福建(jian)農(nóng)林大學(xué)機(jī)(ji)電工(gong)程學(xué)院(yuan)研究人員在(zai)國際期刊《Biosystems Engineering》(中(zhong)科院一(yi)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"的研究論文。在該論(lun)文中，研究人員(yuan)利用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測定(ding)百香(xiang)果的硬度、內(nèi)聚(ju)性、回復(fù)性和(he)彈性(xing)以及穿刺(ci)強(qiáng)度、果皮(pi)穿破距離(li)、總穿(chuan)刺功、穿破果(guo)皮功(gong)、粘附(fu)力和(he)粘附性等指(zhi)標(biāo)。

流變特性(xing)在食品生產(chǎn)和(he)質(zhì)量(liang)控制中起(qi)著重要作(zuo)用。本研究探(tan)討了百香果(guo)流變參數(shù)(shu)與品質(zhì)(zhi)特性之間的關(guān)(guan)系，并基(ji)于其流變(bian)特性建(jian)立了百香(xiang)果的成熟度分(fen)類模型。每(mei)個樣品都進(jìn)(jin)行了流(liu)變測試、質(zhì)地(di)剖面分析測試(shi)、穿刺測試(shi)以及理化(hua)指標(biāo)測試(shi)。這些測試旨在(zai)收集(ji)有關(guān)百香果(guo)精確的(de)力學(xué)和生理(li)信息。我們搭建(jian)了一個力學(xué)測(ce)試平臺，并使用(yong)機(jī)器視覺技(ji)術(shù)來(lai)分析果(guo)實(shí)的微觀(guan)變形(xing)。該平臺能夠(gou)測量實(shí)時接觸(chu)面積和載荷值(zhi)，從而在壓縮過(guo)程中(zhong)獲得準(zhǔn)確的(de)應(yīng)力值(zhi)。對完整的百香(xiang)果進(jìn)行(xing)了無損(sun)流變測試，以(yi)獲取(qu)加載階(jie)段的彈性(xing)模量。測試結(jié)果(guo)與傳統(tǒng)(tong)赫茲接觸理(li)論的結(jié)果高(gao)度一(yi)致。此外，在保(bao)壓階段，通過擬(ni)合五(wu)元件麥克斯(si)韋模(mo)型得到(dao)了應(yīng)力(li)松弛(chi)參數(shù)。值(zhi)得注(zhu)意的是(shi)，流變參數(shù)與大(da)多數(shù)質(zhì)地(di)參數(shù)或理(li)化指標(biāo)之間存(cun)在很強(qiáng)的相(xiang)關(guān)性，最高相關(guān)(guan)系數(shù)達(dá)(da)到了 0.703。因此(ci)，流變參數(shù)(shu)被用(yong)作成(cheng)熟度分類模型(xing)（梯度提升(sheng)決策(ce)樹（GBDT）、多(duo)層感知器(qi)（MLP）和自適應(yīng)(ying)提升算法(fa)（AdaBoost））的輸入。所有模(mo)型都取(qu)得了令(ling)人滿(man)意的分類結(jié)(jie)果。特別是(shi)，GBDT 模型展(zhan)現(xiàn)出了優(yōu)異(yi)的分類性能(neng)和泛化能力(li)，其精(jing)確率、召回(hui)率和 F 值分(fen)別為 80.44%、80.08% 和(he) 80.26%。研究結(jié)果表明(ming)，基于無損(sun)流變特性來判(pan)斷百香果的成(cheng)熟度是可(ke)行的。

TPA和穿刺試(shi)驗(yàn)參數(shù)能有效(xiao)地反映(ying)水果的質(zhì)地(di)屬性。對(dui)不同成熟度(du)百香(xiang)果的質(zhì)(zhi)地特性進(jìn)行(xing)分析的(de)結(jié)果見表(biao) 4。除了粘附力（Af）和(he)總穿刺功（Tw）外，其(qi)他質(zhì)(zhi)地特性(xing)參數(shù)存(cun)在明顯(xian)差異。總體而言(yan)，硬度（Th）、彈性（Re）、內(nèi)(nei)聚性（Ph）、粘(zhan)附力（Af）和粘附(fu)性（Ad）等參數(shù)隨(sui)著成(cheng)熟度的(de)增加呈現(xiàn)(xian)下降趨勢，這(zhe)表明果(guo)實(shí)的硬度(du)和粘性(xing)降低。此外，值(zhi)得注意的是(shi)，隨著成(cheng)熟度的增(zeng)加，果皮(pi)破裂距(ju)離（Db）參數(shù)逐(zhu)漸增大。這表(biao)明在百香(xiang)果的成熟過程(cheng)中，果皮(pi)變得更加堅(jiān)韌(ren)，穿刺探(tan)針需要做(zuo)更多的功才能(neng)刺穿果(guo)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.