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西瓜为什么中间最甜?2个关于西瓜的冷知识

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题图:全景视觉

你知道哪些关于西瓜的冷知识?

知友:混乱博物馆(200+ 赞同)

西瓜为什么中间最甜?」——这个问题是不是困扰你很久了?

很多人说这是因为西瓜中间的发育时间最长,接受光照最多,所以最甜,其实完全不是这样——不信你走到瓜田里看一眼瓜藤上的雌花,早在花朵授粉之前,西瓜皮就已经沐浴在阳光之下了,而所谓的「中心部位」此时还完全没有发育呢。

更真实的原因,是西瓜靠近外皮的部分和靠近中心的部分在发育上来自两个不同的结构,这种发育上的差异直接影响了西瓜的甜度——在此之前,我们先要温习一下果实的发育历程:

首先,果实包藏种子的核心部分来自花朵中的雌蕊,或者更准确地说,是雌蕊中的子房。
但子房并不是一个简单的器官,它的基本构成单元心皮,是具有生殖功能的变态叶,边缘长着将来会发育成种子的胚珠,一片或几片围圈成筒,就是子房,顶端延长的部分能接受花粉,就是柱头。

柱头

在植物授粉之后,胚珠内的受精卵会开始迅速地分裂和分化,这将产生那种称为「吲哚乙酸」的植物激素,子房壁或者叫心皮因此增大增厚,发育成「果皮」。对于水果,这些果皮往往还会贪婪地从植株上索取糖分贮存起来,将来用作动物搬运种子的酬劳——就是俗称的「果肉」。

但「果肉」与「果皮」并不能完全对应,不同的植物类群大相径庭。

我们把那些完全由子房发育来的果实叫做真果。其中最典型的像杏子、桃子、芒果这样,它们由一个心皮发育而来,内果皮木质化成硬核,中果皮肥厚,叫做核果

如果一个或几个心皮凑在一起,中果皮和内果皮都肥厚多汁,而种皮坚硬,就叫浆果,真果中的浆果并不多,比如番茄、葡萄、杨桃、柿子还有山竹。

另外还有专指柑橘类水果的柑果,它们由几片心皮聚集成一个果实,但它们的果皮全都发育成了酸涩的橘子皮,我们吃的果肉是心皮上的充水膨大的绒毛,称为「腺毛」。

腺毛

在真果之外,如果其它组织也膨大含糖,就叫假果,最典型的是梨果,它们的整个花托和萼筒都发育成了假果皮,比如苹果、梨、山楂、枇杷。与梨果类似的,假果中也有一些浆果,它们萼筒在外面起保护作用,果皮仍然是果肉的主要部分,比如猕猴桃、蓝莓、小红莓、番木瓜、香蕉等等。

在真果之外,如果其它组织也膨大含糖,就叫假果,最典型的是梨果,它们的整个花托和萼筒都发育成了假果皮,比如苹果、梨、山楂、枇杷

而我们万分关心的西瓜则代表了另一种典型的假果,称作瓠果(瓠音护),它们的心皮联合起来构成果实,胚珠就长在心皮联合的边缘处。

最终构成果肉的部位是内果皮和胎座:其中,胎座就是心皮上连接胚珠的组织,对应着西瓜里围绕着瓜子的中心部位;而内果皮是心皮的内层,对应着西瓜里贴着瓜皮的部分。

最终构成果肉的部位是内果皮和胎座

对于一个发育中的西瓜来说,种子是吸引糖分积累的原始动机,胎座里丰富的输导组织是将糖分运进西瓜的通道,正所谓近水楼台先得月,这就不难理解为什么胎座及附近组织糖分最多了。如果考虑到发育时外界环境对糖分积累速度的影响,我们还会发现西瓜的向阳面比触地面更甜,瓜柄处比瓜脐处更甜。

除此之外,我们还要感谢历代西瓜选育者:作为瓜科植物,西瓜本来和南瓜、甜瓜、黄瓜什么的一样,胎座并不十分发达,熟透了就软化成一堆丝丝缕缕软趴趴的瓤子。

西瓜本来和南瓜、甜瓜、黄瓜什么的一样,胎座并不十分发达,熟透了就软化成一堆丝丝缕缕软趴趴的瓤子

西瓜直到 17 世纪还是一种空心的果子。经过 300 年的选育,如今的西瓜种子变小了,而胎座变得异常发达——这才有了最甜的中间那一口。

本回答的内容和截图来自节目《西瓜为什么中间最甜 | 混乱博物馆》

听声辨瓜

知友:芝麻酱(600+ 赞同)

中国人买西瓜,有一个流传 N 多年的仪式——用手拍打西瓜听声音,以判断西瓜熟没熟,有些人(比如我)就算根本听不出个门道来,也要假模假样的拍两下,以完成买西瓜的仪式。

其实,用手拍打西瓜听声音判断西瓜品质,是有科学依据的,科学家已经在研究这种「听声辨瓜」的技术了。

这个方法有个高大上的名字:农产品基于声学特性无损品质检验法。

这套检验方法的原理是这样的:由于声波在介质中传播受到介质密度和质地的影响,因此可以通过敲击西瓜,采集并分析声音信号,找到声音信号和西瓜品质之间的相关性,可以不用打开西瓜就检测西瓜内部的品质。

浙江大学的研究人员搭建了一套这种系统,并做了一系列的研究,对西瓜的成熟度、糖度和是否空心都做了测定,相关论文发表在 2012 年的农产品加工杂志上。

农产品基于声学特性无损品质检验法

这套检测系统是这样设计的:
1 个包裹了塑料(后改进为橡皮)的金属球用来敲打西瓜
1 个激光触发器用来感应小球位置,在敲打的那一刻开始滴的一声启动信息采集工作
6 个加速度传感器贴在西瓜表面,感受声波振动信息
1 个电荷放大器把接收到的信号放大后输入电脑

声学检测西瓜成熟度系统

实验时,包裹橡皮的金属小球从 30° 角度释放,小球敲击西瓜表面而产生声波,紧贴在西瓜表面的 6 个压电式加速度传感器同时感应到声波信号后,由电荷放大器进行信号调理;

小球在经过最低点处时,与该处平行的光电式触发器的激光感受到小球到达,使电路产生触发脉冲,触发数据采集卡采集信号并开始对 6 路声波信号同时进行 A/D 转换。

研究人员先用这套系统测试了 47 个西瓜的声波数据,再把测试过的西瓜切开用传统方法测试果肉的甜度,最后发现他们选取的声波信号和实测的甜度之间相关系数高达 0.8842,也就是说,选取的声波和甜度的相关性达到 88%。

本研究在自主搭建的声学检测台上采集西瓜声学信号,提取声振动从敲击点传到接收点过程中声透过率参数(δ)。利用 Matlab 软件中的线性回归函数,将 δ 与西瓜糖度分别做线性回归,得到 1024 个相关系数。从中选取相关系数前 20 位的声透过率值,借助软件中多元线性回归函数建立多元线性回归方程。研究比较不同敲击点和信号接收点组合所建模型的预测值和实测值相关系数(R),最高可达 0.8842。

他们还用这套系统来测了 48 个西瓜是否空心,最后发现,这套系统测西瓜是否空心的相关性可以达到 79%。

目前,这种基于声学特性的西瓜无损品质检验法,还只存在于实验室阶段,没有开始商用。

我觉得,这么好的东西得尽快量产呀,瓜农瓜贩和吃瓜群众都很需要。

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作者:知乎:你知道哪些关于西瓜的冷知识?

来源:https://www.zhihu.com/question/324330996

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