福建農(nóng)林大(da)學(xué)機(jī)電工(gong)程學(xué)院研究(jiu)人員(yuan)在國際期(qi)刊《Biosystems Engineering》(中科院一(yi)區(qū)Top, IF=4.4)發(fā)表了題(ti)為"Correlation between rheological properties and maturity of passion fruit based on machine vision"的研究論文(wen)。在該論文中，研(yan)究人員(yuan)利用上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測(ce)定百香果(guo)的硬度、內(nèi)(nei)聚性、回復(fù)(fu)性和彈(dan)性以及(ji)穿刺強(qiáng)度、果(guo)皮穿破距離、總(zong)穿刺功、穿破果(guo)皮功、粘附力(li)和粘附(fu)性等指標(biāo)。

流變特性(xing)在食(shi)品生產(chǎn)(chan)和質(zhì)量控制中(zhong)起著重(zhong)要作用。本(ben)研究(jiu)探討(tao)了百(bai)香果(guo)流變(bian)參數(shù)與(yu)品質(zhì)特性之(zhi)間的關(guān)(guan)系，并基于其(qi)流變特性建(jian)立了百香(xiang)果的(de)成熟(shu)度分類模(mo)型。每個樣品(pin)都進(jìn)行了流(liu)變測試、質(zhì)(zhi)地剖(pou)面分析測試(shi)、穿刺(ci)測試以(yi)及理化指標(biāo)測(ce)試。這些測試旨(zhi)在收集有(you)關(guān)百香果精確(que)的力(li)學(xué)和(he)生理信息(xi)。我們搭(da)建了一(yi)個力學(xué)測試平(ping)臺，并(bing)使用機(jī)器視(shi)覺技術(shù)來分(fen)析果實的微觀(guan)變形(xing)。該平(ping)臺能(neng)夠測(ce)量實時(shi)接觸(chu)面積和(he)載荷(he)值，從(cong)而在壓縮過(guo)程中獲得(de)準(zhǔn)確的應(yīng)力(li)值。對完整的百(bai)香果(guo)進(jìn)行(xing)了無(wu)損流(liu)變測試(shi)，以獲取加(jia)載階段的彈(dan)性模量。測試(shi)結(jié)果與(yu)傳統(tǒng)赫茲(zi)接觸理論的結(jié)(jie)果高(gao)度一致。此(ci)外，在保壓(ya)階段，通過擬合(he)五元件麥(mai)克斯韋(wei)模型得到了應(yīng)(ying)力松弛參數(shù)(shu)。值得注意的(de)是，流變(bian)參數(shù)(shu)與大多數(shù)質(zhì)地(di)參數(shù)(shu)或理(li)化指標(biāo)(biao)之間存(cun)在很強(qiáng)(qiang)的相(xiang)關(guān)性，最高(gao)相關(guān)(guan)系數(shù)達(dá)到了(le) 0.703。因此，流變參數(shù)(shu)被用(yong)作成(cheng)熟度分類(lei)模型（梯(ti)度提(ti)升決(jue)策樹（GBDT）、多層(ceng)感知器（MLP）和自適(shi)應(yīng)提升算法（AdaBoost））的(de)輸入(ru)。所有模型都取(qu)得了(le)令人(ren)滿意的(de)分類結(jié)果。特(te)別是(shi)，GBDT 模型展現(xiàn)(xian)出了優(yōu)異(yi)的分類(lei)性能和泛化能(neng)力，其精(jing)確率、召回(hui)率和 F 值(zhi)分別(bie)為 80.44%、80.08% 和(he) 80.26%。研究結(jié)(jie)果表明，基于無(wu)損流(liu)變特性來(lai)判斷百香果(guo)的成(cheng)熟度是可行(xing)的。

TPA和穿(chuan)刺試驗(yan)參數(shù)能有效(xiao)地反映(ying)水果的質(zhì)(zhi)地屬性。對(dui)不同成熟(shu)度百香果的(de)質(zhì)地特性(xing)進(jìn)行分析(xi)的結(jié)果見表(biao) 4。除了粘附力(li)（Af）和總穿刺功(gong)（Tw）外，其他質(zhì)地特(te)性參數(shù)(shu)存在(zai)明顯差異?？?zong)體而言，硬(ying)度（Th）、彈(dan)性（Re）、內(nèi)聚(ju)性（Ph）、粘(zhan)附力（Af）和粘附(fu)性（Ad）等參(can)數(shù)隨著成熟(shu)度的增加呈現(xiàn)(xian)下降趨(qu)勢，這表(biao)明果(guo)實的(de)硬度和粘性(xing)降低。此外，值得(de)注意的是，隨著(zhe)成熟(shu)度的增加(jia)，果皮破(po)裂距離（Db）參數(shù)逐(zhu)漸增大。這(zhe)表明(ming)在百香(xiang)果的成熟過程(cheng)中，果皮變(bian)得更(geng)加堅韌，穿刺探(tan)針需要做(zuo)更多的功(gong)才能(neng)刺穿果皮(pi)。

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.