福建農(nóng)林大學(xué)(xue)機(jī)電工程(cheng)學(xué)院研究(jiu)人員在國際期(qi)刊《Biosystems Engineering》(中科(ke)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。在該論文中，研(yan)究人(ren)員利(li)用上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測定(ding)百香果的硬度(du)、內(nèi)聚性、回復(fù)性(xing)和彈性以(yi)及穿刺強(qiáng)(qiang)度、果皮穿破距(ju)離、總穿刺(ci)功、穿破果皮功(gong)、粘附力(li)和粘附性等(deng)指標(biāo)。

流變特性(xing)在食(shi)品生(sheng)產(chǎn)和質(zhì)量控(kong)制中起著(zhe)重要(yao)作用。本研究探(tan)討了百香果(guo)流變參(can)數(shù)與品質(zhì)特(te)性之(zhi)間的關(guān)(guan)系，并基于(yu)其流變特(te)性建(jian)立了百香果的(de)成熟度分類模(mo)型。每個(gè)(ge)樣品都進(jìn)(jin)行了流變測試(shi)、質(zhì)地剖面分析(xi)測試、穿刺(ci)測試以(yi)及理(li)化指標(biāo)測試。這(zhe)些測試旨在收(shou)集有關(guān)百香(xiang)果精確(que)的力學(xué)和生(sheng)理信息(xi)。我們搭(da)建了一個(gè)(ge)力學(xué)測試(shi)平臺(tái)，并使用(yong)機(jī)器視(shi)覺技術(shù)來分析(xi)果實(shí)的微觀變(bian)形。該平臺(tái)能夠(gou)測量實(shí)時(shí)接(jie)觸面積和(he)載荷(he)值，從而(er)在壓縮過程(cheng)中獲(huo)得準(zhǔn)確的(de)應(yīng)力值。對完整(zheng)的百香果進(jìn)(jin)行了無損(sun)流變測試(shi)，以獲(huo)取加載階段的(de)彈性模量(liang)。測試結(jié)果與傳(chuan)統(tǒng)赫茲接(jie)觸理論的結(jié)(jie)果高(gao)度一致(zhi)。此外，在保壓階(jie)段，通(tong)過擬合五元件(jian)麥克斯韋模(mo)型得到了應(yīng)力(li)松弛參數(shù)(shu)。值得注意的(de)是，流變參數(shù)與(yu)大多數(shù)質(zhì)地(di)參數(shù)或理(li)化指標(biāo)(biao)之間存在(zai)很強(qiáng)的相(xiang)關(guān)性(xing)，最高相關(guān)系數(shù)(shu)達(dá)到了 0.703。因此，流(liu)變參數(shù)被(bei)用作成熟(shu)度分類模型（梯(ti)度提升(sheng)決策樹（GBDT）、多(duo)層感知器（MLP）和自(zi)適應(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(lei)結(jié)果。特別是(shi)，GBDT 模型展現(xiàn)出(chu)了優(yōu)異的分類(lei)性能和泛(fan)化能(neng)力，其精(jing)確率、召(zhao)回率和 F 值分別(bie)為 80.44%、80.08% 和 80.26%。研究結(jié)(jie)果表明，基于(yu)無損流變特(te)性來判(pan)斷百香果的成(cheng)熟度是可行(xing)的。

TPA和穿刺(ci)試驗(yàn)參(can)數(shù)能(neng)有效(xiao)地反映(ying)水果的質(zhì)地屬(shu)性。對不同成熟(shu)度百香果(guo)的質(zhì)地特性(xing)進(jìn)行分析的(de)結(jié)果見表 4。除了(le)粘附力(li)（Af）和總穿刺功（Tw）外(wai)，其他質(zhì)地特性(xing)參數(shù)(shu)存在明顯差異(yi)?？傮w而(er)言，硬度(du)（Th）、彈性（Re）、內(nèi)聚(ju)性（Ph）、粘附力（Af）和粘(zhan)附性（Ad）等參(can)數(shù)隨著成(cheng)熟度的增加呈(cheng)現(xiàn)下降趨勢，這(zhe)表明果實(shí)(shi)的硬度和粘(zhan)性降低。此外，值(zhi)得注意的是，隨(sui)著成熟度(du)的增加，果(guo)皮破(po)裂距離（Db）參數(shù)(shu)逐漸增大。這表(biao)明在百香(xiang)果的成熟過(guo)程中，果皮(pi)變得更加(jia)堅(jiān)韌，穿刺(ci)探針需要做(zuo)更多(duo)的功(gong)才能(neng)刺穿(chuan)果皮。

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.