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摘要：甜瓜的成熟度是评价其品质的重要依据，也是影响消费者购买的主要因素。因此，甜瓜的成熟度检测对其生产及流通具有重要意义。本文主要介绍人为主观判断法、力-变形检测技术、声振动检测技术及电子鼻检测技术4种甜瓜成熟度检测方法的原理、国内外研究进展及优缺点，并对今后的研究方向提出展望。
关键词：甜瓜；成熟度；检测技术
中图分类号：S-33；S652.01文献标志码：A文章编号：1002-1302（2014）01-0244-03
收稿日期：2013-05-24
基金项目：国家自然科学基金（编号：61263041）；国家大学生创新创业训练计划项目（编号：201310759034）。
作者简介：吕琛（1986—），女，河南人，硕士研究生，助教，主要从事农产品品质智能化检测技术与分级装备研究。E-mail：lvchen520@sina.com。
通信作者：马本学，博士，教授，主要从事农产品品质智能化检测技术与分级装备研究。E-mail：mbx_shz@163.com。甜瓜是我国重要的瓜果之一，果实甘甜，风味独特，营养丰富，并且具有治疗和保健等药用价值，备受广大消费者青睐。由于其经济价值高，多年来为我国经济发展和农民增收发挥了巨大作用[1]。甜瓜的成熟度是评价其品质的重要依据，也是影响消费者购买的主要因素[2]。对甜瓜的成熟度进行检测，既能保护消费者的利益，又可提高甜瓜的加工质量和出品等级，加大市场竞争力。为此，国内外许多科研工作者对甜瓜成熟度检测进行了研究。目前，甜瓜成熟度检测方法大致包括：人为主观判断法、力-变形检测技术、声振动检测技术及电子鼻检测技术等。
1人为主观判断法
人为主观判断法是由人们通过购买或种植甜瓜所积累的多年经验，凭借自身观察品尝及甜瓜品种的生长方式等进行主观判断甜瓜成熟度的方法。具体有以下8种：（1）根据果实发育时间判断。把每个授粉的雌花都挂上牌子，标明授粉日期，由当地生长季节的气候条件和该品种特性及生育期判断其成熟度。（2）根据果实外观特征判断。通常认为能充分表现该品种固有皮色、花纹、条纹和网纹特征的则标志其成熟。（3）根据果实硬度判断。有的品种在成熟的过程中会变软，用手指轻按近果脐的一端果面，开始发软者即为熟瓜。（4）根据果实香味判断。凡有香味的甜瓜品种，用鼻嗅闻其脐部，越香成熟度越高。（5）根据果柄离层判断。有的甜瓜品种成熟时，果柄处会产生离层，容易自然脱落，即所谓的“瓜熟蒂落”。（6）根据植株特征判断。有的甜瓜品种在成熟后，坐果节的卷须会干枯，坐果节叶片叶肉会失绿，叶片会变黄等。（7）水浮判断法。甜瓜成熟时，其密度变小，能浮于水面，由此可判断其成熟度。（8）抽样解剖法。切开甜瓜，观察果实的肉色、瓤色，品尝鉴别口感与风味，还可以观察种子的饱满程度，当达到该品种相应的甜度、风味、口感等固有特征时，可判断其成熟[3-4]。
长期以来，我国甜瓜成熟度的划分都是凭借人为主观判断，检测效率低、速度慢并且很难精确评价其品质，从而造成产品良莠混杂，降低了甜瓜的市场竞争力和销售价格[5]。但此方法为今后甜瓜实现成熟度无损检测研究提供了现实依据。
2力-变形检测技术
力-变形检测技术是应用于甜瓜成熟度检测的一种机械方法，它的检测原理是通过对不同成熟度的甜瓜进行压缩试验，得到压缩力与甜瓜的变形曲线、杨氏模量、破坏力、变形量、破坏能等指标，分析并寻找出这些指标与甜瓜成熟度之间的关系，从而进行检测[5-7]。
1976年，Peleg（美国马萨诸塞州立大学）等将厚皮甜瓜截取成能代表完整形态甜瓜大小的不同直径的圆柱体，然后采用万能试验机对其以速率50 mm/min进行压缩试验。通过力-变形曲线分析比较不同大小甜瓜的可溶性固形物含量、糖度含量、因汁液挤出而造成的质量损失、变形屈服点等指标，结果表明，甜瓜的质量损失依赖于甜瓜的成熟度，随着甜瓜成熟度的变化，力与变形关系曲线也相应发生变化，甜瓜的成熟度可以根据压缩力与变形的关系来确定[8]。
1996年，Chen（美国阿肯色州立大學）测定了以色列蜜瓜品种Galia的形状和硬度等物理特性与瓜肉的静态和动态杨氏模量之间的关系，并建立了有限元模型（FE）。他取蜜瓜的圆柱形果肉进行准静态和动态压缩试验，从力-变形曲线的小变形区域获取准静态和动态条件下的杨氏模量，并以杨氏模量来评价蜜瓜的成熟度[9]。
1998 年，Sugiyama 等同样对不同成熟度的甜瓜以压缩速率为 30 mm/min进行压缩试验，从压缩的力-变形曲线中求得杨氏模量，以此为最主要的参考指标设计制作了枪形手持式硬度检测仪，用于甜瓜成熟度检测[10]。
2007年，杨晓清（内蒙古农业大学）等在以上研究的基础上，对不同硬度的完整形态的河套蜜瓜机械特性进行了测定和分析。他们在通风良好的室温环境下，利用WSM-10K计算机控制智能试验机并采用平顶压头（果梗均以水平放置）的方式，以40 mm/min的加载速率对蜜瓜进行准静态机械特性试验。结果表明，随着蜜瓜的成熟，果实硬度降低，其屈服极限和变形能明显减小。该研究为河套蜜瓜的成熟度无损检测提供了理论依据[11]。
从以上采用力-变形检测技术对甜瓜进行成熟度检测的研究来看，他们都要求以持续的力作用在甜瓜上，有的甚至需要将甜瓜以规则的加工件作为试样代替完整果实进行压缩，不可避免地会对甜瓜造成损伤并且影响其品质，所以属于有损检测，并不适用于实际要求中的甜瓜无损检测。因此，该方法基本停留于实验室研究，但其结果可作为其他方法检测甜瓜成熟度的重要参考指标。
3声振动检测技术
利用声振动检测技术对甜瓜的成熟度进行检测是一种有效的检测方法[12]。其原理是瓜果在声波作用下，其反射波可以提供该瓜果的声学特性，如声音的反射特性、散射特性、透射特性、吸收特性、传播速度、衰减系数、对称性、声学阻抗、功率谱峰值频率、固有频率、通带能量以及BMV等，它们反映了声波与瓜果相互作用的基本规律，会随着瓜果内部组织的变化而变化，不同成熟度的同种瓜果其声学特性存在差异，因此可以通过这些声学特性寻找出与瓜果成熟度之间的关系，从而进行检测[13-15]。 1994年，Mizrach 等利用超声波连续触发系统测量了秋季和冬季生长的甜瓜内部生化参数，发现超声波信号强弱与甜瓜的成熟度有关，当甜瓜成熟时，超声波信号增强，甜瓜成熟度和信号衰减之间存在相关性，相关系数为0.842[16]。
同年，Sugiyama 等对网纹甜瓜的声学特性研究发现，随着甜瓜的成熟，声波在甜瓜中的传播速度和共振频率均降低，两者的变化趋势完全一致，而且利用传播速度来确定甜瓜的成熟度，既不需要测定质量，也不需要进行快速傅里叶变换。与共振频率相比，声波传播速度是更易测定的指标。因此，可以利用测定声波传播速度确定甜瓜的成熟度。结果表明，适宜食用的成熟甜瓜的声波传播速度为37～50 m/s[17]。
1998年，Sugiyama 等为了在生长过程中随时监测甜瓜的成熟度，研制了一种便携式的甜瓜手提硬度测定仪。这个仪器包括轻撞击系统和2个麦克风传感器。测试得到的声音信号会通过A/D转换发送给计算机并计算出传输速度与这两个声音信号的相关性。结果表明，该测定仪的测试结果和破坏性检测结果的相关性高达0.94，因此该仪器可以被用来监测甜瓜的成熟过度[10]。
2006年，Kuroki 等利用声振动检测技术开发了实用型便携式温室甜瓜成熟度评估仪器[18]。该仪器能够在现场测量甜瓜的弹性指数，测量准确且重复性较好。利用该仪器测量甜瓜在成熟过程中的弹性指数变化可以判断甜瓜的成熟度。弹性指数基本上在果实发育初期下降，但在中后期的发展阶段呈现波动水平。
2009年，Taniwaki 等利用多普勒激光振动仪对处于成熟期的两个厚皮甜瓜品种Andes 和 Quincy进行检测。通过振动频率和质量定量计算弹性指标值（EI），发现这2个品种的EI变化呈现类似指数幂衰减，结合感官评判结果，可以确定 Andes 和 Quincy 的最佳可食时间的EI分别为（4.2～6.3）×104 kg2/3·Hz2和（4.5～5.6）×104 kg2/3·Hz2，用该指标的大小可以让消费者确定甜瓜的成熟度[19]。
2011年，张帅等利用声学特性检测香瓜成熟度，通过敲击适熟、熟、过熟3组不同成熟度的香瓜发出的声频，分析并建立了声学峰值和香瓜硬度的相关性，从而构建了声学特性检测香瓜成熟度的指标。他们采用PROE4.0建模并仿真，制作了自动化电脑控制击打装置，以方便进行批量检测；利用麦克风接收信号，运用Labview软件对声波信号进行采集接收，用Origin8.1软件进行信号的处理（包括数据平滑、FFT法分析数据、数据拟合、基线峰值分析等），并对分析的数据基线式建模。结果表明，适熟香瓜基频为 315～324 Hz，熟香瓜为 288～315 Hz，过熟香瓜为260～288 Hz[20]。
采用声振动检测技术对甜瓜进行成熟度检测时，环境噪声和振动会对测试信号产生影响，测试时间也较长（秒级）。如果用撞击方法来检测甜瓜，不可避免会对甜瓜造成一定程度的损伤，影响甜瓜品质，也不能在生产过程中进行同步检测，所以不能满足甜瓜快速无损检测的要求。因而考虑采用Labview采集技术和数字信号处理器（DSP）处理技术，结合声振动法研制实用便携式检测仪或检测装置具有较好的应用前景。
4电子鼻检测技术
电子鼻在分析气味方面有其他仪器无法比拟的优势。电子鼻的检测原理与人的嗅觉形成相似，即模拟人的嗅觉器官，首先通过气体采样系统形成呼气吸气的过程，使气味分子被电子鼻的传感器阵列吸附，产生相应的电信号；同时通过主控系统控制何时采样、采多少样、何时清洁传感器、何时进行下一个分析循环等；然后通过软件分析系统测试已知样品并对有效数据进行系统化、科学化的提取并建立分析模型；最后对未知测试样品进行快速有效地鉴别、判断和分析[21-23]。
1995年，Benady等发明了一种水果成熟度嗅探器，该嗅探器能夠根据水果散发出的气味排放量的电子感应确定水果的成熟度。嗅探器中有一个像小杯子的气体探测半导体，把它放置在水果的表面，当成熟的水果气味散发出来就会在小杯子中积累，从而改变传感器的传导率，最后通过计算机数据系统进行计算即可判断水果成熟度。在实验室测试不同成熟度的3个甜瓜品种时，该嗅探器判断成熟或未成熟的准确率为90.2%[24]。
2010年，唐晓伟等对电子鼻评价甜瓜成熟度及风味进行了研究，建立了一个科学的快速准确判别甜瓜的成熟度的方法。他采用德国Airsense公司的PEN3电子鼻系统对3种不同成熟度的甜瓜进行分析测定，通过主成分分析（PCA）和线性判别式分析（LDA）表明，采用电子鼻可以很好区分半熟和完熟甜瓜。当采用PCA方法分析时，电子鼻可以100%地区分和判定不同成熟度的甜瓜[25]。
由于甜瓜品种多样，其芳香成分不一，所以在采用电子鼻对甜瓜进行成熟度检测时，应采用多种模式识别与比较，以提高检测精度。虽然至今电子鼻还有诸如降低成本、气敏传感器的灵敏度、检测的时间和速度、合适的数据分析方法等问题需要解决。但随着现代科学技术的不断发展，必将使电子鼻走出实验室。
5展望
纵观国内外甜瓜成熟度检测研究中采用的方法和在生产实践中的应用，主要表现为检测项目由外部检测向内部检测，由有损检测向无损检测，由单项目检测向综合全方位检测发展，检测装置主要由实验室分析仪器向便携式检测仪器和在线检测装置方向迈进。
另外，随着甜瓜光学特性与其品质相关性理论研究的发展，国内外学者在利用甜瓜光学特性品质检测方面也积累了一些研究经验和研究成果，涉及的指标也非常广泛（如糖度、坚实度、可溶性固形物含量和组织缺陷等）[26]。利用甜瓜的光学特性进行品质检测综合了光学传感和数据处理技术，能够更加方便地使果实得到高精度、高速度、低成本、无损伤的检测。因此，利用甜瓜的光学特性进行成熟度快速无损检测是今后发展趋势。 参考文献：
[1]中国农业科学院郑州果树研究所. 中国西瓜甜瓜[M]. 北京：中国农业出版社，2000：359-368.
[2]黄为坤. 食品检验与分析[M]. 北京：中国轻工业出版社，1989：393-394.
[3]孙丰宝. 厚皮甜瓜成熟的鉴别技巧[J]. 农业知识，2005（8）：5.
[4]Vallone S，Sivertsen H，Anthon G E，et al. An integrated approach for flavour quality evaluation in muskmelon（Cucumis melo L. reticulatus group） during ripening[J]. Food Chemistry，2013，139（1/2/3/4）：171-183.
[5]田海清，王春光，杨晓清. 厚皮甜瓜无损检测方法的研究现状及发展趋势[J]. 农机化研究，2010，32（10）：245-248.
[6]宋晓宇，杨晓清，王丽丽，等. 厚皮蜜瓜各向机械特性差异性的研究[J]. 食品科技，2009，34（9）：30-33.
[7]Zhu H X，Me1rose J R. Time-dependent aspects of the mechanical properties of plant and vegetative tissues[J]. Journal of Materials Science，2003，38：2489-2498.
[8]Peleg M，Brito L G，Malevski Y. Compressive failure patterns of some juicy fruits[J]. Journal of Food Science，1976，41：1320-1324.
[9]Chen H，De B J，Bellon V. Finite element study of the melon for nondestructive sensing of firmness[J]. ASAE，1996，39（3）：1057-1065.
[10]Sugiyama J，Katsural T，Hong J，et al. Melon ripeness monitoring by a portable firmness tester[J]. Transactions of the ASAE，1998，41（1）：121-127.
[11]杨晓清，王春光，李佳宁. 河套蜜瓜机械特性及其与硬度和糖度关系的试验[J]. 农机化研究，2007（7）：131-135.
[13]Cooke J R. An interpretation of the resonant behavior of intact fruits and vegetables[J]. Transactions of the ASAE，1972，15（2）：1075-1080.
[14]应义斌，蔡东平，何卫国，等. 农产品声学特性及其在品质无损检测中的应用[J]. 农业工程学报，1997（3）：213-217.
[15]Mizrach A. Ultrasonic technology for quality evaluation of fresh fruit and vegetables in pre-and postharvest processes[J]. Postharvest Biology and Technology，2008，48（3）：315-330.
[16]Mizrach A，Galili N，Teitel D C，et al. Ultrasonic evaluation of some ripening parameters of autumn and winter-grown‘Galia’melons[J]. Scientia Horticulturae，1994，56（4）：291-297.
[17]Sugiyama J，Otobe K，Hayashi S，et al. Firmness measurement of muskmelons by acoustic impulse transmission[J]. Transactions of the ASAE，1994，37（4）：1235-1241.
[18]Kuroki S，Tohro M，Sakurai N. Monitoring of the elasticity index of melon fruit in a greenhouse[J]. Journal of Japan Social Horticultural Science，2006，75（5）：415-420.
[19]Taniwaki M，Takahashi M，Sakurai N. Determination of optimum ripeness for edibility of postharvest melons using nondestructive vibration[J]. Food Research International，2009，42（1）：137-141.
[20]张帅，史磊，张本华. 基于声学特性的香瓜成熟度检测方法[J]. 农机化研究，2011，33（10）：126-129.
[21]耿利华，李扬，伍慧方，等. 电子鼻技术在食品工业领域中的应用[J]. 现代仪器，2011，17（2）：21-24.
[22]Rock F N，Weimar U. Electronic nose：Current status and future trends[J]. Chemical Reviews，2008，108（2）：705-725.
[23]Vallone S，Lloyd N W，Ebeler S E，et al. Fruit volatile analysis using an electronic nose[J]. Journal of Visualized Experiments，2012，61：3821.
[24]Benady M，Simon J E，Charles D J，et al. Fruit ripeness determination by electronic sensing of aromatic volatiles[J]. Transactions of the ASAE，1995，2（38）：251-257.
[25]唐曉伟，张万清，耿利华，等. 电子鼻评价甜瓜成熟度及风味的研究[J]. 中国农学通报，2010，26（21）：75-80.
[26]陈小央. 甜瓜内在品质无损检测方法研究进展[J]. 中国蔬菜，2011（10）：10-15.陈文娟，陈丽娇，曾稍俏. 大黄鱼鱼卵磷脂的自由基清除及抗氧化活性[J]. 江苏农业科学，2014，42（1）：247-250.
关键词：甜瓜；成熟度；检测技术
中图分类号：S-33；S652.01文献标志码：A文章编号：1002-1302（2014）01-0244-03
收稿日期：2013-05-24
基金项目：国家自然科学基金（编号：61263041）；国家大学生创新创业训练计划项目（编号：201310759034）。
作者简介：吕琛（1986—），女，河南人，硕士研究生，助教，主要从事农产品品质智能化检测技术与分级装备研究。E-mail：lvchen520@sina.com。
通信作者：马本学，博士，教授，主要从事农产品品质智能化检测技术与分级装备研究。E-mail：mbx_shz@163.com。甜瓜是我国重要的瓜果之一，果实甘甜，风味独特，营养丰富，并且具有治疗和保健等药用价值，备受广大消费者青睐。由于其经济价值高，多年来为我国经济发展和农民增收发挥了巨大作用[1]。甜瓜的成熟度是评价其品质的重要依据，也是影响消费者购买的主要因素[2]。对甜瓜的成熟度进行检测，既能保护消费者的利益，又可提高甜瓜的加工质量和出品等级，加大市场竞争力。为此，国内外许多科研工作者对甜瓜成熟度检测进行了研究。目前，甜瓜成熟度检测方法大致包括：人为主观判断法、力-变形检测技术、声振动检测技术及电子鼻检测技术等。
1人为主观判断法
人为主观判断法是由人们通过购买或种植甜瓜所积累的多年经验，凭借自身观察品尝及甜瓜品种的生长方式等进行主观判断甜瓜成熟度的方法。具体有以下8种：（1）根据果实发育时间判断。把每个授粉的雌花都挂上牌子，标明授粉日期，由当地生长季节的气候条件和该品种特性及生育期判断其成熟度。（2）根据果实外观特征判断。通常认为能充分表现该品种固有皮色、花纹、条纹和网纹特征的则标志其成熟。（3）根据果实硬度判断。有的品种在成熟的过程中会变软，用手指轻按近果脐的一端果面，开始发软者即为熟瓜。（4）根据果实香味判断。凡有香味的甜瓜品种，用鼻嗅闻其脐部，越香成熟度越高。（5）根据果柄离层判断。有的甜瓜品种成熟时，果柄处会产生离层，容易自然脱落，即所谓的“瓜熟蒂落”。（6）根据植株特征判断。有的甜瓜品种在成熟后，坐果节的卷须会干枯，坐果节叶片叶肉会失绿，叶片会变黄等。（7）水浮判断法。甜瓜成熟时，其密度变小，能浮于水面，由此可判断其成熟度。（8）抽样解剖法。切开甜瓜，观察果实的肉色、瓤色，品尝鉴别口感与风味，还可以观察种子的饱满程度，当达到该品种相应的甜度、风味、口感等固有特征时，可判断其成熟[3-4]。
长期以来，我国甜瓜成熟度的划分都是凭借人为主观判断，检测效率低、速度慢并且很难精确评价其品质，从而造成产品良莠混杂，降低了甜瓜的市场竞争力和销售价格[5]。但此方法为今后甜瓜实现成熟度无损检测研究提供了现实依据。
2力-变形检测技术
力-变形检测技术是应用于甜瓜成熟度检测的一种机械方法，它的检测原理是通过对不同成熟度的甜瓜进行压缩试验，得到压缩力与甜瓜的变形曲线、杨氏模量、破坏力、变形量、破坏能等指标，分析并寻找出这些指标与甜瓜成熟度之间的关系，从而进行检测[5-7]。
1976年，Peleg（美国马萨诸塞州立大学）等将厚皮甜瓜截取成能代表完整形态甜瓜大小的不同直径的圆柱体，然后采用万能试验机对其以速率50 mm/min进行压缩试验。通过力-变形曲线分析比较不同大小甜瓜的可溶性固形物含量、糖度含量、因汁液挤出而造成的质量损失、变形屈服点等指标，结果表明，甜瓜的质量损失依赖于甜瓜的成熟度，随着甜瓜成熟度的变化，力与变形关系曲线也相应发生变化，甜瓜的成熟度可以根据压缩力与变形的关系来确定[8]。
1996年，Chen（美国阿肯色州立大學）测定了以色列蜜瓜品种Galia的形状和硬度等物理特性与瓜肉的静态和动态杨氏模量之间的关系，并建立了有限元模型（FE）。他取蜜瓜的圆柱形果肉进行准静态和动态压缩试验，从力-变形曲线的小变形区域获取准静态和动态条件下的杨氏模量，并以杨氏模量来评价蜜瓜的成熟度[9]。
1998 年，Sugiyama 等同样对不同成熟度的甜瓜以压缩速率为 30 mm/min进行压缩试验，从压缩的力-变形曲线中求得杨氏模量，以此为最主要的参考指标设计制作了枪形手持式硬度检测仪，用于甜瓜成熟度检测[10]。
2007年，杨晓清（内蒙古农业大学）等在以上研究的基础上，对不同硬度的完整形态的河套蜜瓜机械特性进行了测定和分析。他们在通风良好的室温环境下，利用WSM-10K计算机控制智能试验机并采用平顶压头（果梗均以水平放置）的方式，以40 mm/min的加载速率对蜜瓜进行准静态机械特性试验。结果表明，随着蜜瓜的成熟，果实硬度降低，其屈服极限和变形能明显减小。该研究为河套蜜瓜的成熟度无损检测提供了理论依据[11]。
从以上采用力-变形检测技术对甜瓜进行成熟度检测的研究来看，他们都要求以持续的力作用在甜瓜上，有的甚至需要将甜瓜以规则的加工件作为试样代替完整果实进行压缩，不可避免地会对甜瓜造成损伤并且影响其品质，所以属于有损检测，并不适用于实际要求中的甜瓜无损检测。因此，该方法基本停留于实验室研究，但其结果可作为其他方法检测甜瓜成熟度的重要参考指标。
3声振动检测技术
利用声振动检测技术对甜瓜的成熟度进行检测是一种有效的检测方法[12]。其原理是瓜果在声波作用下，其反射波可以提供该瓜果的声学特性，如声音的反射特性、散射特性、透射特性、吸收特性、传播速度、衰减系数、对称性、声学阻抗、功率谱峰值频率、固有频率、通带能量以及BMV等，它们反映了声波与瓜果相互作用的基本规律，会随着瓜果内部组织的变化而变化，不同成熟度的同种瓜果其声学特性存在差异，因此可以通过这些声学特性寻找出与瓜果成熟度之间的关系，从而进行检测[13-15]。 1994年，Mizrach 等利用超声波连续触发系统测量了秋季和冬季生长的甜瓜内部生化参数，发现超声波信号强弱与甜瓜的成熟度有关，当甜瓜成熟时，超声波信号增强，甜瓜成熟度和信号衰减之间存在相关性，相关系数为0.842[16]。
同年，Sugiyama 等对网纹甜瓜的声学特性研究发现，随着甜瓜的成熟，声波在甜瓜中的传播速度和共振频率均降低，两者的变化趋势完全一致，而且利用传播速度来确定甜瓜的成熟度，既不需要测定质量，也不需要进行快速傅里叶变换。与共振频率相比，声波传播速度是更易测定的指标。因此，可以利用测定声波传播速度确定甜瓜的成熟度。结果表明，适宜食用的成熟甜瓜的声波传播速度为37～50 m/s[17]。
1998年，Sugiyama 等为了在生长过程中随时监测甜瓜的成熟度，研制了一种便携式的甜瓜手提硬度测定仪。这个仪器包括轻撞击系统和2个麦克风传感器。测试得到的声音信号会通过A/D转换发送给计算机并计算出传输速度与这两个声音信号的相关性。结果表明，该测定仪的测试结果和破坏性检测结果的相关性高达0.94，因此该仪器可以被用来监测甜瓜的成熟过度[10]。
2006年，Kuroki 等利用声振动检测技术开发了实用型便携式温室甜瓜成熟度评估仪器[18]。该仪器能够在现场测量甜瓜的弹性指数，测量准确且重复性较好。利用该仪器测量甜瓜在成熟过程中的弹性指数变化可以判断甜瓜的成熟度。弹性指数基本上在果实发育初期下降，但在中后期的发展阶段呈现波动水平。
2009年，Taniwaki 等利用多普勒激光振动仪对处于成熟期的两个厚皮甜瓜品种Andes 和 Quincy进行检测。通过振动频率和质量定量计算弹性指标值（EI），发现这2个品种的EI变化呈现类似指数幂衰减，结合感官评判结果，可以确定 Andes 和 Quincy 的最佳可食时间的EI分别为（4.2～6.3）×104 kg2/3·Hz2和（4.5～5.6）×104 kg2/3·Hz2，用该指标的大小可以让消费者确定甜瓜的成熟度[19]。
2011年，张帅等利用声学特性检测香瓜成熟度，通过敲击适熟、熟、过熟3组不同成熟度的香瓜发出的声频，分析并建立了声学峰值和香瓜硬度的相关性，从而构建了声学特性检测香瓜成熟度的指标。他们采用PROE4.0建模并仿真，制作了自动化电脑控制击打装置，以方便进行批量检测；利用麦克风接收信号，运用Labview软件对声波信号进行采集接收，用Origin8.1软件进行信号的处理（包括数据平滑、FFT法分析数据、数据拟合、基线峰值分析等），并对分析的数据基线式建模。结果表明，适熟香瓜基频为 315～324 Hz，熟香瓜为 288～315 Hz，过熟香瓜为260～288 Hz[20]。
采用声振动检测技术对甜瓜进行成熟度检测时，环境噪声和振动会对测试信号产生影响，测试时间也较长（秒级）。如果用撞击方法来检测甜瓜，不可避免会对甜瓜造成一定程度的损伤，影响甜瓜品质，也不能在生产过程中进行同步检测，所以不能满足甜瓜快速无损检测的要求。因而考虑采用Labview采集技术和数字信号处理器（DSP）处理技术，结合声振动法研制实用便携式检测仪或检测装置具有较好的应用前景。
4电子鼻检测技术
电子鼻在分析气味方面有其他仪器无法比拟的优势。电子鼻的检测原理与人的嗅觉形成相似，即模拟人的嗅觉器官，首先通过气体采样系统形成呼气吸气的过程，使气味分子被电子鼻的传感器阵列吸附，产生相应的电信号；同时通过主控系统控制何时采样、采多少样、何时清洁传感器、何时进行下一个分析循环等；然后通过软件分析系统测试已知样品并对有效数据进行系统化、科学化的提取并建立分析模型；最后对未知测试样品进行快速有效地鉴别、判断和分析[21-23]。
1995年，Benady等发明了一种水果成熟度嗅探器，该嗅探器能夠根据水果散发出的气味排放量的电子感应确定水果的成熟度。嗅探器中有一个像小杯子的气体探测半导体，把它放置在水果的表面，当成熟的水果气味散发出来就会在小杯子中积累，从而改变传感器的传导率，最后通过计算机数据系统进行计算即可判断水果成熟度。在实验室测试不同成熟度的3个甜瓜品种时，该嗅探器判断成熟或未成熟的准确率为90.2%[24]。
2010年，唐晓伟等对电子鼻评价甜瓜成熟度及风味进行了研究，建立了一个科学的快速准确判别甜瓜的成熟度的方法。他采用德国Airsense公司的PEN3电子鼻系统对3种不同成熟度的甜瓜进行分析测定，通过主成分分析（PCA）和线性判别式分析（LDA）表明，采用电子鼻可以很好区分半熟和完熟甜瓜。当采用PCA方法分析时，电子鼻可以100%地区分和判定不同成熟度的甜瓜[25]。
由于甜瓜品种多样，其芳香成分不一，所以在采用电子鼻对甜瓜进行成熟度检测时，应采用多种模式识别与比较，以提高检测精度。虽然至今电子鼻还有诸如降低成本、气敏传感器的灵敏度、检测的时间和速度、合适的数据分析方法等问题需要解决。但随着现代科学技术的不断发展，必将使电子鼻走出实验室。
5展望
纵观国内外甜瓜成熟度检测研究中采用的方法和在生产实践中的应用，主要表现为检测项目由外部检测向内部检测，由有损检测向无损检测，由单项目检测向综合全方位检测发展，检测装置主要由实验室分析仪器向便携式检测仪器和在线检测装置方向迈进。
另外，随着甜瓜光学特性与其品质相关性理论研究的发展，国内外学者在利用甜瓜光学特性品质检测方面也积累了一些研究经验和研究成果，涉及的指标也非常广泛（如糖度、坚实度、可溶性固形物含量和组织缺陷等）[26]。利用甜瓜的光学特性进行品质检测综合了光学传感和数据处理技术，能够更加方便地使果实得到高精度、高速度、低成本、无损伤的检测。因此，利用甜瓜的光学特性进行成熟度快速无损检测是今后发展趋势。 参考文献：
[1]中国农业科学院郑州果树研究所. 中国西瓜甜瓜[M]. 北京：中国农业出版社，2000：359-368.
[2]黄为坤. 食品检验与分析[M]. 北京：中国轻工业出版社，1989：393-394.
[3]孙丰宝. 厚皮甜瓜成熟的鉴别技巧[J]. 农业知识，2005（8）：5.
[4]Vallone S，Sivertsen H，Anthon G E，et al. An integrated approach for flavour quality evaluation in muskmelon（Cucumis melo L. reticulatus group） during ripening[J]. Food Chemistry，2013，139（1/2/3/4）：171-183.
[5]田海清，王春光，杨晓清. 厚皮甜瓜无损检测方法的研究现状及发展趋势[J]. 农机化研究，2010，32（10）：245-248.
[6]宋晓宇，杨晓清，王丽丽，等. 厚皮蜜瓜各向机械特性差异性的研究[J]. 食品科技，2009，34（9）：30-33.
[7]Zhu H X，Me1rose J R. Time-dependent aspects of the mechanical properties of plant and vegetative tissues[J]. Journal of Materials Science，2003，38：2489-2498.
[8]Peleg M，Brito L G，Malevski Y. Compressive failure patterns of some juicy fruits[J]. Journal of Food Science，1976，41：1320-1324.
[9]Chen H，De B J，Bellon V. Finite element study of the melon for nondestructive sensing of firmness[J]. ASAE，1996，39（3）：1057-1065.
[10]Sugiyama J，Katsural T，Hong J，et al. Melon ripeness monitoring by a portable firmness tester[J]. Transactions of the ASAE，1998，41（1）：121-127.
[11]杨晓清，王春光，李佳宁. 河套蜜瓜机械特性及其与硬度和糖度关系的试验[J]. 农机化研究，2007（7）：131-135.
[13]Cooke J R. An interpretation of the resonant behavior of intact fruits and vegetables[J]. Transactions of the ASAE，1972，15（2）：1075-1080.
[14]应义斌，蔡东平，何卫国，等. 农产品声学特性及其在品质无损检测中的应用[J]. 农业工程学报，1997（3）：213-217.
[15]Mizrach A. Ultrasonic technology for quality evaluation of fresh fruit and vegetables in pre-and postharvest processes[J]. Postharvest Biology and Technology，2008，48（3）：315-330.
[16]Mizrach A，Galili N，Teitel D C，et al. Ultrasonic evaluation of some ripening parameters of autumn and winter-grown‘Galia’melons[J]. Scientia Horticulturae，1994，56（4）：291-297.
[17]Sugiyama J，Otobe K，Hayashi S，et al. Firmness measurement of muskmelons by acoustic impulse transmission[J]. Transactions of the ASAE，1994，37（4）：1235-1241.
[18]Kuroki S，Tohro M，Sakurai N. Monitoring of the elasticity index of melon fruit in a greenhouse[J]. Journal of Japan Social Horticultural Science，2006，75（5）：415-420.
[19]Taniwaki M，Takahashi M，Sakurai N. Determination of optimum ripeness for edibility of postharvest melons using nondestructive vibration[J]. Food Research International，2009，42（1）：137-141.
[20]张帅，史磊，张本华. 基于声学特性的香瓜成熟度检测方法[J]. 农机化研究，2011，33（10）：126-129.
[21]耿利华，李扬，伍慧方，等. 电子鼻技术在食品工业领域中的应用[J]. 现代仪器，2011，17（2）：21-24.
[22]Rock F N，Weimar U. Electronic nose：Current status and future trends[J]. Chemical Reviews，2008，108（2）：705-725.
[23]Vallone S，Lloyd N W，Ebeler S E，et al. Fruit volatile analysis using an electronic nose[J]. Journal of Visualized Experiments，2012，61：3821.
[24]Benady M，Simon J E，Charles D J，et al. Fruit ripeness determination by electronic sensing of aromatic volatiles[J]. Transactions of the ASAE，1995，2（38）：251-257.
[25]唐曉伟，张万清，耿利华，等. 电子鼻评价甜瓜成熟度及风味的研究[J]. 中国农学通报，2010，26（21）：75-80.
[26]陈小央. 甜瓜内在品质无损检测方法研究进展[J]. 中国蔬菜，2011（10）：10-15.陈文娟，陈丽娇，曾稍俏. 大黄鱼鱼卵磷脂的自由基清除及抗氧化活性[J]. 江苏农业科学，2014，42（1）：247-250.