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隨著盛夏到來，“解暑神器”西瓜受到越來越多的關注，而一個與瓜有關的職業(yè)——“驗瓜師”也進入了公眾視野，近日相關話題還引來了網(wǎng)友熱烈討論。因為“驗瓜師”工作中的關鍵動作之一是拍打西瓜，又有人給他們起了個有趣的別稱：“拍瓜師”。

聲音低沉的瓜才是好瓜

(相關資料圖)

據(jù)媒體報道，這些專業(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，而一系列操作下來僅用幾秒時間。在出瓜高峰期，“驗瓜師”們每天最多需要“拍”上萬個瓜，從中挑選出合格的個體。

有網(wǎng)友看了“驗瓜師”的操作后表示：“每次買瓜都會拍一拍，實際上根本不知道拍了干嘛。”其實，并不只有這位網(wǎng)友不解“拍瓜”的奧秘，很多“老外”也不理解，幾年前曾有媒體報道過一家意大利超市特意擺出了一個提示牌，讓顧客挑西瓜時不要拍西瓜——“因為這些西瓜真的不會回應你。”

不過事實上，據(jù)相關研究結果顯示，“聽音辨瓜”其實是一種頗為科學的選瓜方式。

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。

具體來講，西瓜的結構分為瓜皮和瓜瓤。在西瓜成熟過程中，瓜皮的硬度和彈性模量會發(fā)生變化，也就是果肉成熟的瓜皮彈性更大，拍打起來會有輕微的回彈感。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構也產(chǎn)生了變化，敲擊聲自然會有不同。

那么發(fā)出什么聲音的瓜才算好瓜呢？河北農(nóng)業(yè)大學團隊的一項研究給出了答案。實驗中，研究人員首先采集了瓜的中部赤道位置的拍擊音頻信號，然后對西瓜進行破壞性成熟度檢測，并將被監(jiān)測的西瓜分為生、適熟、成熟和過熟4個等級。

在研究人員設立的等級中，“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；“過熟”的西瓜瓜瓤過蓬松、呈暗紅色、有絲狀纖維或空洞，口感有明顯變質(zhì)的味道。

最后的研究結果顯示，經(jīng)處理后的音頻相關頻率在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赫茲的則為過熟瓜。

在聽覺感受上，赫茲越高的聲音越尖細，反之則越低沉。由此可以推導出，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”更高效檢驗西瓜

除了手動拍擊“驗瓜”，近年來一些可用于西瓜大規(guī)模快速檢驗的無損檢測技術也逐漸涌現(xiàn)，助力我國西瓜產(chǎn)業(yè)進一步走向機械化、智能化。

6月中旬舉辦的第十二屆光譜網(wǎng)絡會議上，北京市農(nóng)林科學院農(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的高效西瓜檢測技術。在一系列技術幫助下，西瓜能在通過設備的過程中快速地完成糖度、成熟度、是否空心等質(zhì)量檢測。

展示視頻中可見，一個個西瓜被安放在傳送帶底座里，通過檢測設備的速度快而流暢，幾乎只用幾秒就能完成一個瓜的質(zhì)檢。

據(jù)黃文倩介紹，光能夠進入被測物體內(nèi)部，并攜帶出有用的信息，他們就是依托這個物理基礎，自主研發(fā)了一種全透射多點可見/近紅外光譜系統(tǒng)OnlineNIR。該系統(tǒng)可以通過一種特殊的白熾燈照射樣品獲取樣品中含氫基團的相關信息。在這些信息的支撐下建立化學計量學模型，就可實現(xiàn)樣品糖度、酸度和內(nèi)部缺陷的無損檢測。

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

為了應對這些難點，黃文倩團隊在這套新光譜檢測系統(tǒng)的研發(fā)過程中重點優(yōu)化了光路結構，提高了光譜信號的信噪比，確保在低功率照明和短積分時間條件下能夠獲取到穩(wěn)定的光譜信號。并且，該團隊采用精密定位技術獲得的信息可實現(xiàn)對整個西瓜進行綜合性分析，也可以針對特定區(qū)域進行選擇性分析。

對于為什么要持續(xù)研發(fā)西瓜品質(zhì)的無損檢測技術，黃文倩在光譜網(wǎng)絡會議上表示，優(yōu)質(zhì)化與集約化是今后西瓜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，為西瓜制定標準，并按照這種標準將西瓜分類銷售，實現(xiàn)其從農(nóng)產(chǎn)品到商品的轉化，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)濟社會效益，但目前我國針對西瓜內(nèi)部品質(zhì)的無損檢測技術較少，國外的相關設備價格昂貴。

此外，數(shù)據(jù)顯示，我國是全球第一“西瓜大國”，2020年西瓜產(chǎn)量達6024.69萬噸，占全世界西瓜總產(chǎn)量的59.29%。面對這樣龐大的瓜數(shù)，在西瓜上市的高峰期全靠純手工檢驗、分揀，常常會讓“驗瓜師”和瓜農(nóng)們有些吃不消。而近年出現(xiàn)的具有西瓜品質(zhì)無損檢測新科技的設備，或能幫助他們減輕工作壓力。

文/譚羽清

供圖/視覺中國