福建農(nóng)林大(da)學(xué)機(jī)電工程學(xué)(xue)院研究人員(yuan)在國(guo)際期刊《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"的研究論文(wen)。在該論文(wen)中，研究人(ren)員利用(yong)上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測定(ding)百香果的(de)硬度(du)、內(nèi)聚性、回(hui)復(fù)性和彈性(xing)以及(ji)穿刺強(qiáng)度、果(guo)皮穿破距離、總(zong)穿刺(ci)功、穿破果(guo)皮功、粘附力和(he)粘附性等指標(biāo)(biao)。

流變特性(xing)在食品生產(chǎn)和(he)質(zhì)量控制(zhi)中起著重(zhong)要作用。本研(yan)究探討了百(bai)香果流變(bian)參數(shù)與(yu)品質(zhì)(zhi)特性之間(jian)的關(guān)系，并(bing)基于其流變特(te)性建立了百(bai)香果的成熟度(du)分類模型(xing)。每個樣品(pin)都進(jìn)行了(le)流變測試、質(zhì)(zhi)地剖面(mian)分析測試、穿刺(ci)測試以及(ji)理化指標(biāo)測(ce)試。這些測(ce)試旨在收(shou)集有關(guān)百香果(guo)精確(que)的力學(xué)和生(sheng)理信息。我們(men)搭建了一個力(li)學(xué)測(ce)試平臺，并(bing)使用機(jī)器(qi)視覺(jue)技術(shù)(shu)來分析果實(shí)的(de)微觀(guan)變形。該平(ping)臺能夠測量實(shí)(shi)時接觸面積(ji)和載荷值，從而(er)在壓縮過程(cheng)中獲(huo)得準(zhǔn)確的應(yīng)(ying)力值(zhi)。對完整的百香(xiang)果進(jìn)行了無損(sun)流變測試，以(yi)獲取加載階(jie)段的彈性模(mo)量。測試結(jié)(jie)果與傳統(tǒng)赫(he)茲接觸理(li)論的結(jié)果高(gao)度一致(zhi)。此外，在保(bao)壓階(jie)段，通過擬合(he)五元件麥(mai)克斯韋模型(xing)得到了(le)應(yīng)力(li)松弛參數(shù)。值(zhi)得注意(yi)的是，流(liu)變參數(shù)與大多(duo)數(shù)質(zhì)地參數(shù)(shu)或理(li)化指標(biāo)(biao)之間存在很(hen)強(qiáng)的相關(guān)性(xing)，最高相關(guān)系數(shù)(shu)達(dá)到了 0.703。因此，流(liu)變參(can)數(shù)被用作成(cheng)熟度(du)分類模(mo)型（梯(ti)度提(ti)升決策樹(shu)（GBDT）、多層(ceng)感知器(qi)（MLP）和自(zi)適應(yīng)提(ti)升算法(fa)（AdaBoost））的輸(shu)入。所有模型都(dou)取得了(le)令人滿意的(de)分類結(jié)果(guo)。特別是(shi)，GBDT 模型展(zhan)現(xiàn)出了優(yōu)(you)異的分類性(xing)能和泛(fan)化能力，其精(jing)確率、召回(hui)率和 F 值(zhi)分別為 80.44%、80.08% 和(he) 80.26%。研究結(jié)果表(biao)明，基(ji)于無損流變特(te)性來判(pan)斷百香(xiang)果的成熟度是(shi)可行的(de)。

TPA和穿刺(ci)試驗(yàn)參(can)數(shù)能有效地(di)反映水(shui)果的質(zhì)地屬性(xing)。對不同成(cheng)熟度(du)百香果的(de)質(zhì)地特性(xing)進(jìn)行分(fen)析的結(jié)果(guo)見表(biao) 4。除了粘附力(li)（Af）和總穿刺功（Tw）外(wai)，其他(ta)質(zhì)地特性參數(shù)(shu)存在明顯(xian)差異。總體(ti)而言，硬度（Th）、彈性(xing)（Re）、內(nèi)聚性（Ph）、粘附(fu)力（Af）和(he)粘附性（Ad）等(deng)參數(shù)隨著成熟(shu)度的增加呈現(xiàn)(xian)下降趨(qu)勢，這(zhe)表明(ming)果實(shí)的硬度和(he)粘性降低(di)。此外(wai)，值得注意的(de)是，隨著(zhe)成熟度的增加(jia)，果皮(pi)破裂距離（Db）參(can)數(shù)逐漸增(zeng)大。這表明在(zai)百香(xiang)果的成熟過程(cheng)中，果(guo)皮變(bian)得更加堅(jiān)韌(ren)，穿刺探針(zhen)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.