Влияние диаметра зонда, сорта и послеуборочного хранения на твердость плодов какао и энергию деформации
Effect of the probe diameter, cultivar and post-harvest storage on the cocoa pod firmness and deformation energy
Randy Amuaku, Francis Kumi, Godwin Kwasi Amanor, Enoch Asante, Gladys Pepertual Awudi
Аннотация (перевод)
Механическая характеристика плодов какао имеет важное значение для совершенствования послеуборочной обработки, механизированной переработки и объективной оценки качества. В данном исследовании изучалось влияние диаметра зонда, сорта и продолжительности послеуборочного хранения на твердость плодов какао, энергию деформации и предел текучести с использованием испытаний на проникновение. Три сорта (Amazonia, Forastero и Amelonado) оценивались в контролируемых условиях (27 ± 2 C; 70 ± 5% RH) в течение 8 дней с использованием зондов диаметром 3.5, 8 и 11 mm. Результаты показали, что диаметр зонда существенно влиял на измеряемую твердость, при этом меньшие зонды давали более высокие значения из-за эффекта концентрации напряжений. Твердость и энергия деформации значительно снижались в процессе хранения, особенно в первые 2–4 дня, что указывает на быструю структурную деградацию. Наблюдались сортоспецифичные реакции: Forastero продемонстрировал наибольшую механическую прочность и самое медленное размягчение, в то время как Amazonia показал самую быструю деградацию, потеряв около 60% твердости к Day 6. Сильная положительная корреляция между твердостью и энергией деформации (r = 0.9478–0.9999; P < 0.05) подтверждает, что энергия деформации является надежным эквивалентом механической целостности. Модели регрессии методом частных наименьших квадратов (Partial Least Squares Regression) улучшались с увеличением диаметра зонда, при этом наилучшие результаты наблюдались для Forastero (R2 = 0.8118; RMSE = 1.4036 MPa).
Оригинальная аннотация
The mechanical characterisation of cocoa pods is essential for improving the post-harvest handling, mechanised processing, and objective quality assessment. This study investigated the effects of the probe diameter, cultivar, and post-harvest storage duration on the cocoa pod firmness, deformation energy, and yield stress using penetration testing. Three cultivars (Amazonia, Forastero and Amelonado) were evaluated under controlled conditions (27 ± 2 C; 70 ± 5% RH) over 8 days using probe diameters of 3.5, 8 and 11 mm. The results showed that the probe diameter significantly influenced the measured firmness, with smaller probes producing higher values due to stress concentration effects. The firmness and deformation energy decreased significantly during storage, particularly within the first 2–4 days, indicating rapid structural degradation. Cultivar-specific responses were observed, with Forastero exhibiting the highest mechanical strength and slowest softening, while Amazonia showed the fastest degradation, losing approximately 60% of firmness by Day 6. A strong positive correlation between the firmness and deformation energy (r = 0.9478–0.9999; P < 0.05) confirms the deformation energy as a reliable substitute for the mechanical integrity. The Partial Least Squares Regression models improved with the increasing probe diameter, with optimal performance observed in Forastero (R2 = 0.8118; RMSE = 1.4036 MPa).
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/e18f6204-dd6d-42d0-94d9-e3e1bd961b4b
DOI: 10.17221/54/2026-rae
OpenAlex: W7214180974