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技(jì)術(shù)文章上(shàng)海(hǎi)騰拔質構儀助力福(fú)建(jiàn)農林大學發表關於百(bǎi)香(xiāng)果(guǒ)的國際期(qī)刊(kān)論文(wén)
更新時間：2025-04-21
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福(fú)建農林大學機電工(gōng)程(chéng)學(xué)院研(yán)究人員(yuán)在國(guó)際(jì)期(qī)刊《Biosystems Engineering》(中科院一區Top, IF=4.4)發表了(liǎo)題為(wéi)"Correlation between rheological properties and maturity of passion fruit based on machine vision"的研究(jiū)論(lùn)文(wén)。在該論(lùn)文(wén)中，研究人員利用(yòng)上(shàng)海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yòng)於測(cè)定(dìng)百(bǎi)香(xiāng)果的硬度(dù)，內聚性，回復(fù)性和(hé)彈(dàn)性(xìng)以及穿刺強(qiáng)度(dù)，果皮(pí)穿破距離，總穿(chuān)刺功(gōng)，穿破果皮功，粘附(fù)力和(hé)粘附性等(děng)指標。
流變特性在食(shí)品生(shēng)產(chǎn)和(hé)質量(liáng)控(kòng)製中起著(zhuó)重要作(zuò)用。本研(yán)究探討(tǎo)了(liǎo)百香(xiāng)果流變參(cān)數與(yǔ)品質特性(xìng)之間的關(guān)係(xì)，並(bìng)基於其流(liú)變特(tè)性建(jiàn)立(lì)了百(bǎi)香(xiāng)果(guǒ)的(dí)成(chéng)熟度(dù)分(fēn)類模型。每個樣品都進行(háng)了(liǎo)流(liú)變(biàn)測(cè)試(shì)，質地剖麵(miàn)分析(xī)測(cè)試(shì)，穿(chuān)刺測(cè)試以(yǐ)及理化指(zhǐ)標測試。這些測試旨(zhǐ)在(zài)收集有關百(bǎi)香果(guǒ)精確(què)的(dí)力學(xué)和(hé)生理信息(xī)。我們搭建(jiàn)了一(yī)個力(lì)學(xué)測試平台(tái)，並使(shǐ)用(yòng)機器視覺(jué)技術(shù)來(lái)分析(xī)果實(shí)的(dí)微觀變(biàn)形。該(gāi)平台能夠測(cè)量(liáng)實時(shí)接觸(chù)麵(miàn)積和載(zǎi)荷(hé)值，從(cóng)而在壓縮(suō)過程中(zhōng)獲(huò)得準確(què)的應(yīng)力值。對(duì)完整的百(bǎi)香果進(jìn)行了無損流(liú)變(biàn)測試，以獲取加載階段的彈性(xìng)模量。測試(shì)結果與傳(chuán)統(tǒng)赫茲接觸(chù)理(lǐ)論的結(jié)果(guǒ)高度一致。此外(wài)，在保(bǎo)壓階段，通(tōng)過(guò)擬(nǐ)合五(wǔ)元(yuán)件(jiàn)麥(mài)克斯韋(wéi)模(mó)型得(dé)到(dào)了(liǎo)應力鬆弛(chí)參數(shù)。值(zhí)得注(zhù)意(yì)的是(shì)，流變參(cān)數與(yǔ)大(dà)多(duō)數質地參數或理(lǐ)化(huà)指標之間存在(zài)很(hěn)強(qiáng)的相關(guān)性，最高相關係數(shù)達到(dào)了(liǎo) 0.703。因此，流(liú)變參數被(bèi)用作成熟度分(fēn)類(lèi)模(mó)型(xíng)（梯度(dù)提升(shēng)決(jué)策(cè)樹（GBDT），多層感(gǎn)知(zhī)器（MLP）和自適應提(tí)升算法(fǎ)（AdaBoost））的輸(shū)入(rù)。所有(yǒu)模型都(dū)取得了令人(rén)滿(mǎn)意(yì)的分類結(jié)果。特別是，GBDT 模型展(zhǎn)現出了優(yōu)異的(dí)分類性(xìng)能和(hé)泛(fàn)化(huà)能(néng)力，其(qí)精(jīng)確率，召(zhào)回率(shuài)和(hé) F 值分別為(wéi) 80.44%，80.08% 和 80.26%。研究結果表明，基於(yú)無(wú)損流(liú)變(biàn)特性來判斷百(bǎi)香果(guǒ)的成熟度是可行的(dí)。
TPA和穿刺試(shì)驗參(cān)數(shù)能有效地(dì)反映(yìng)水果(guǒ)的質(zhì)地(dì)屬(shǔ)性。對(duì)不(bù)同(tóng)成熟度百香(xiāng)果的(dí)質(zhì)地特性進行分析的(dí)結果見(jiàn)表(biǎo) 4。除了粘附力(lì)（Af）和(hé)總(zǒng)穿(chuān)刺功（Tw）外(wài)，其他質地特性參(cān)數存在(zài)明顯差異(yì)。總(zǒng)體(tǐ)而言，硬度（Th），彈性（Re），內(nèi)聚性（Ph），粘附力(lì)（Af）和粘附性(xìng)（Ad）等參(cān)數(shù)隨著(zhuó)成熟度(dù)的增加呈現下(xià)降(jiàng)趨勢(shì)，這表(biǎo)明(míng)果(guǒ)實(shí)的(dí)硬(yìng)度(dù)和(hé)粘(nián)性降(jiàng)低。此(cǐ)外，值(zhí)得注(zhù)意(yì)的(dí)是，隨(suí)著成熟度的(dí)增加(jiā)，果皮破裂距離（Db）參數逐漸(jiàn)增(zēng)大。這表明在百香(xiāng)果的(dí)成熟過(guò)程中(zhōng)，果(guǒ)皮變得(dé)更加(jiā)堅(jiān)韌(rèn)，穿刺探(tàn)針需要做更(gēng)多的功才能(néng)刺(cì)穿果皮。
參(cān)考文(wén)獻：Fan Lin et al. Correlation between rheological properties and maturity of passion fruit based on machine vision. Biosystems Engineering, 2025.
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