上海腾拔质构仪助力福建农林大学发表关于百香果的国际期刊论文

福建农林大学机电工程学院研究人员在国际期刊《Biosystems Engineering》(中科院一区Top, IF=4.4)发表了题为"Correlation between rheological properties and maturity of passion fruit based on machine vision"的研究论文。在该论文中，研究人员利用上海腾拔Universal TA质构仪用于测定百香果的硬度、内聚性、回复性和弹性以及穿刺强度、果皮穿破距离、总穿刺功、穿破果皮功、粘附力和粘附性等指标。

流变特性在食品生产和质量控制中起着重要作用。本研究探讨了百香果流变参数与品质特性之间的关系，并基于其流变特性建立了百香果的成熟度分类模型。每个样品都进行了流变测试、质地剖面分析测试、穿刺测试以及理化指标测试。这些测试旨在收集有关百香果精确的力学和生理信息。我们搭建了一个力学测试平台，并使用机器视觉技术来分析果实的微观变形。该平台能够测量实时接触面积和载荷值，从而在压缩过程中获得准确的应力值。对完整的百香果进行了无损流变测试，以获取加载阶段的弹性模量。测试结果与传统赫兹接触理论的结果高度一致。此外，在保压阶段，通过拟合五元件麦克斯韦模型得到了应力松弛参数。值得注意的是，流变参数与大多数质地参数或理化指标之间存在很强的相关性，最高相关系数达到了 0.703。因此，流变参数被用作成熟度分类模型（梯度提升决策树（GBDT）、多层感知器（MLP）和自适应提升算法（AdaBoost））的输入。所有模型都取得了令人满意的分类结果。特别是，GBDT 模型展现出了优异的分类性能和泛化能力，其精确率、召回率和 F 值分别为 80.44%、80.08% 和 80.26%。研究结果表明，基于无损流变特性来判断百香果的成熟度是可行的。

TPA和穿刺试验参数能有效地反映水果的质地属性。对不同成熟度百香果的质地特性进行分析的结果见表 4。除了粘附力（Af）和总穿刺功（Tw）外，其他质地特性参数存在明显差异。总体而言，硬度（Th）、弹性（Re）、内聚性（Ph）、粘附力（Af）和粘附性（Ad）等参数随着成熟度的增加呈现下降趋势，这表明果实的硬度和粘性降低。此外，值得注意的是，随着成熟度的增加，果皮破裂距离（Db）参数逐渐增大。这表明在百香果的成熟过程中，果皮变得更加坚韧，穿刺探针需要做更多的功才能刺穿果皮。

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