隨著盛夏到來(lái)，“解暑神器”西瓜受到越來(lái)越多的關(guān)注，而一個(gè)與瓜有關(guān)的職業(yè)——“驗(yàn)瓜師”也進(jìn)入了公眾視野，近日相關(guān)話題還引來(lái)了網(wǎng)友熱烈討論。因?yàn)椤膀?yàn)瓜師”工作中的關(guān)鍵動(dòng)作之一是拍打西瓜，又有人給他們起了個(gè)有趣的別稱(chēng)：“拍瓜師”。

聲音低沉的瓜才是好瓜

【資料圖】

據(jù)媒體報(bào)道，這些專(zhuān)業(yè)的“西瓜質(zhì)檢員”只要拿著瓜瞧一瞧、拍一拍、彈一彈就能判斷出瓜是生是熟、是好是壞，而一系列操作下來(lái)僅用幾秒時(shí)間。在出瓜高峰期，“驗(yàn)瓜師”們每天最多需要“拍”上萬(wàn)個(gè)瓜，從中挑選出合格的個(gè)體。

有網(wǎng)友看了“驗(yàn)瓜師”的操作后表示：“每次買(mǎi)瓜都會(huì)拍一拍，實(shí)際上根本不知道拍了干嘛。”其實(shí)，并不只有這位網(wǎng)友不解“拍瓜”的奧秘，很多“老外”也不理解，幾年前曾有媒體報(bào)道過(guò)一家意大利超市特意擺出了一個(gè)提示牌，讓顧客挑西瓜時(shí)不要拍西瓜——“因?yàn)檫@些西瓜真的不會(huì)回應(yīng)你。”

不過(guò)事實(shí)上，據(jù)相關(guān)研究結(jié)果顯示，“聽(tīng)音辨瓜”其實(shí)是一種頗為科學(xué)的選瓜方式。

資料顯示，根據(jù)拍擊的聲音挑選西瓜是基于聲波在介質(zhì)中傳播受到介質(zhì)密度和質(zhì)地影響這一原理。因此，拍擊西瓜獲得的聲波與西瓜品質(zhì)之間是存在聯(lián)系的。

具體來(lái)講，西瓜的結(jié)構(gòu)分為瓜皮和瓜瓤。在西瓜成熟過(guò)程中，瓜皮的硬度和彈性模量會(huì)發(fā)生變化，也就是果肉成熟的瓜皮彈性更大，拍打起來(lái)會(huì)有輕微的回彈感。此外，瓜瓤在纖維素酶的作用下，內(nèi)部纖維素被降解，西瓜的含糖量和自身結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生了變化，敲擊聲自然會(huì)有不同。

那么發(fā)出什么聲音的瓜才算好瓜呢？河北農(nóng)業(yè)大學(xué)團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)研究給出了答案。實(shí)驗(yàn)中，研究人員首先采集了瓜的中部赤道位置的拍擊音頻信號(hào)，然后對(duì)西瓜進(jìn)行破壞性成熟度檢測(cè)，并將被監(jiān)測(cè)的西瓜分為生、適熟、成熟和過(guò)熟4個(gè)等級(jí)。

在研究人員設(shè)立的等級(jí)中，“生”西瓜瓜瓤中心呈淡粉色，邊緣有較厚白色瓜瓤，口感肉、不甜；“適熟”的西瓜瓜瓤全為粉色，口感較甜，果肉有脆感；“熟”的西瓜瓜瓤呈鮮紅色、蓬松，且能看到有微小顆粒，口感松軟脆甜或沙甜；“過(guò)熟”的西瓜瓜瓤過(guò)蓬松、呈暗紅色、有絲狀纖維或空洞，口感有明顯變質(zhì)的味道。

最后的研究結(jié)果顯示，經(jīng)處理后的音頻相關(guān)頻率在133-160赫茲之間的為熟瓜，而頻率大于189赫茲的為生瓜，在160-189赫茲之間的為適熟瓜，小于133赫茲的則為過(guò)熟瓜。

在聽(tīng)覺(jué)感受上，赫茲越高的聲音越尖細(xì)，反之則越低沉。由此可以推導(dǎo)出，拍擊聲音較為低沉的瓜才屬于成熟適口的好瓜，而拍擊聲音很清脆的是生瓜。

用“光”更高效檢驗(yàn)西瓜

除了手動(dòng)拍擊“驗(yàn)瓜”，近年來(lái)一些可用于西瓜大規(guī)模快速檢驗(yàn)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也逐漸涌現(xiàn)，助力我國(guó)西瓜產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步走向機(jī)械化、智能化。

6月中旬舉辦的第十二屆光譜網(wǎng)絡(luò)會(huì)議上，北京市農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)智能裝備研究中心的黃文倩研究員就介紹了一種基于全透射近紅外光譜技術(shù)的高效西瓜檢測(cè)技術(shù)。在一系列技術(shù)幫助下，西瓜能在通過(guò)設(shè)備的過(guò)程中快速地完成糖度、成熟度、是否空心等質(zhì)量檢測(cè)。

展示視頻中可見(jiàn)，一個(gè)個(gè)西瓜被安放在傳送帶底座里，通過(guò)檢測(cè)設(shè)備的速度快而流暢，幾乎只用幾秒就能完成一個(gè)瓜的質(zhì)檢。

據(jù)黃文倩介紹，光能夠進(jìn)入被測(cè)物體內(nèi)部，并攜帶出有用的信息，他們就是依托這個(gè)物理基礎(chǔ)，自主研發(fā)了一種全透射多點(diǎn)可見(jiàn)/近紅外光譜系統(tǒng)OnlineNIR。該系統(tǒng)可以通過(guò)一種特殊的白熾燈照射樣品獲取樣品中含氫基團(tuán)的相關(guān)信息。在這些信息的支撐下建立化學(xué)計(jì)量學(xué)模型，就可實(shí)現(xiàn)樣品糖度、酸度和內(nèi)部缺陷的無(wú)損檢測(cè)。

其實(shí)西瓜這種常見(jiàn)的水果在無(wú)損檢測(cè)中具有諸多難點(diǎn)，包括瓜皮厚、糖度分布不均勻；高速動(dòng)態(tài)條件下光譜信號(hào)弱且不穩(wěn)定；模型易受水果大小、姿態(tài)和紋理等因素影響。

為了應(yīng)對(duì)這些難點(diǎn)，黃文倩團(tuán)隊(duì)在這套新光譜檢測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)過(guò)程中重點(diǎn)優(yōu)化了光路結(jié)構(gòu)，提高了光譜信號(hào)的信噪比，確保在低功率照明和短積分時(shí)間條件下能夠獲取到穩(wěn)定的光譜信號(hào)。并且，該團(tuán)隊(duì)采用精密定位技術(shù)獲得的信息可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)西瓜進(jìn)行綜合性分析，也可以針對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行選擇性分析。

對(duì)于為什么要持續(xù)研發(fā)西瓜品質(zhì)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，黃文倩在光譜網(wǎng)絡(luò)會(huì)議上表示，優(yōu)質(zhì)化與集約化是今后西瓜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，為西瓜制定標(biāo)準(zhǔn)，并按照這種標(biāo)準(zhǔn)將西瓜分類(lèi)銷(xiāo)售，實(shí)現(xiàn)其從農(nóng)產(chǎn)品到商品的轉(zhuǎn)化，可以提高瓜的附加值，增加農(nóng)民收入，優(yōu)化生產(chǎn)管理，具有顯著的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，但目前我國(guó)針對(duì)西瓜內(nèi)部品質(zhì)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)較少，國(guó)外的相關(guān)設(shè)備價(jià)格昂貴。

此外，數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)是全球第一“西瓜大國(guó)”，2020年西瓜產(chǎn)量達(dá)6024.69萬(wàn)噸，占全世界西瓜總產(chǎn)量的59.29%。面對(duì)這樣龐大的瓜數(shù)，在西瓜上市的高峰期全靠純手工檢驗(yàn)、分揀，常常會(huì)讓“驗(yàn)瓜師”和瓜農(nóng)們有些吃不消。而近年出現(xiàn)的具有西瓜品質(zhì)無(wú)損檢測(cè)新科技的設(shè)備，或能幫助他們減輕工作壓力。

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