福建農(nóng)林大(da)學機電工程(cheng)學院研究人(ren)員在國(guo)際期(qi)刊《Biosystems Engineering》(中科院(yuan)一區(qū)(qu)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(jiu)論文(wen)。在該論文中(zhong)，研究人(ren)員利用上海(hai)騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測定(ding)百香(xiang)果的(de)硬度、內(nèi)聚性(xing)、回復性和彈性(xing)以及穿刺強度(du)、果皮穿(chuan)破距離、總穿刺(ci)功、穿破果(guo)皮功、粘附(fu)力和(he)粘附性等(deng)指標。

流變特性在食(shi)品生產(chǎn)(chan)和質(zhì)(zhi)量控制中起著(zhe)重要作用。本(ben)研究探討了百(bai)香果流(liu)變參數(shù)與(yu)品質(zhì)(zhi)特性之(zhi)間的關(guān)(guan)系，并基于(yu)其流變特(te)性建立了百香(xiang)果的成熟度分(fen)類模型。每(mei)個樣品都(dou)進行了流變(bian)測試、質(zhì)(zhi)地剖面分析測(ce)試、穿(chuan)刺測試以及(ji)理化指標測(ce)試。這些測試旨(zhi)在收(shou)集有關(guān)(guan)百香(xiang)果精確的(de)力學和生理信(xin)息。我們搭(da)建了一個力學(xue)測試平臺，并使(shi)用機器(qi)視覺技術(shù)(shu)來分(fen)析果實(shi)的微觀變形。該(gai)平臺(tai)能夠測量(liang)實時(shi)接觸面積(ji)和載(zai)荷值，從(cong)而在壓(ya)縮過(guo)程中獲得準(zhun)確的應力(li)值。對完整的百(bai)香果進(jin)行了無(wu)損流(liu)變測試，以(yi)獲取加(jia)載階(jie)段的彈性(xing)模量。測試結(jié)果(guo)與傳統(tǒng)赫茲接(jie)觸理論的結(jié)果(guo)高度一(yi)致。此(ci)外，在(zai)保壓階段(duan)，通過擬合五(wu)元件麥(mai)克斯韋模型(xing)得到(dao)了應力松弛參(can)數(shù)。值得注意(yi)的是，流變參(can)數(shù)與大(da)多數(shù)質(zhì)(zhi)地參數(shù)或理(li)化指標之間(jian)存在很強的(de)相關(guān)性，最高(gao)相關(guān)系數(shù)達(da)到了 0.703。因此，流變(bian)參數(shù)被用作成(cheng)熟度(du)分類模(mo)型（梯度(du)提升決策樹(shu)（GBDT）、多層感知器（MLP）和(he)自適應(ying)提升算法（AdaBoost））的輸(shu)入。所(suo)有模型(xing)都取得了令人(ren)滿意的分類結(jié)(jie)果。特別是(shi)，GBDT 模型展現(xiàn)(xian)出了(le)優(yōu)異的(de)分類性能和(he)泛化能力(li)，其精確率(lv)、召回率和 F 值(zhi)分別為(wei) 80.44%、80.08% 和 80.26%。研究結(jié)(jie)果表明，基(ji)于無損流變特(te)性來判斷百香(xiang)果的(de)成熟度(du)是可行的(de)。

TPA和穿刺(ci)試驗參數(shù)能(neng)有效(xiao)地反映水果(guo)的質(zhì)地屬性(xing)。對不同成熟(shu)度百香果的(de)質(zhì)地特(te)性進行(xing)分析的(de)結(jié)果見(jian)表 4。除了粘(zhan)附力（Af）和(he)總穿(chuan)刺功（Tw）外(wai)，其他質(zhì)地(di)特性參數(shù)存在(zai)明顯差(cha)異。總體而言(yan)，硬度（Th）、彈性（Re）、內(nèi)聚(ju)性（Ph）、粘附力（Af）和(he)粘附性（Ad）等參數(shù)(shu)隨著成熟(shu)度的(de)增加呈現(xiàn)(xian)下降趨勢，這(zhe)表明果實(shi)的硬(ying)度和(he)粘性降低。此外(wai)，值得注意(yi)的是，隨(sui)著成熟度(du)的增加，果皮(pi)破裂(lie)距離（Db）參數(shù)逐(zhu)漸增大。這表明(ming)在百香(xiang)果的成(cheng)熟過程(cheng)中，果皮(pi)變得更加(jia)堅韌，穿刺探(tan)針需要做(zuo)更多的功(gong)才能刺穿果(guo)皮。

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