哈密瓜是新疆的特色水果，目前，哈密瓜品種繁多，采收時(shí)，不同品種的成熟期不同，在成熟時(shí)的表現(xiàn)也不同，因此，簡單地通過外表來分辨哈密瓜的成熟度，會造成判別不一致，影響哈密瓜的貨架期，從而降低聲譽(yù)和經(jīng)濟(jì)效益。因此，研究哈密瓜成熟度有重要意義。

堅(jiān)實(shí)度是哈密瓜成熟度的重要參考指標(biāo)之一。目前，堅(jiān)實(shí)度檢測多采用M-T有損檢測方法，該方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，而且會破壞樣品。因此，急需一種無損、快速、便捷的檢測方法，綜合分析哈密瓜成熟期的理化指標(biāo)變化規(guī)律及其與堅(jiān)實(shí)度的相關(guān)性。近年來，高光譜技術(shù)在獼猴桃、草莓、蘋果、梨、櫻桃、香蕉和西甜瓜等水果的成熟度、堅(jiān)實(shí)度、糖度等品質(zhì)無損檢測中得到應(yīng)用，為哈密瓜成熟期的品質(zhì)評價(jià)提供了無損檢測技術(shù)。

1、測定方法

哈密瓜測定項(xiàng)目包括光譜信息采集和理化指標(biāo)（質(zhì)量、橫縱徑、堅(jiān)實(shí)度）測量。具體的方法如下：

（1）哈密瓜光譜信息的采集

（2）高光譜圖像數(shù)據(jù)采集前，先進(jìn)行黑白校正，調(diào)整輸送裝置的速度。數(shù)據(jù)采集時(shí)，把哈密瓜樣本放到高光譜試驗(yàn)臺上，線陣的探測器在光學(xué)焦面（哈密瓜前進(jìn)方向）的垂直方向橫向掃描，掃出整個(gè)平面，獲取3個(gè)檢測部位的哈密瓜圖像信息，通過軟件對光譜信息采集和保存。

（3）哈密瓜理化指標(biāo)的測量

縱橫徑的測量：哈密瓜的高度部位即縱徑，用高度游標(biāo)卡尺測量。哈密瓜赤道部位即橫徑，用游標(biāo)卡尺測量。

質(zhì)量的測量：采用電子秤測量哈密瓜質(zhì)量。

堅(jiān)實(shí)度的測量：哈密瓜堅(jiān)實(shí)度的測量采用手持式硬度計(jì)。

對已完成光譜信息采集的哈密瓜樣本的3個(gè)標(biāo)記區(qū)域（陰面、陽面與果臍）削去果皮進(jìn)行測量。

2、光譜的處理及模型評價(jià)指標(biāo)

采集后的光譜數(shù)據(jù)采用ENVI4.7軟件進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)降維和預(yù)處理。利用TQAnalyst6.1軟件進(jìn)行建模定量、定性分析。模型的穩(wěn)健性和準(zhǔn)確性評價(jià)指標(biāo)有校正集相關(guān)系數(shù)（Rc），預(yù)測集相關(guān)系數(shù)（Rp）、校正均方根誤差（RMSEC）和預(yù)測均方根誤差（RMSEP）。通常情況下，模型中R值越大，RMSEC、RMSEP值越小，模型表現(xiàn)得越穩(wěn)健，結(jié)果越準(zhǔn)確。

3、結(jié)果與分析

3.1哈密瓜樣本理化指標(biāo)測定結(jié)果及分析

哈密瓜在成熟過程中，理化指標(biāo)會隨著不同成熟期呈現(xiàn)出一定的變化規(guī)律。由表1可知，不同成熟期的哈密瓜理化指標(biāo)存在一定的差異。從縱徑的平均值來看，同一成熟度的哈密瓜，金密16號要略大于金密17號；從橫徑的平均值來看，同一成熟度的金密16號要略小于金密17號；七成熟的哈密瓜平均質(zhì)量均要小于九成熟的哈密瓜；從堅(jiān)實(shí)度值來看，七成熟的哈密瓜平均堅(jiān)實(shí)度均要大于九成熟的哈密瓜。

3.2不同品種哈密瓜堅(jiān)實(shí)度的分析

果實(shí)的堅(jiān)實(shí)度直接影響果肉質(zhì)地與脆性。哈密瓜堅(jiān)實(shí)度是衡量內(nèi)部品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。從圖2可以看出，七成熟哈密瓜：金密16號的堅(jiān)實(shí)度值在54.0~120.0N，金密17號的堅(jiān)實(shí)度值在50.6~84.0N；九成熟哈密瓜：金密16號的堅(jiān)實(shí)度值在51.0~79.9N，金密17號的堅(jiān)實(shí)度值在48.0~61.2N。兩個(gè)品種的哈密瓜樣本點(diǎn)的堅(jiān)實(shí)度分布規(guī)律如圖1所示，通過對比可以發(fā)現(xiàn)，金密16號的堅(jiān)實(shí)度均大于金密17號，說明不同品種哈密瓜的堅(jiān)實(shí)度存在明顯差異。

3.3不同成熟期哈密瓜堅(jiān)實(shí)度的分析

隨著哈密瓜生長發(fā)育的不斷推進(jìn)，堅(jiān)實(shí)度隨著成熟期的不同而發(fā)生變化。圖2所示兩個(gè)品種的哈密瓜不同

表1不同成熟期哈密瓜樣本的理化指標(biāo)值

圖1不同品種哈密瓜樣本點(diǎn)的堅(jiān)實(shí)度分布

圖2不同成熟期哈密瓜堅(jiān)實(shí)度變化規(guī)律

成熟期堅(jiān)實(shí)度變化規(guī)律，從中可以發(fā)現(xiàn)，同一品種哈密瓜，九成熟的堅(jiān)實(shí)度要比七成熟低，成熟度越高，堅(jiān)實(shí)度越低。研究表明，隨著哈密瓜不斷成熟，果實(shí)細(xì)胞壁果膠物質(zhì)的降解和纖維素分離，導(dǎo)致細(xì)胞解體，果肉的硬度降低

3.4不同原始光譜的分析

高光譜儀采集哈密瓜的光譜信息是由光源照射到哈密瓜表面后通過漫透射進(jìn)行擴(kuò)散傳輸?shù)摹D4是2個(gè)品種哈密瓜不同成熟度的原始光譜曲線，從中可以發(fā)現(xiàn)，同一品種、不同成熟期的哈密瓜光譜曲線走向基本一致。不同品種的哈密瓜光譜曲線之間存在很大差異，金密16號哈密瓜光譜在400~750nm存在明顯變化的波峰、波谷。金密17號哈密瓜光譜在500~850nm存在較明顯變化的波峰、波谷，在850nm之后波形基本一致。說明不同品種的哈密瓜由于內(nèi)部生物結(jié)構(gòu)不同，光譜曲線差別也很大。

圖4 哈密瓜原始光譜曲線

3.5不同檢測部位堅(jiān)實(shí)度的分析

哈密瓜果實(shí)的成長與發(fā)育先是縱徑發(fā)育，再橫向增重發(fā)育。根據(jù)哈密瓜的生長特點(diǎn)，對金密16號哈密瓜的3個(gè)檢測部位（赤道陽面、赤道陰面和果臍）的堅(jiān)實(shí)度進(jìn)行測量，其變化規(guī)律如圖5所示，從中可以發(fā)現(xiàn)，不同檢測部位的哈密瓜堅(jiān)實(shí)度存在差異，赤道（陽面、陰面）部位的堅(jiān)實(shí)度要高于果臍部位的堅(jiān)實(shí)度；同一檢測部位相比，堅(jiān)實(shí)度的變化沒有明顯規(guī)律。

圖5 不同檢測部位堅(jiān)實(shí)度值分布規(guī)律

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