù)(shu)隨著成熟度的(de)增加呈(cheng)現(xiàn)下降(jiang)趨勢,這表明(ming)果實的硬(ying)度和(he)粘性(xing)降低。此外,值(zhi)得注意(yi)的是(shi),隨著成(cheng)熟度(du)的增加(jia),果皮破裂(lie)距離(li)(Db)參數(shù)逐漸(jian)增大。這表明(ming)在百香果的成(cheng)熟過程中,果(guo)皮變得(de)更加堅韌(ren),穿刺(ci)探針需要做更(geng)多的(de)功才(cai)能刺穿果皮(pi)。

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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.


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