بيوكيمياء ثمار الفاكهة
تحتوي ثمار الفاكهة على مواد غذائية ضرورية لتغذية الإنسان، تقدر القيمة الغذائية والطعم في ثمار الفاكهة بأهمية تركيبها الكيماوي الذي تدخل فيه مركبات عديدة.
التركيب الكيميائي لثمار الفاكهة:
تتكون أغلب ثمار الفاكهة من السكريات والأحماض العضوية والمواد القابضة وغيرها. ومن هذه المركبات ما هو قابل للذوبان في الماء مثل السكريات والكحول والأحماض العضوية وبعض الفيتامينات، ومنها ما هو غير قابل للذوبان بالماء كالسيللوز والنشاء والبروتوبكتين ومعظم الأملاح المعدنية.
وقد قسمت هذه المكونات الأساسية إلى:
1- مواد مكوّنة لجسم الثمرة : تُعدّ البروتينات هي المواد الأساسية المكونة للثمرة، إذ تدخل بتكوين ونمو الأنسجة المختلفة فيها.
تعتبر ثمار الفاكهة فقيرة بالبروتينات فهي لا تتجاوز 1.5% في ثمار الدراق والخوخ وقد تصل إلى 2% في الجوز واللوز والفستق الحلبي والزيتون.
2- مواد مولدة للنشاط : تُعد الكربوهيدرات أهم المواد المولدة للنشاط، فهي التي تمد الجسم بالمجهود اللازم لنشاطه. تمتاز ثمار الفاكهة بغناها بالكربوهيدرات.
3- مواد مخزنة: تُعد مصدراً للطاقة وهي عبارة عن الليبيدات (الدهون) وتصل نسبتها في شجرة الزيتون إلى 20 % في بعض أصناف المناطق الجنوبية، و35% في بعض أصناف المناطق الشمالية، وهي التي تمد الجسم بالمواد المكوّنة له (البروتينات) وبالمواد المولدة للنشاط (الكربوهيدرات).
4- مواد مسؤولة عن ميكانيكية الحياة: هي التي تمد الجسم ببعض المواد المهمة – وتوجد بكميات قليلة، وإن نقصانها أو انعدامها قد يخلّ بالجسم أو يوقف الحياة، منها الأملاح المعدنية والفيتامينات، وتتميز ثمار الفاكهة بتوفر كمية لا بأس بها من هذه المواد.
5- مواد مختلفة: كالصبغات النباتية، والمواد المسببة للطعم كالأحماض العضوية، والمواد المرّة القابضة والمواد المسببة للرائحة والنكهة كالزيوت العطرية.
6- مادة أساسية: وهي الماء ويمكن أن يُعد:
أ - مادة مكونة للجسم لأنه يعطي العصيرية للثمار.
ب - مادة مولدة للنشاط كما يحدث لجزيء الماء أثناء التنفس.
ج - مادة مخزنة تنحل فيه معظم المواد الأخرى.
د – مادة مهيمنة على ميكانيكية الحياة في أغلب حالات التحلل المائي للإنزيمات.
مراحل تكوين المواد الأساسية للثمرة:
تستمد شجرة الفاكهة غذاءها من مصدرين أساسيين:
- التغذية المعدنية: وتتم عن طريق الجذور التي تقوم بامتصاص الغذاء من التربة.
- التغذية العضوية: وتتم عن طريق المجموع الخضري (الأوراق) من خلال عملية التمثيل الضوئي.
تتحد المواد المعدنية مع المواد العضوية لتكوين المركبات الكيميائية المختلفة كالبروتينات والسكريات والإنزيمات وغيرها.
1- الكربوهيدرات Carbohydrates:
وهي المواد المكونة من عناصر الكربون والهيدروجين بنسبة ذرة واحدة من الكربون والأوكسجين لكل ذرتين من الهيدروجين وتشمل:
1-1- السكريات الأحادية Monosaccharides : وهي سكريات بسيطة لا يمكن تحليلها مائياً أو إنزيمياً إلى وحدات أبسط تحت الظروف الطبيعية كالغلوكوز والفركتوز.
1-2- السكريات المركبة Oligosaccharides: عبارة عن سكريات ينتج عنها بالتحليل المائي (2-6) وحدات من السكريات الأحادية، وتُعد السكريات الثنائية أكثرها انتشاراً في الطبيعة وفي مصادر نباتية لاحيوانية كالسكروز.
وكل من السكريات الأحادية العديد من السكريات المركبة عبارة عن مركبات متبلورة تذوب في الماء بسهولة ولها طعم حلو في معظم الحالات.
1-3- السكريات العديدة Polysaccharides :
مما لاشك فيه أن غالبية المركبات الكربوهيدراتية الموجودة في الطبيعة هي عبارة عن سكريات عديدة وهي التي تعطي بالتحليل المائي أعداداً كبيرة من سكريات بسيطة أو ثنائية وتختلف السكريات العديدة عن بعضها ليس فقط في الوحدات البنائية المتكررة في كل منها ولكن في وزنها الجزيئي، وفي ظواهر بنائية أخر مثل: وجود سلاسل مستقيمة أو متفرعة وهي ذات وزن جزيئي عالي وتقسم حسب الدور الذي تقوم به داخل الثمرة إلى:
أ - سكريات عديدة بنائية : كالسيللوز، البكتين، الكينين.
ب - سكريات عديدة تخزينية: كالنشاء في النبات.
وسندرس مثالاً عن كل منها:
الغالاكتوز Galactose من السكريات الأحادية:
وهو غير موجود في الحالة الطبيعية في النباتات ولكنه كثير الانتشار بصفة جزيء متمم في تركيب غليكوزيدات مختلفة وغلونات مختلفة (أنتوسيانين)، وأحياناً بشكل متعدد السكريات المعقدة كالغالاكتان الذي يدخل في تركيب الصموغ والبذور.
السكروز Sucrose من السكريات الثنائية: ويسمى بسكر القصب أو سكر الشوندر، وهو من أهم أنواع السكريات من الناحية التجارية والاستعمالات المنزلية.
ويوجد في العديد من ثمار الفاكهة وبعض الجذور والأوراق والأزهار وحتى في بعض الجذور وينتج عنه بالتحليل المائي والإنزيمي (إنزيم Invertase) جزيء غلوكوز وجزيء فركتوز، وإن انخفاض نسبته في الثمار تؤدّي إلى الذبول أو أعراض التعفّن.
إن كلاً من السكروز والغلوكوز يتميّزن بدرجة ذوبان عالية بالماء، وتزداد بازدياد درجة الحرارة وإنّ لمحاليل السكروز درجة لزوجة أعلى بكثير من محاليل الغلوكوز المتماثلة التركيز. فضلاً عن أن الضغط الاسموزي في محاليل السكروز أقل بمرتين من محاليل الغلوكوز. ودرجة غليان محاليل السكروز أخفض من محاليل الغلوكوز. أما الفركتوز فيعد من السكريات الأكثر فعالية في عملية تنفس الثمار، ويُعد عباً للماء أكثر من السكروز والغلوكوز، لذلك يجب تغليف الثمار الجحفة والحاوية على كميات كبيرة من الفركتوز بشكل جيد عند التخزين؛ لأنها تمتص الرطوبة الجوية بشكل ملحوظ في الرطوبة الجوية >45% وهو أكثر حلاوة من الغلوكوز والسكروز. لذا تختلف حلاوة ثمار الفاكهة تبعاً لنسب كل من السكريات فيها، فإذا ما غلب وجود الفركتوز في الثمار فإنها تكون أكثر حلاوة. والجدول التالي يبين المحتوى السكري في ثمار الفاكهة المختلفة.
الجدول رقم (1) يبين المحتوى السكري في ثمار الفاكهة المختلفة
من الجدول السابق نلاحظ:
- اختلاف نسبة السكريات باختلاف أنواع الفاكهة.
- محتوى الثمار في كل من السكريات ليس متساوياً.
- زيادة نسبة الفركتوز في التفاحيات (تفاح، أجاص، سفرجل).
- زيادة نسبة السكروز في المشمش والدراق والخوخ.
- السكر الرئيس الموجود في الموز هو السكروز وبنسبة عالية جداً.
- تساوي في كميات الغلوكوز والفركتوز في العنب.
كما يعد السكروز من السكريات السائدة في ثمار الحمضيات والأناناس.
السيللوز Cellulose (من السكريات العديدة):
أكثر المركبات العضوية انتشاراً في الطبيعة، إذ يحوي أكثر من 50 % من الكربون الموجود في جميع النباتات.
ويُعد نباتياً بشكل رئيس، والتحليل المائي التام للسيللوز يعطي الغلوكوز بشكل كمي، أما التحليل الجزئي له فينتج عنه السكر ثنائي السيللوبيوز (جزأين غلوكوز) والسيللوز مادة أساسية في تركيب جدران خلايا ثمار الفاكهة، وتتراوح كميته فيها (2.7-0.5 %) .
فمثلاً في الكرز الحامض 0.25% ، وفي التفاح والعنب 0.9%، وتصل 2.7% في عنب الثعلب وتكون في القشرة أكثر منها في اللب. وهو ذو وزن جزيئي مرتفع، لا ينحل في الماء المحاليل العضوية ويقاوم الأحماض والقلويات الضعيفة، لذلك يلعب دوراً مهماً في عملية حفظ وتخزين الثمار ، وقد وجد أنّ السكريات العديدة التي تدخل ضمن مكونات جدار الخلية تستهلك في عملية التنفس وهذا يتماشى مع التغيرات التشريحية، حيث يلاحظ أنّ الثمار الغنية بالسيللوز تكون خشنة الملمس ويصعب هضمها.
الهيميسيللوز (نصف السيللوز) Hemicellulose (من السكريات العديدة):
هو أحد مشتقات السيللوز، ويسهم في تركيب المادة الأساسية لجدر الخلايا، يتكون من وحدات عديدة من السكر الخماسي (رايلوز).
الهيميسيللوز أقل مقاومة للأحماض والقلويات من السيللوز، لا يذوب في الماء، ولكنه يذوب في القلويات. يُعد مادة غذائية احتياطية في الثمار، وارتفاع نسبة محاليله فيها يقلل من قيمتها الغذائية.
النشاء Starch (سكريات عديدة) :
هو المادة الأساسية المعتمدة من قبل النباتات لتخزين الكربوهيدرات، ويوجد على شكل حبيبات ميكروسكوبية يختلف شكلها باختلاف أنواع النباتات، وهو ذو وزن جزيئي مرتفع، ويتكون من مادتين: الأميلوز Amylose والأميلوبكتين Amylopectin والأميلوز أكثر ذوباناً بالماء من الثاني، ويمكن فصلهما بوضع النشاء في الماء لمدة طويلة فيذوب الأميلوز تاركاً الأميلوبكتين.
ويرجع هذا الاختلاف إلى تباينهما في التركيب الجزيئي، ففي الأميلوز تكون السلسلة غير متفرعة، وتتكون من (300-1000) جزيء غلوكوز، أما الأميلوبكتين فالسلسلة متفرعة كثيراً وتتكون من مليون جزيء فأكثر .
تتراوح كمية الأميلوز في الثمار بالنسبة لكمية النشاء الكلية بين 30-60% والأميلوبكتين بين 40-87% تبعاً لنوع الفاكهة، ويحتوي التفاح على الأميلوز فقط.
يُلاحظ اختفاء النشاء في ثمار الفاكهة الناضجة باستثناء الجوز واللوز، أما في الثمار غير الناضجة فيصل محتوى النشاء (4-5 %) تنخفض إلى 1% في فترة النضج ويختفي نهائياً بعد النضج الكامل للثمار، وأثناء حفظها يتحول النشاء بشكل كامل إلى سكريات يستخدم محتوى النشاء بالثمار كدليل على درجة نضج الثمار.
المواد البكتينية Pectin substances:
هي مواد مشتقة من حمض البكتين، تدخل في تركيب جدر الخلايا، وينسب إليها البكتين، والبروتوبكتين وحمض البكتين، وهي عبارة عن مواد غروية ذات وزن جزيئي مرتفع.
البروتوبكتين Protopectin:
يوجد في جدر الخلايا وبين الخلايا مشكلاً صفحات رقيقة تعمل على لصق الخلايا ببعضها ويكسب الثمار غير الناضجة صفة القساوة وليس من الممكن الحصول عليه بشكل نقي ويعمل إنزيم البروتوبكتيناز على تحويل البروتوبكتين بالتحليل المائي إلى عليه بشكل نفي ويعمل الزي المرور الكتان بكتين وهذا يتم في أثناء نضج الثمار، ففي أثناء نمو ثمرة التفاح مثلاً بتراكم البروتوبكتين (غير قابل للذوبان بالماء) إلى بكتين (ذواب بالماء) وتقل تدريجياً ثخانة جدران الخلايا وبالتالي تصبح الثمرة طرية غضة وبزيادة التحول هذه تزداد الطراوة وتدخل الثمرة في دور الشيخوخة. ويمكن أن يتحلل البروتوبكتين بالماء بدرجة (80 - 85 م) أو بإضافة الأحماض أو القلويات الساخنة والمخففة.
البكتين Pectin:
ينتج عن تحلل البروتوبكتين، ويكون الكتلة الأساسية للمواد البكتينية الموجودة في عصارة خلايا الثمار، يتحلل مائياً بوساطة القلويات أو إنزيم البكتيناز إلى كحول ميتيلي وحمض البكتين وهو عديم الطعم والبنية والرائحة ويستعمل البكتين المحضر صناعياً بصورة نقية من ثمار الحمضيات أو التفاح في صناعة المربيات والمجمدات.
تختلف نسبة البروتوبكتين إلى البكتين باختلاف أنواع الفاكهة.
ففي السفرجل تغلب كمية البروتوبكتين أما في التفاح فالعكس صحيح، وتتساوى النسبة بثمار الفريز. ويوضح الجدول رقم (2) نسبة المواد البكتينية في ثمار بعض أنواع الفاكهة من الوزن الرطب.
الجدول رقم (2) يوضح نسبة المواد البكتينية في ثمار بعض أنواع الفاكهة % من الوزن الرطب
حمض البكتين Pectin acid :
هو الوحدة الأساسية لتكوين المواد البكتينية، ويتكون من 4 وحدات من حمض الغالاكتورونيك إضافة إلى سكر خماسي وسكر سداسي (الغالاكتوز).
ويلاحظ أن البكتين والأحماض البكتينية تتحد بالكالسيوم وتكون بكتينات الكالسيوم غير الذوّابة في الماء، وقد وجد بالدراسة أن هناك ارتباطاً وثيقاً بين التغيرات في درجة صلابة الثمار في أثناء مراحل نضجها وبين محتواها من المواد البكتينية الذائبة وغير الذائبة، كما لوحظ أنّ هناك علاقة قوية بين كمية الكالسيوم والمغتريوم في الثمار ومدى صلابتها.
الليغنين Lignin:
مادة معقدة التركيب، تترافق مع السيللوز في تركيب جدران الخلايا لتسهم في ظاهرة التخشب، ويُعد أكثر المواد مقاومة للجراثيم، وتحتوي الثمار على كميات قليلة منه، وأكثر ما توجد في جدران بذور اللوزيات.
الكيتين Citine:
مادة شمعية تدخل في تركيب جدر الخلايا على سطح الثمار الخارجي، وتتألف من استرات الأحماض الدهنية مع كحولات أحادية الذرة ذات سلاسل طويلة، وقد يدخل فيها دهون عطية (بارافينية) كما في تركيب قشرة ثمار التفاح، ويقوم الكيتين بدور وقائي في الثمار حيث يحفظها من الذبول والتبادل المائي، ومن إصابتها بالأمراض، ويستفاد من هذه الظاهرة بغمس نهايات حامل الثمار (بالتفّاح والأجاص) بالشمع الأحمر مما يعطيها شكلاً مميزاً ويحفظها من الذبول خلال فترة التسويق.
دلت البحوث أن ازدياد سماكة الغطاء الشمعي على قشور الثمار يصعب من وصول الأوكسجين إلى أنسجة الثمار مما يؤدّي إلى زيادة عملية التنفس اللاهوائي في الثمار.
الأحماض العضوية Organic acids:
هي الأحماض المسؤولة عن الطعم الحامض بالثمار، وبالتالي درجة حلاوة الثمار، وتلعب دوراً فيزيولوجياً مهماً، إذ تستهلك مهماً، إذ تستهلك في عملية التنفس وتشمل الأحماض عديدة الكربوكسيل، والأحماض السكرية (كحمض الغالاكتورونيك) والأحماض العطرية والأمينية والدهنية.
وتتحكم الأحماض العضوية في تحديد المحاليل المنظمة داخل الثمرة، ويعبر عن الحموضة برقم (pH) وهذه تؤثر بشكل مباشر في طعم كثير من الثمار. كما أنها تستعمل كدليل لقطف الثمار.
يسود حمض الماليك في التفاح والكمثرى والسفرجل والمشمش والدراق وحمض الطرطريك في العنب، وحمض الستريك في الحمضيات، ويلاحظ زيادة نسبة الأحماض في لحم الثمرة عنها في القشرة، كما تقل الحموضة غالباً كلّما قاربت الثمار من النضج، وقد فسرت البحوث ذلك بأنّ كمية الحامض تبقى ثابتة والذي يتغير هو كمية السكريات التي تزداد لدرجة تحجب فيها الطعم الحامضي، فعند عقد الثمار تزداد كمية الحامض ثم تقف في الوقت الذي تزداد فيه كمية السكر زيادة كبيرة، كما أن زيادة العصير الخلوي يعمل على تمديد الوسط، ويقلل من تركيز الحموضة فيه، نخلص من هذا إلى أنّ استعمال الحامض لمفرده كدليل نضج غير كاف ولابد من استعمال (نسبة ÷ نسبة الحامض) وهي الأفضل.
الغليكوزيدات Glycosides:
إنّ من أهم خواص السكريات الأحادية هي قدرتها على تكوين المشتقات الغليكوزيدية نتيجة اتحادها مع الكحول، وبالتالي فإنّ الغليكوزيدات هي مركبات معقدة وكثيراً منها ما هو سام وذو طعم مر كالنارنجان (Tangerin) الموجودة باليوسفي والليمونين Limonin الموجود بالليمون، والأميغدالين (Amygdalin) الموجود في بذور اللوزيات كالمشمش واللوزيات والدراق وتصل نسبتها إلى 3% في اللوز المرّ، و2.5 في الكرز الحامض، والهيسبيريدين Hisperidin في البرتقال، كما وينسب إلى الغليكوزيدات بعض الصبغات كالأنثوسيانين.
التانيناتPolyphenols, Tannins :
وهي المواد القابضة التي توجد بكثرة في الثمار غير الناضجة، فهي التي تعطي الطعم المرّ في الزيتون والطعم القابض في الكاكي والبلح والرمان قبل نضجها، ولكنها تختفي عند النضج، وسب اختفائها إما لزيادة نسبة السكر في الثمار أو لتحوّلها إلى حالة ذائبة في بعض أصناف البلح، أو الكاكي، أو الكمثرى بشكل لا يشعر المستهلك بطعمها عند الأكل.
تتحد التانينات مع مركبات الحديد فتعطي الثمار لوناً قائماً، لذلك ينصح بعدم استعمال الأوعية أو الأواني الحديدية المتزلية أو الصناعية.
الزيوت الطيارة:
هي مركبات معقدة تتكون من مزيج مواد مختلفة (استرات بعض الأحماض العضوية) وهي التي تعطي الرائحة العطرية للفاكهة، وتوجد في قشور الثمار، وتختلف تبعاً لاختلاف النوع والصنف والعوامل البيئية ودرجة النضج، وأكثر ما توجد في قشرة ثمار الحمضيات، ويجب الانتباه إلى ذلك في أثناء حفظ وتخزين الثمار للمحافظة على رائحتها العطرية كما لو كانت طازجة.
المواد الآزوتية:
وتضم كلاً من البروتينات والأحماض الأمينية وأملاح حمض الآزوت والإنزيمات وغيرها، وتشكل البروتينات القسم الأكبر منها، وهي المكونة الرئيس لبروتوبلازم الخلية. تُعد ثمار الفاكهة فقيرة من حيث محتواها بالبروتينات ووجد بالدراسة أنّ كمية البروتينات تزداد مع تقدم نمو الثمرة حتى اكتمال النمو موازية بذلك منحب التنفس.
تتراوح نسبة المواد الآزوتية في التفاحيات 1.2-0.2%، وفي اللوزيات 0.3-0.4% ومن العنب 5.1-0.5 %.
كما تؤدي الإنزيمات وظيفةً كبيرة في عملية التنفس والأكسدة والإرجاع والتحليل المائي في الثمار، ويُعزى إليها تلوّن الثمار باللون البني عند قطعها وتعرضها للهواء بسبب أكسدة الفينولات بإنزيم بولي فينول أوكسيداز.
الدهون Lipides :
تتكوّن من اتحاد الأحماض الدهنية مع الغليسيرول، ومنها الصلب ومنها السائل (الزيت) وتعمل كمواد مخزنة احتياطية تستخدم في توليد الطاقة عند الحاجة. كما تدخل في تكوين بعض أجزاء الخلية النباتية. تختلف كميتها حسب الأنواع، فمن كميات ضئيلة جداً في الحمضيات إلى كميات 37-15.7% في الزيتون، وقد تصل إلى 45-70 % في ثمار أشجار النقل حيث تصل في الجوز إلى 64.4%، وفي اللوز 54%، والبيكان 70% وهي تذوب في المذيبات العضوية.
الفيتامينات Vitamins :
مركبات عضوية فعّالة داخلية التكوين ذات طبيعة كيميائية مختلفة، وهي دلالة على عامل غذائي ضروري يحتاجه الكائن الحي بكميات صغيرة، والذي يؤدّي غيابه إلى بعض الأعراض والأمراض الناشئة عن نقصه.
وللفيتامينات وظيفة مهمة، فهي تنظم عملية تمثيل المواد الغذائية الرئيسة كالبروتينات والدهون والكربوهيدرات، كما يدخل بعضها مع الإنزيمات كمرافقات إنزيمية، وهذه الأخيرة أعطت الدور الحيوي المهم للفيتامينات داخل الكائن الحي، وبعض الفيتامينات ينظم عملية الأكسدة والإرجاع عرف منها حتى الآن (30) فيتاميناً. ويتكون معظمها في النبات ولها دوراً في حياة النبات.
البعض منها ضروري في تغذية الإنسان، ولذا يجب أن يتضمن الغذاء اليومي بعض أنواع الفاكهة الطازجة أو منتجاتها المصنّعة.
صنفت الفيتامينات حسب خواصها الفيزيائية والكيميائية وتبعاً لخاصية ذوبانها إلى مجموعتين:
- فيتامينات ذوابة في الماء.
- فيتامينات ذوابة في الدهون.
أ - الفيتامينات الذرابة في الماء:
1) فيتامين C أو حمض الأسكوربيك Ascorbic acid
يتكوّن في أوراق النبات، ومنها ينتقل إلى الثمار، يتواجد بنسبة كبيرة في ثمار الحمضيات (الليمون) والفريز، يحتاجه الإنسان من (500-100) مع/ يومياً ومصدره الرئيس من ثمار الفاكهة والخضار.
يؤدي نقصه في جسم الإنسان إلى ضعف عام وصداع وعدم التحام العظام المكسورة وتأكل الأسنان، كما يؤدي نقصه إلى انخفاض إمكانية استخدام احتياطي الحديد اللازم لاصطناع الهيموغلوبين في نقي العظام وهذا يؤدّي إلى فقر الدم.
تختلف نسبة فيتامين C باختلاف النوع والصنف كما هو موضح في الجدول رقم (3)، وتتجه جهود العلماء حالياً لانتخاب أصناف فاكهة تحوي أكبر كمية من هذا الفيتامين.
الجدول رقم (3) يوضح محتوى فيتامين C بالميليغرام % من الوزن الرطب لأنواع مختلفة من الفاكهة
(2) فيتامين P
يوجد في ثمار الليمون والبرتقال والعنب والخوخ والكرز، يزيد من مرونة الأوعية الدموية، يحتاجه الإنسان يومياً بمقدار 25 ملغ.
(3) مجموعة فيتامينات B :
تحتوي الثمار على نسبة قليلة من فيتامين B لذلك يُستعاض عنه بالحليب ومشتقاته، يحتاجه الإنسان بكمية قليلة (2-3) ملغ. وتضم المجموعة فيتامين B1 الثيامين وهو فيتامين الاتزان العصبي وشهية الطعام والاستفادة من السكر والنشويات.
أما فيتامين B2 ريبوفلافين فهو للاتزان الغذائي وهناك فيتامين B6 و B12 ومنها فيتامين PP حمض النيكوتين يحتاجه الإنسان 15-25 ملغ.
ب- الفيتامينات الذوابة في الدهون :
(1) فيتامين A (الريتينول Retinol)
يوجد في كافة النباتات الحاوية على الكاروتينات بشكل يدعى Provitamin A ويوجد في كافة أجزاء الثمار ذات اللون الأخضر أو البرتقالي أو الأسود ويتحول في الجسم إلى فيتامين A، كما أنه يتحمل درجات حرارة أعلى من فيتامين C وخاصة بوجود أوكسجين الهواء.
وهو ينظم النمو الطبيعي للجنين والإنسان البالغ، وهو لطراوة البشرة وسلامة العين وضد العمى الليلي، يحتاجه الإنسان 2-3 ملغ ويخزن في الكبد.
تختلف نسبته في الثمار باختلاف النوع والصنف ويحوي المشمش والدراق والكرز الحامض أعلى نسبة منه كما في الجدول رقم (4).
(2) فيتامين K (الناتو كينون Naphtoquinon):
يوجد بكثرة في الأوراق في أجزاء النبات الخضراء، والفريز وتوت العليق، يحتاجه الإنسان يومياً 1-2 ملغ. ينظم في الجسم عملية تخثر الدم، ونقصه يؤدي إلى تجلط الدم.
الجدول رقم (4) يوضح محتوى فيتامين A في بعض ثمار الفاكهة مغ% وزن رطب
(3) فيتامين E (التوكوفيرول Tocopherol) :
يوجد في ثمار الجوز والبندق واللوز والفستق الحلبي بكثرة ويُسهم في التخلص من أمراض العقم، والجهاز العصبي والعضلي. يحتاجه الإنسان بـ 20-25 ملغ يومياً.
(4) فيتامين D:
- العناصر المعدنية:
تحتوي ثمار الفاكهة أكثر من 600 عنصراً تتراوح نسبتها 0.25-1.5%، وتوجد على شكل أملاح تكونت من مختلف الأحماض العضوية، وتدخل في تركيب المركبات العضوية، فالمغنزيوم يدخل في تركيب الكلوروفيل وكلاً من الكبريت والفوسفور في تركيب البروتينات وبالتالي فهي تلعب دوراً فيزيولوجياً مهماً في التبادل الخلوي لمواد التغذية، مما يدخل الحديد والنحاس في تركيب الإنزيمات والبوتاسيوم يؤثر في قدرة احتفاظ الأنسجة بمائها والمعادن الموجودة بالثمار ذات التفاعل القلوي بينما الموجودة بالمنتجات الحيوانية ذات تفاعل حامضي مما يجعل الحاجة ملحة لتناول الفاكهة بكميات معقولة وعلى مدار السنة.
تختلف كمية المعادن حسب الصنف والنوع، وهذا ما يوضحه الجدول رقم (5). وتجدر الملاحظة بأنه في أثناء مكافحة الآفات الزراعية تستعمل مواد سامة تشتمل على النحاس والأرسينيوم والرصاص وتكون بتراكيز عالية. لهذا ينبغي غسل الثمار بشكل جيد قبل استهلاكها.
الجدول رقم (5) يوضح المحتوى المعدني لأهم العناصر المعدنية في ثمار الفاكهة
الصبغات النباتية :
هي مجموعة المركبات التي يُعزى إليها ظهور الألوان المختلفة في الثمار، وهناك عدة صبغات تعكس كلّ منها لونها على الثمار، وتختلف كمية الصبغات في الثمار حسب النوع والصنف وحسب مرحلة النمو التي تتميز بها الثمار.
قسمت هذه الصبغات الرئيسة إلى :
(1) الأصبغة اليخضورية.
(2) الأصبغة الكاروتينية.
(3) الأصبغة الأنثوسيانينية.
(4) الأصبغة الفلافونية.
تتشكل اليخضورية والكاروتينية والفلافونية في الصانعات الخضراء Chloroplast، بينما تنحل الأنثوسيانية في العصارة الخلوية في الفجوات وتذوب اليخضورية والكاروتينية في الدهون ولا تذوب في الماء، في حين أن باقي الأصبغة تذوب في الماء.
أولاً - الأصبغة اليخضورية (الكلوروفيلات) :
توجد في أوراق وسوق وسبلات الأزهار والثمار وتكسبها اللون الأخضر، ويُعد الكلوروفيل أهم المركبات العضوية وأعجبها في الطبيعة، إذ يتم بوساطته تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية على شكل مركبات عضوية (وتساعده بذلك بقية الصبغات). يتشكل في حوض الصانعات الخضراء.
ثانياً – الأصبغة الكاروتينية:
وهي عبارة عن صبغات صفراء أو حمراء أو برتقالية لا تذوب في الماء وتوجد في الصانعات الملونة Chromoplasts وكذلك في الصانعات الخضراء، ويتسبب اللون الأصفر أو البرتقالي في قشرة ثمار الفاكهة ومنها الكاروتين، والاكزانتوفيل والليكوبين (اللون الأحمر) في البرتقال بدمه، وتعطي الأخيرة مع البيتاكاروتين اللون القرمزي لبعض أصناف الجريب فروت وتكون هذه الصبغة أكثر وجوداً في الثمار التي تنتفج في الضوء الساطع عنه في الظلام والتي تبقى على الشجرة أكثر منها من التي تقطف خضراء.
وللكاروتينات دورين مميزين هما: وقاية الكلوروفيل من الأكسدة الضوئية، وثانيهما امتصاص الطاقة ونقلها للكلوروفيل a. إضافة إلى دور أصبغة بتلات الأزهار في جذب الحشرات إلى الأزهار الملونة مساهماً بذلك في عملية التلقيح.
ويمكن تقسيم الثمار حسب محتواها من الكاروتينات:
1- ثمار تحتوي على آثار من الكلوروفيل والكاروتينات بكمية محدودة مثل ثمار الحمضيات.
2- ثمار تحتوي نسبة بسيطة من كاروتين B، وكمية كبيرة من الليكوبين الحمراء مثل الجريب فروت ذو اللون الأحمر.
3- ثمار تحتوي آثار من الكاروتين والليكوبين ففيها الكزانتوفيلات مثل المانجو.
ولقد وجد أنّ ثمار البرتقال تحتوي على 12 مركباً من المركبات الكاروتينية في اللحم والقشرة وبنسب متفاوتة.
ثالثاً – الأصبغة الأنثوسيانية:
تتميز بأنها تذوب في الماء، وتوجد في العصارة الخلوية الموجودة في فجوات الخلية وهي مركبات عضوية غير آزوتية تتحلل إنزيمياً إلى جزأين أحدهما سكر والآخر Aglycon والذي يُعرف باسم أنثوسيانيدين.
يتغير لون الأنثوسيانين حسب درجة pH الوسط فتكون حمراء في الوسط الحامضي وبنفسجي في المعتدل، وأزرق في القلوي.
كما تتغير حسب الإضاءة فتصبح الثمار حمراء إذا ما تعرضت لضوء الشمس بخلاف المظللة. ويؤدّي غياب عنصر البوتاسيوم من التربة إلى ظهور بقع برونزية كما في الحمضيات والتفاح.
رابعاً – الأصبغة الفلافونية:
هي مجموعة الصبغات القابلة للذوبان في الماء، وهي عبارة عن غلوكوزيدات من نوع خاص، مما يؤكد العلاقة بين محتوى الثمار من السكريات والفلافونات، وتوجد ذائبة في العصير الخلوي. تمتاز عن الأنثوسيانين باحتوائها على الأوكسجين، وعند تحللها تعطي سكر واجليكون، ومن أمثلة الفلافونات:
Flavone: لونه أصفر كريمي فاتح، كما في الخوخ والحمضيات.
Flavonols: لونها أصفر أو أصفر مبيض وتوجد في الفريز والتفاح الأصفر والحمضيات.
Esoflavones: ويوجد في الخوخ والكرز.
- الماء:
يشكل الماء الجزء الرئيس الداخل في تركيب الثمار الطازجة، وتتراوح نسبته 95-72 % باستثناء البلح والجوز واللوز (5-8%). وبحكم المحتوى المائي المرتفع فإنها تمثل وسطاً ملائماً لتكاثر ونمو الكائنات الحية المجهرية. فتُعد الثمار سريعة الفساد من جهة، ومن جهة فإنّ للماء أهمية عظمى بالنسبة للثمار:
1- يسبب امتلاء الخلايا - الذي يُعد من الشروط الضرورية لعمليات النشاط الحيوي في الثمار.
2- يجعل الثمار غضة وطازجة.
3- يُعد بمثابة وسط مذيب ينحل فيه عدد كبير من المركبات العضوية والمعدنية الموجودة في الخلايا.
4- يُعد وسطًا فعالا لمختلف العمليات الإنزيمية والبيوكيميائية والتي يتوقف عليها مقدرة الثمار على التخزين.
وينتج عن نقص الماء:
(1) انخفاض أو انعدام خاصية امتلاء الخلايا.
(2) ارتفاع تركيز المركبات في الخلايا.
(3) إعاقة عملية التبادل الخلوي للمواد.
(4 ازدياد تحلّل المركبات الكربوهيدراتية.
(5) تذبل الثمار عند فقدان 5-7% من مائها وبالتالي تصبح غير طازجة.
وتتوقف ظاهرة فقدان الماء من الثمار على طبيعة أغلفتها الخارجية والوسط الموجودة فيه، وعلى نوعية الماء، فهناك الماء الحر، والماء المتحد (المثبت). ويمكن فصل الماء الحر بسهولة عن طريق تجفيف الأنسجة إذ إنه يتكون في العصارة الخلوية، أما الماء المتحد فإنه يثبت بجزيئات المحاليل الغروية وأيضاً بالمواد المتميزة بفعالية إسموزية (أيونات وذرات المواد المنحلة).
تختلف مقدرة احتفاظ أنسجة ثمار الفاكهة بمائها باختلاف طبيعة الماء فيها ونوع الثمار وبنيتها التشريحية وطبيعة أغلفتها الحافظة لها (كمية الماء في القشرة أقل بكثير منها في اللب)، ودرجة نضج الثمار وطول مدة التخزين.
وكلّما ارتفع المحتوى المائي في الثمار انخفض قدرتها الحرورية، وبالمقابل فإنّ تمثيل المواد الغذائية الذائبة في الماء يكون أفضل وأسهل بكثير من قبل المستهلك.
