福建農(nóng)林大(da)學(xué)機(jī)電工程(cheng)學(xué)院研究(jiu)人員在國(guó)際期(qi)刊《Biosystems Engineering》(中科院(yuan)一區(qū)Top, IF=4.4)發(fā)表了(le)題為"Correlation between rheological properties and maturity of passion fruit based on machine vision"的研究論(lun)文。在該論文中，研(yan)究人員利用上(shang)海騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于(yu)測(cè)定百香果(guo)的硬度(du)、內(nèi)聚性、回(hui)復(fù)性和彈性(xing)以及穿刺強(qiáng)度(du)、果皮(pi)穿破(po)距離、總穿刺功(gong)、穿破果皮(pi)功、粘附(fu)力和粘(zhan)附性等(deng)指標(biāo)。

流變(bian)特性在食(shi)品生產(chǎn)(chan)和質(zhì)量(liang)控制(zhi)中起著重(zhong)要作用。本(ben)研究探討了百(bai)香果流變參數(shù)(shu)與品(pin)質(zhì)特性之(zhi)間的(de)關(guān)系，并基于其(qi)流變特性(xing)建立了百(bai)香果的(de)成熟(shu)度分類(lèi)模(mo)型。每(mei)個(gè)樣品都進(jìn)(jin)行了流變(bian)測(cè)試、質(zhì)地剖(pou)面分析測(cè)試(shi)、穿刺(ci)測(cè)試以(yi)及理(li)化指標(biāo)測(cè)(ce)試。這些測(cè)(ce)試旨(zhi)在收集有(you)關(guān)百香(xiang)果精確的力學(xué)(xue)和生理信息。我(wo)們搭建(jian)了一個(gè)力學(xué)(xue)測(cè)試平臺(tái)，并(bing)使用機(jī)(ji)器視覺(jué)技(ji)術(shù)來(lái)分析(xi)果實(shí)的微觀變(bian)形。該平(ping)臺(tái)能夠測(cè)(ce)量實(shí)時(shí)(shi)接觸(chu)面積和載荷(he)值，從(cong)而在壓縮過(guò)程(cheng)中獲得準(zhǔn)確的(de)應(yīng)力值。對(duì)完(wan)整的百(bai)香果進(jìn)行(xing)了無(wú)損流(liu)變測(cè)試，以(yi)獲取加載階(jie)段的彈性(xing)模量(liang)。測(cè)試結(jié)果(guo)與傳統(tǒng)赫(he)茲接(jie)觸理論的結(jié)果(guo)高度一致(zhi)。此外，在保壓(ya)階段，通過(guò)(guo)擬合五元件(jian)麥克斯韋模型(xing)得到了應(yīng)力(li)松弛(chi)參數(shù)。值得(de)注意的是，流(liu)變參(can)數(shù)與大多數(shù)質(zhì)(zhi)地參數(shù)或理化(hua)指標(biāo)(biao)之間存在(zai)很強(qiáng)(qiang)的相關(guān)性(xing)，最高相關(guān)系(xi)數(shù)達(dá)(da)到了 0.703。因此(ci)，流變參數(shù)被用(yong)作成熟度(du)分類(lèi)模型（梯度(du)提升決策(ce)樹(shù)（GBDT）、多層感知(zhi)器（MLP）和(he)自適應(yīng)(ying)提升算法（AdaBoost））的輸(shu)入。所有模型(xing)都取得了令人(ren)滿(mǎn)意(yi)的分(fen)類(lèi)結(jié)果。特別(bie)是，GBDT 模(mo)型展現(xiàn)(xian)出了(le)優(yōu)異的分類(lèi)性(xing)能和(he)泛化能力，其(qi)精確率(lv)、召回率和 F 值(zhi)分別為 80.44%、80.08% 和(he) 80.26%。研究結(jié)果(guo)表明，基于(yu)無(wú)損流變(bian)特性(xing)來(lái)判斷百(bai)香果的成熟度(du)是可行的。

TPA和穿刺試驗(yàn)(yan)參數(shù)能(neng)有效地反(fan)映水果的質(zhì)(zhi)地屬(shu)性。對(duì)不同成(cheng)熟度百香果的(de)質(zhì)地特性進(jìn)(jin)行分析的結(jié)(jie)果見(jiàn)表 4。除(chu)了粘(zhan)附力(li)（Af）和總穿刺功（Tw）外(wai)，其他(ta)質(zhì)地特性參數(shù)(shu)存在明顯差(cha)異?？傮w而言(yan)，硬度（Th）、彈性(xing)（Re）、內(nèi)聚性（Ph）、粘附(fu)力（Af）和粘附(fu)性（Ad）等參數(shù)隨(sui)著成熟度的(de)增加呈現(xiàn)下(xia)降趨勢(shì)(shi)，這表明果實(shí)(shi)的硬度和粘(zhan)性降(jiang)低。此(ci)外，值(zhi)得注意的是，隨(sui)著成熟度的(de)增加，果皮(pi)破裂距離（Db）參數(shù)(shu)逐漸增大。這表(biao)明在百香果(guo)的成熟過(guò)(guo)程中，果(guo)皮變得更(geng)加堅(jiān)(jian)韌，穿(chuan)刺探針(zhen)需要做更多的(de)功才能(neng)刺穿(chuan)果皮。

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