Органические кислоты являются исходным строительным материалом для синтеза углеводов, аминокислот и жиров. Они придают плодам и ягодам специфический вкус и тем самым способствуют их лучшему усвоению, играют определенную роль в сохранении кислотно-основного равновесия организма. Отдельные кислоты (яблочная) обладают некоторыми радиозащитным действием.
Органические кислоты строго локализованы по отдельным тканям плодов. Их больше в плодовой мякоти, гораздо меньше в кожице и еще меньше – в семенах.
Содержание и состав кислот зависят от вида культуры, являются сортовым признаком, значительно зависящем от места, условий выращивания.
Витамины – группа органических соединений разнообразной химической природы, биологически активных в очень малых дозах и необходимых для нормального обмена веществ. Многие из витаминов входят в состав ферментов или ферментативных систем, выполняют в организме каталитические функции. При недостатке витаминов в пище, даже вполне удовлетворенной по калорийности и содержанию белка, развиваются авитаминозы. Витамины оказывают воздействие на рост, развитие, деятельность кроветворных органов, функции половой системы и др. Огромна роль витаминов в повышении сопротивляемости к инфекционным заболеваниям и в укреплении общего состояния организма.
Витамины нужны всем без исключения живым организмам, но способностью их синтезировать облают преимущественно зеленые растения. По растворимости витамины делятся на две группы. Одни растворяются в воде (С, Р, В), другие – в органических растворителях (эфире, бензоле и др.). Последние в тканях организмов растворены в жирах, поэтому их называют жирорастворимые (А, В, Е, К).
В плодах и ягодах обнаружены почти все известные в настоящее время витамины. Многие из них содержатся в плодах и ягодах в очень малых количествах – В1 , В2 , В3 , В6 , РР (следы – 6.2 мг%). О сортовых различиях в содержании рибофлавина (В2 ) в плодах и ягодах можно судить по данным А.Я. Трибунской (мкг % в массе сырого вещества): яблоки – 30-240, вишни – 110-200, сливы – 90-650, малина – 60-180, земляника – 45-155, смородина красная – 45-150, смородина черная – 70-120, крыжовник – 60-195, шиповник – 180-550, груши – 90-120, рябина – 35-80, облепиха – 60-70, айва – 30-60, арония – 65-170.
Основными источниками витаминов группы В, РР, D являются продукты питания (хлеб, крупа, мясо, рыба, молоко, яйца).
Плоды и ягоды являются важным источником водорастворимых витаминов С, Р, В9 (фолиевая кислота), а из жирорастворимых – А (каротин), Е и К.
Фолиевая кислота впервые была выделена из листьев, за что и получила свое название. В относительно больших количествах содержится в листьях всех растений (особенно земляники, листовых овощей) и дрожжах. Играет большую роль в образовании форменных элементов крови, при ее недостатке в костном мозге нарушается процесс созревания и перехода кровяных клеток в кровь, у животных развивается лиемия, наблюдается задержка роста. Вместе с витамином В12 принимает участие в синтезе меионина, пуриновых и пиримидиновых оснований, нуклеиновых кислот, косвенно влияет на углеводный и жировой обмен. Растений синтезируют ее из n-аминобензойной кислоты и гуанозинтрифосфата, используемого в качестве предшественника птериновой части молекулы фолиевой кислоты.
Потребность в витамине В9 составляет 0.2-0.4 мг в день для взрослого человека и может быть полностью удовлетворена за счет овощей, плодов и ягод. Содержание фолиевой кислоты (В9 ) в плодах и ягодах следующее, мг %: яблоки – 0.10-0.14 (до 0.45), земляника – 0.05-0.60, малина – 0.10-0.42, крыжовник – 0.03-0.26, смородина черная – 0.05-0.60, вишня – 0.04-0.10, шиповник – 0.04-0.52. Зеленые плоды и ягоды содержат в 2-3 раза меньше фолиевой кислоты (0.04-0.1 мг %), чем зрелые (0.14-0.25 мг %) или перезрелые (0.21-0.40 мг %). Это было установлено в опытах с земляникой, малиной, шиповником, вишней, крыжовником. Увеличение содержания фолиевой кислоты в ягодах объясняется ее освобождением из связанных форм. Фолиевой кислоты в зрелых ягодах накапливается больше в солнечное теплое лето, а в холодный и дождливый вегетационный период ее количество может быть в 2-3 раза меньше.
Витамин Е содержится в листьях и семенах многих растений. Особенно богаты им зародыши пшеницы, масло которых является естественным концентратом α-токоферода. При недостатке витамина Е у животных нарушается функция половых желез. Витамин Е обладает антиокислительными свойствами; он усиливает действие витамина А и способствует его лучшему усвоению. Суточная потребность взрослого человека в витамине составляет 10-20 мг. Наиболее богаты витамином Е мясо, яйцо, молоко, коровье масло, растительное масло. Важным источником витамина Е являются также плоды и ягоды.
Все плоды и ягоды по содержанию токоферолов модно объединить в несколько групп. В первую (с содержанием токоферолов не более 1 мг%) входят яблоки, груши, слива, вишня, смородина, крыжовник, земляника, малина, ирга, клюква, брусника, хурма, фейхоа. Во вторую (до 2 мг %) – айва, калина, золотистая смородина, рябина Гранатная, арония, персики, нектарины, барбарис. В группу с относительно высоким содержанием витамина Е входят боярышник мягковатый (4-6 мг %), шиповник (1.3-8.8 мг %), рябина лесная (0.8-5.1 мг %), рябина Моравская (2.5-3.2 мг %), маслины (1.1-6.4 мг %) и облепиха (3.0-18.0 мг %). Токоферолом богаты также миндаль и лещина: соответственно 4.2-7.3 (до 18.8) и 5.7-6.6 (до 11.3) мг %.
Витамин К (противогеморрагический витамин) необходим для нормального ввертывания крови. Накапливается в листьях люцерны, шпината, капусты, в крапиве, плодах тыквы, томатов, семенах конопли, сои. В организме человека образуется с помощью кишечной микрофлоры. Поэтому здоровые люди редко испытывают в нем недостаток. Но при заболеваниях печени и кишечника сразу же обнаруживается необходимость в получении этого витамина. То же наблюдается при длительном применении антибиотиков и сульфаниламидных препаратов, так как они подавляют жизнедеятельность микрофлоры, с помощью которой образуется витамин К. Средняя потребность взрослого человека в витамине К достигает 0.2-0.3 мг.
В плодах и ягодах содержится витамин К (филлохинон) (мг %): яблони – 0.23-0.65, земляники – 0.20-0.44, малины – 0.34-0.50, красной смородины – 0.23-0.62, черной смородины – 0.35-0.52, сливы – 0.25-0.42, рябины – 0.75-1.15, аронии – 0.76-1.05, облепихи – 0.63-1.28, барбариса – 0.24-0.80, груши – 0.0-1.70. Наибольшим содержанием витамина К отличаются черная смородина, рябина, облепих и шиповник.
Витамин С, аскорбиновая кислота. Недостаточное ее содержание в пище приводит к возникновению цинги. Участвует в окислительно-восстановительных процессах живой клетки. Связано это с тем, что аскорбиновая кислота существует в двух формах. При окислении аскорбиновая кислота теряет два атома водорода и превращается в дегидроаскорбиновую кислоту, которая, будучи такой же биологически активной, как восстановленная форма, значительно уступает ей по степени устойчивости. Если окисление неглубоко, дегидроформа может быть вновь восстановлена в аскорбиновую кислоту. Сильные окислители вызывают необратимое превращение аскорбиновой кислоты и полное ее разрушение. в растениях, по-видимому, имеется два независимых пути биосинтеза аскорбиновой кислоты. Один начинается с глюкозы (или галактозы) и далее идет через глюкозо- (или галактозо-) фосфат; другой путь в качестве исходных веществ предполагает глюкуроновую (или галактуроновую) кислоту.
Витамин С обнаружен Во всех растениях, за очень небольшим исключением (грибы, некоторые водоросли). Небольшим его содержанием отличаются листья, меньшим – плоды, стебли, корни. Лишь в плодах некоторых видов шиповника, незрелых плодах грецкого ореха и в ягодах актинидии содержание витамина С в 2-5 раз выше, чем в листьях этих же растений.
Наш организм не может ни синтезировать, ни аккумулировать витамин С, а поэтому должен получать его с пищей. Суточная потребность взрослого человека составляется в среднем 50-70 мг в сутки.
2,3-дикетогулоновая кислота |
|
дегидроаскорбиновая кислота |
|
Главным источником витамина С являются ягоды, плоды и овощи. Поэтому взрослому человеку рекомендуется использовать в сутки не менее 250 г плодов и ягод.
Многочисленные данные свидетельствуют, что содержание витамина С в плодах и ягодах зависит от вида, сорта культуры, района выращивания, времени съема плодов, погодных условий года, удобрений и других факторов.
Витамин А (ретинол) – производное каротина, влияет на рост и развитие организма, формирование костей, нормальную функцию органов зрения. При его недостатке резко снижается защитная функция кожи, слизистых оболочек глаза, верхних дыхательных, желчных и мочевыводящих путей.
При низком его содержании слизистые оболочки становятся сухими, роговидными, возникают своеобразные поражения глаз (ксерофтальмия, кератомаляция). Характерной чертой гиповитаминоза является резкое снижение остроты зрения в сумерках, темноте (гемералопия – «куриная слепота»). Это обусловлено тем, что витамин А входит в состав зрительного пурпура сетчатки глаз.
Витамин А встречается исключительно в тканях животных и продуктах животного происхождения: рыбий жир, жиры печени рыб (окунь, палтус), морских и наземных животных, сливочное масло, желток яйца. Однако образуется он из каротиноидов, широко распространенных в растениях. Каратиноидов известно 80, но только 10 из них обладают витаминными свойствами: β-каротин, его изомеры, ликопин, ксантофилл, криптоксантин, зеаксантин. Каротины в растениях являются переносчиками водорода, ксантофиллы, наоборот, легко отдают свой водород, этим объясняется активное участие каротиноидов в окислительно-восстановительных процессах. Доказано, что солнечный свет благоприятствует накоплению каротиноидов в растениях, а изменение их содержания в течение вегетационного периода объясняется влиянием условий внешней среды. Накопление каротиноидов зависит от физиологического состояния растений: молодые растущие растения содержат больше каратиноидов, чем старые, причем по мере созревания плодов происходит увеличение их количества. Наиболее богаты каротиноидами зрелые плоды шиповника, облепихи, рябины, абрикоса, а также красный перец, морковь, зеленый лук, помидоры, щавель, петрушка, шпинат. Каротин усваивается организмом лишь при наличии жиров в пище.
Суточная потребность в витамине А – 1.5-2.5 мг, в каротине – 3-5 мг. Установлено, что 1 /3 потребности в этом витамине должна покрываться за счет ретинола (0.5-0.8 мг) а 2 /3 – каротина [2].
Азотистые соединения имеют второстепенное значение, так как присутствуют в плодах и ягодах в незначительных концентрациях от 0.2 до 1%. Они представлены белками, аминокислотами, пептидами. Особое место занимают ферменты, из которых наиболее важны гидролитические и окислительно-восстановительные. В свежем плодово-ягодном сырье присутствуют пектолитические ферменты, благодаря действию которых плоды и ягоды размягчаются при созревании. Полифенооксидазы окисляют полифенольные вещества, с этим связано потемнение сырья после его измельчения.
Фенольные соединения растений включают в себя свободные оксибензойные (n-оксибензойная, протокатехиновая, ванилиновая др.) и свободные оксикоричные кислоты (n-кумаровая, кофейная, феруловая и д.), их эфиры и гликозиды, оксикумарины, большую группу флавоноидов (катехины, лейкоантоцианы, флавононы, антоцианы, флавоны и флавонолы) в разных формах и другие соединения. Наиболее распространенными в природе являются флавоноиды. Особенно интенсивно они накапливаются в растительных тканях с повышенным обменом веществ. Они регулируют процесс роста, участвуют в биолгическом окислении. Действие флавоноидов подобно действию на организм витамина Р. Они повышают упругость кровеносных сосудов, предотвращая подкожные кровоизлияния. Поэтому их называют Р-активными веществами. Флавоноиды применяются в медицинской практике как капилляроукрепляющие, противовоспалительные, гипотензивные, гиполидемические средства. Физиологическая потребность человека в них составляет 100-200 мг в день.
К настоящему времени выяснены два основных пути образования фенольных соединений: через шикимовую кислоту (шикиматный) и ацетатно-малонатный. В их биосинтезе используются общебиологические механизмы основного обмена веществ.