福建農(nóng)林大學(xué)(xue)機(jī)電工程學(xué)(xue)院研究人員(yuan)在國(guó)際期刊(kan)《Biosystems Engineering》(中科院(yuan)一區(qū)Top, IF=4.4)發(fā)(fa)表了(le)題為"Correlation between rheological properties and maturity of passion fruit based on machine vision"的(de)研究論文。在該論(lun)文中(zhong)，研究人員(yuan)利用上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測(cè)定百香果(guo)的硬度、內(nèi)(nei)聚性、回復(fù)(fu)性和彈性以及(ji)穿刺強(qiáng)度、果(guo)皮穿破距(ju)離、總穿刺功、穿(chuan)破果皮功、粘附(fu)力和粘附(fu)性等指標(biāo)(biao)。

流變特性在食(shi)品生產(chǎn)和(he)質(zhì)量控(kong)制中起著(zhe)重要作用(yong)。本研(yan)究探(tan)討了百香果(guo)流變參數(shù)與(yu)品質(zhì)特性之(zhi)間的(de)關(guān)系(xi)，并基于(yu)其流變特性建(jian)立了百香果(guo)的成熟度分(fen)類(lèi)模型。每(mei)個(gè)樣品都進(jìn)行(xing)了流變測(cè)試(shi)、質(zhì)地剖面分析(xi)測(cè)試、穿刺測(cè)試(shi)以及(ji)理化指標(biāo)測(cè)試(shi)。這些測(cè)(ce)試旨在收集有(you)關(guān)百(bai)香果精確的力(li)學(xué)和生理信(xin)息。我們搭(da)建了一個(gè)力(li)學(xué)測(cè)試(shi)平臺(tái)，并使(shi)用機(jī)器視覺(jué)技(ji)術(shù)來(lái)(lai)分析果(guo)實(shí)的(de)微觀變形(xing)。該平臺(tái)(tai)能夠測(cè)量實(shí)(shi)時(shí)接觸(chu)面積(ji)和載(zai)荷值(zhi)，從而在壓縮(suo)過(guò)程中獲得準(zhǔn)(zhun)確的(de)應(yīng)力值。對(duì)(dui)完整的百香果(guo)進(jìn)行了無(wú)損流(liu)變測(cè)試，以獲(huo)取加載階(jie)段的(de)彈性模(mo)量。測(cè)試(shi)結(jié)果與傳統(tǒng)(tong)赫茲接觸理(li)論的結(jié)果(guo)高度一(yi)致。此外(wai)，在保壓階段(duan)，通過(guò)擬(ni)合五元件麥(mai)克斯(si)韋模(mo)型得(de)到了應(yīng)力(li)松弛參數(shù)(shu)。值得注(zhu)意的是，流(liu)變參(can)數(shù)與大(da)多數(shù)質(zhì)(zhi)地參數(shù)或理(li)化指(zhi)標(biāo)之間(jian)存在很(hen)強(qiáng)的相關(guān)(guan)性，最高(gao)相關(guān)系數(shù)達(dá)到(dao)了 0.703。因此(ci)，流變參(can)數(shù)被用作成熟(shu)度分類(lèi)(lei)模型(xing)（梯度提(ti)升決策樹(shù)（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)都取得(de)了令人(ren)滿意的(de)分類(lèi)結(jié)果。特(te)別是，GBDT 模型(xing)展現(xiàn)出了優(yōu)(you)異的分類(lèi)(lei)性能和泛(fan)化能力，其精(jing)確率、召回(hui)率和 F 值(zhi)分別(bie)為 80.44%、80.08% 和 80.26%。研(yan)究結(jié)(jie)果表(biao)明，基于無(wú)損(sun)流變特(te)性來(lái)判斷百香(xiang)果的成(cheng)熟度是(shi)可行的(de)。

TPA和穿刺試驗(yàn)(yan)參數(shù)能有效(xiao)地反映(ying)水果的質(zhì)地屬(shu)性。對(duì)不(bu)同成熟(shu)度百(bai)香果的質(zhì)地特(te)性進(jìn)行分析(xi)的結(jié)果(guo)見(jiàn)表 4。除(chu)了粘附(fu)力（Af）和總穿刺功(gong)（Tw）外，其他質(zhì)地特(te)性參數(shù)(shu)存在明顯差(cha)異?？傮w(ti)而言，硬度（Th）、彈(dan)性（Re）、內(nèi)(nei)聚性（Ph）、粘附(fu)力（Af）和粘(zhan)附性(xing)（Ad）等參(can)數(shù)隨著成(cheng)熟度的(de)增加呈(cheng)現(xiàn)下降趨(qu)勢(shì)，這表明果(guo)實(shí)的硬(ying)度和粘性降(jiang)低。此外(wai)，值得(de)注意的是(shi)，隨著(zhe)成熟度的增(zeng)加，果皮破裂(lie)距離（Db）參數(shù)逐(zhu)漸增(zeng)大。這表明在(zai)百香果的成熟(shu)過(guò)程中(zhong)，果皮(pi)變得更(geng)加堅(jiān)(jian)韌，穿刺(ci)探針需(xu)要做(zuo)更多的功才(cai)能刺穿果皮(pi)。

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