福建(jian)農(nóng)林大學(xué)機(jī)電(dian)工程學(xué)院研究(jiu)人員在國(guó)際(ji)期刊《Biosystems Engineering》(中科(ke)院一(yi)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(jiu)論文。在該(gai)論文中，研究(jiu)人員利用上(shang)海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測(cè)定(ding)百香(xiang)果的(de)硬度、內(nèi)聚(ju)性、回復(fù)(fu)性和彈(dan)性以及(ji)穿刺強(qiáng)度、果(guo)皮穿破距離(li)、總穿刺功(gong)、穿破(po)果皮(pi)功、粘附力和粘(zhan)附性(xing)等指標(biāo)。

流變特性(xing)在食品(pin)生產(chǎn)和(he)質(zhì)量(liang)控制(zhi)中起著重(zhong)要作(zuo)用。本研(yan)究探討了百(bai)香果流變參(can)數(shù)與品質(zhì)特性(xing)之間的關(guān)系，并(bing)基于其流變特(te)性建立(li)了百(bai)香果的成熟(shu)度分類(lèi)(lei)模型。每個(gè)(ge)樣品都進(jìn)行(xing)了流變測(cè)(ce)試、質(zhì)地(di)剖面(mian)分析測(cè)試、穿刺(ci)測(cè)試以(yi)及理化(hua)指標(biāo)(biao)測(cè)試。這些測(cè)(ce)試旨在收集(ji)有關(guān)百香(xiang)果精確的(de)力學(xué)和(he)生理信(xin)息。我(wo)們搭建了(le)一個(gè)力學(xué)測(cè)試(shi)平臺(tái)，并使用機(jī)(ji)器視覺(jué)技(ji)術(shù)來(lái)分析(xi)果實(shí)的微(wei)觀變形。該(gai)平臺(tái)能夠測(cè)(ce)量實(shí)時(shí)接觸(chu)面積和載荷值(zhi)，從而在(zai)壓縮過(guò)程(cheng)中獲得(de)準(zhǔn)確的應(yīng)(ying)力值。對(duì)完整的(de)百香果(guo)進(jìn)行了無(wú)損流(liu)變測(cè)試，以獲取(qu)加載階段(duan)的彈性(xing)模量。測(cè)試結(jié)果(guo)與傳(chuan)統(tǒng)赫(he)茲接觸理(li)論的結(jié)果高(gao)度一(yi)致。此外(wai)，在保壓階段(duan)，通過(guò)擬合五元(yuan)件麥克斯(si)韋模型得(de)到了(le)應(yīng)力(li)松弛參(can)數(shù)。值得注意(yi)的是，流變(bian)參數(shù)(shu)與大(da)多數(shù)質(zhì)地參(can)數(shù)或理化(hua)指標(biāo)之間存在(zai)很強(qiáng)的相關(guān)性(xing)，最高相關(guān)(guan)系數(shù)達(dá)到了 0.703。因(yin)此，流變(bian)參數(shù)被(bei)用作成(cheng)熟度(du)分類(lèi)(lei)模型（梯度提(ti)升決策樹(shù)（GBDT）、多(duo)層感知(zhi)器（MLP）和自適應(yīng)(ying)提升算法(fa)（AdaBoost））的輸入。所有(you)模型都取得了(le)令人滿(mǎn)(man)意的分類(lèi)結(jié)果(guo)。特別是，GBDT 模型(xing)展現(xiàn)出(chu)了優(yōu)異的分類(lèi)(lei)性能和泛(fan)化能力，其(qi)精確率、召(zhao)回率和(he) F 值分(fen)別為(wei) 80.44%、80.08% 和 80.26%。研究(jiu)結(jié)果表(biao)明，基于無(wú)(wu)損流變特性(xing)來(lái)判斷百(bai)香果(guo)的成熟度(du)是可(ke)行的。

TPA和穿刺試驗(yàn)參(can)數(shù)能有效(xiao)地反映水果的(de)質(zhì)地屬性(xing)。對(duì)不同(tong)成熟度百(bai)香果的質(zhì)地特(te)性進(jìn)行分(fen)析的結(jié)果見(jiàn)(jian)表 4。除了粘附力(li)（Af）和總穿刺(ci)功（Tw）外，其(qi)他質(zhì)地特(te)性參數(shù)存(cun)在明顯(xian)差異?？傮w而言(yan)，硬度（Th）、彈性（Re）、內(nèi)(nei)聚性(xing)（Ph）、粘附力（Af）和粘附(fu)性（Ad）等參(can)數(shù)隨著成(cheng)熟度(du)的增加呈現(xiàn)(xian)下降(jiang)趨勢(shì)，這表明(ming)果實(shí)的硬度(du)和粘性降(jiang)低。此(ci)外，值得注意(yi)的是，隨著成(cheng)熟度(du)的增加，果皮(pi)破裂(lie)距離（Db）參數(shù)逐漸(jian)增大。這表明在(zai)百香(xiang)果的成(cheng)熟過(guò)程(cheng)中，果(guo)皮變(bian)得更加(jia)堅(jiān)韌(ren)，穿刺探(tan)針需要做更多(duo)的功才能(neng)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.