福建農(nóng)林(lin)大學(xué)機電工(gong)程學(xué)(xue)院研(yan)究人員(yuan)在國際期刊《Biosystems Engineering》(中(zhong)科院一區(qū)Top, IF=4.4)發(fā)表(biao)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(wen)中，研究人員利(li)用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測定百香果(guo)的硬(ying)度、內(nèi)聚性、回(hui)復(fù)性和彈性(xing)以及穿刺強(qiang)度、果皮穿破距(ju)離、總(zong)穿刺功、穿破果(guo)皮功、粘附力和(he)粘附性等指(zhi)標(biāo)。

流變特(te)性在食品生(sheng)產(chǎn)和(he)質(zhì)量控制(zhi)中起(qi)著重(zhong)要作用。本研究(jiu)探討了(le)百香果(guo)流變參數(shù)(shu)與品質(zhì)特性之(zhi)間的關(guān)系(xi)，并基于其流(liu)變特性建立了(le)百香果的成(cheng)熟度分類模(mo)型。每(mei)個樣(yang)品都進行了流(liu)變測(ce)試、質(zhì)地(di)剖面分(fen)析測試、穿刺測(ce)試以及理(li)化指標(biāo)測試。這(zhe)些測試旨(zhi)在收集(ji)有關(guān)百香果精(jing)確的(de)力學(xué)和(he)生理信息。我(wo)們搭建了一個(ge)力學(xué)測試(shi)平臺，并(bing)使用機器視覺(jue)技術(shù)來分(fen)析果(guo)實的(de)微觀(guan)變形(xing)。該平臺(tai)能夠測量(liang)實時接觸面積(ji)和載荷(he)值，從而(er)在壓縮(suo)過程中(zhong)獲得準(zhǔn)(zhun)確的應(yīng)力值。對(dui)完整(zheng)的百香果(guo)進行了無損(sun)流變測(ce)試，以(yi)獲取加載階段(duan)的彈性模量。測(ce)試結(jié)果與(yu)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(bao)壓階(jie)段，通過擬合(he)五元件(jian)麥克斯韋(wei)模型(xing)得到了應(yīng)(ying)力松弛參(can)數(shù)。值得注意的(de)是，流變參數(shù)(shu)與大多數(shù)(shu)質(zhì)地參數(shù)或(huo)理化指標(biāo)之(zhi)間存(cun)在很強的相(xiang)關(guān)性，最高相(xiang)關(guān)系(xi)數(shù)達(da)到了 0.703。因此，流變(bian)參數(shù)(shu)被用作成(cheng)熟度分類模(mo)型（梯度提(ti)升決策樹(shu)（GBDT）、多層感(gan)知器（MLP）和自適(shi)應(yīng)提升(sheng)算法（AdaBoost））的輸入。所(suo)有模型都取得(de)了令人滿意的(de)分類結(jié)果。特(te)別是，GBDT 模型展(zhan)現(xiàn)出了(le)優(yōu)異的分類(lei)性能和泛(fan)化能力，其精確(que)率、召回(hui)率和(he) F 值分別為 80.44%、80.08% 和 80.26%。研(yan)究結(jié)果表明，基(ji)于無損流(liu)變特性來判(pan)斷百香(xiang)果的成熟度是(shi)可行的。

TPA和穿刺試驗參(can)數(shù)能有效地反(fan)映水果的質(zhì)地(di)屬性。對不(bu)同成熟度(du)百香果的(de)質(zhì)地特性(xing)進行分析的(de)結(jié)果見表(biao) 4。除了(le)粘附(fu)力（Af）和總(zong)穿刺功（Tw）外(wai)，其他質(zhì)(zhi)地特(te)性參數(shù)(shu)存在明(ming)顯差異(yi)。總體(ti)而言，硬度（Th）、彈性(xing)（Re）、內(nèi)聚性（Ph）、粘(zhan)附力（Af）和粘(zhan)附性（Ad）等參數(shù)(shu)隨著成熟度(du)的增加呈(cheng)現(xiàn)下降(jiang)趨勢，這(zhe)表明果(guo)實的硬度(du)和粘性降低。此(ci)外，值得注(zhu)意的是(shi)，隨著成(cheng)熟度的(de)增加，果皮破(po)裂距(ju)離（Db）參數(shù)逐漸增(zeng)大。這(zhe)表明在百香(xiang)果的成(cheng)熟過(guo)程中，果皮(pi)變得更(geng)加堅韌，穿(chuan)刺探針需要做(zuo)更多的功才能(neng)刺穿果(guo)皮。

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