上海騰拔質(zhì)構(gòu)儀助力福建農(nóng)林大學(xué)發(fā)表關(guān)于百香果的國(guó)際期刊論文

福建農(nóng)林大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院研究人員在國(guó)際期刊《Biosystems Engineering》(中科院一區(qū)Top, IF=4.4)發(fā)表了題為"Correlation between rheological properties and maturity of passion fruit based on machine vision"的研究論文。在該論文中，研究人員利用上海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用于測(cè)定百香果的硬度、內(nèi)聚性、回復(fù)性和彈性以及穿刺強(qiáng)度、果皮穿破距離、總穿刺功、穿破果皮功、粘附力和粘附性等指標(biāo)。

流變特性在食品生產(chǎn)和質(zhì)量控制中起著重要作用。本研究探討了百香果流變參數(shù)與品質(zhì)特性之間的關(guān)系，并基于其流變特性建立了百香果的成熟度分類模型。每個(gè)樣品都進(jìn)行了流變測(cè)試、質(zhì)地剖面分析測(cè)試、穿刺測(cè)試以及理化指標(biāo)測(cè)試。這些測(cè)試旨在收集有關(guān)百香果精確的力學(xué)和生理信息。我們搭建了一個(gè)力學(xué)測(cè)試平臺(tái)，并使用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)來(lái)分析果實(shí)的微觀變形。該平臺(tái)能夠測(cè)量實(shí)時(shí)接觸面積和載荷值，從而在壓縮過(guò)程中獲得準(zhǔn)確的應(yīng)力值。對(duì)完整的百香果進(jìn)行了無(wú)損流變測(cè)試，以獲取加載階段的彈性模量。測(cè)試結(jié)果與傳統(tǒng)赫茲接觸理論的結(jié)果高度一致。此外，在保壓階段，通過(guò)擬合五元件麥克斯韋模型得到了應(yīng)力松弛參數(shù)。值得注意的是，流變參數(shù)與大多數(shù)質(zhì)地參數(shù)或理化指標(biāo)之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性，最高相關(guān)系數(shù)達(dá)到了 0.703。因此，流變參數(shù)被用作成熟度分類模型（梯度提升決策樹(shù)（GBDT）、多層感知器（MLP）和自適應(yīng)提升算法（AdaBoost））的輸入。所有模型都取得了令人滿意的分類結(jié)果。特別是，GBDT 模型展現(xiàn)出了優(yōu)異的分類性能和泛化能力，其精確率、召回率和 F 值分別為 80.44%、80.08% 和 80.26%。研究結(jié)果表明，基于無(wú)損流變特性來(lái)判斷百香果的成熟度是可行的。

TPA和穿刺試驗(yàn)參數(shù)能有效地反映水果的質(zhì)地屬性。對(duì)不同成熟度百香果的質(zhì)地特性進(jìn)行分析的結(jié)果見(jiàn)表 4。除了粘附力（Af）和總穿刺功（Tw）外，其他質(zhì)地特性參數(shù)存在明顯差異。總體而言，硬度（Th）、彈性（Re）、內(nèi)聚性（Ph）、粘附力（Af）和粘附性（Ad）等參數(shù)隨著成熟度的增加呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，這表明果實(shí)的硬度和粘性降低。此外，值得注意的是，隨著成熟度的增加，果皮破裂距離（Db）參數(shù)逐漸增大。這表明在百香果的成熟過(guò)程中，果皮變得更加堅(jiān)韌，穿刺探針需要做更多的功才能刺穿果皮。

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