نضج الثمار

نضج الثمار

يعدّ نضج الثمار fruit ripening وتحديد طرائق قياسه أمرين بالغي الأهمية بالنسبة إلى تقانات مابعد قطاف المحاصيل البستانية التي تتميز بسرعة عطبها بعد قطافها يدوياً أو آلياً، إذ إن مراحل نضج ثمارها مهم جداً في تحديد مقدرتها التخزينية وجودتها التسويقية.

يحدث النضج البستاني لبعض المحاصيل الزراعية على مراحل مختلفة من التطور، وذلك حسب الغرض من استخدام المحصول، فالكوسا مثلاً يمكن أن ينضج بستانياً حينما تكون أزهاره كاملة التفتح أو حينما تكون الثمرة صغيرة أو عند اكتمال تطورها.

الأسس الفيزيولوجية والبيوكيمياوية لظاهرة تنفس النضج الأعظمي respiratory climacteric

تُحدّد مرحلة النضج النهائي التي تصل إليها الثمار حينما يتوقف تماماً نموها وبعد أن تمر بمجموعة من التغيرات الفيزيولوجية والكيمياوية، فتقل صلابة الثمار ويتغير لونها وطعمها ونكهتها وتصير أكثر جودة للأكل.

ولابد من التمييز فيما يخص نضج الثمار وصلاحيتها للأكل بين ثمار الفاكهة والخضراوات، فكثير من ثمار الفاكهة مثل الموز الناضج الأخضر يُقطف أخضر اللون في مرحلة عدم صلاحيته للأكل، في حين أن النضج المثالي لمعظم الخضراوات يتوافق مع الجودة المثالية لصلاحية أكلها.

يجب عموماً عدم قطف الثمار قبل مرحلة اكتمال نموها الجيد على النبات، وأما مرحلة النضج النهائي فيمكن أن تحدث على النبات أو بعد الجني.

الشكل (1)

تحدث في الثمار في أثناء انتقالها من مرحلة اكتمال النمو إلى مرحة النضج النهائي زيادة في سرعة تنفسها أُطلق عليها اسم تنفس النضج الأعظمي (الشكل 1)، الذي تستمر سرعته بالارتفاع إلى حين حصول النضج النهائي، ومن ثم تنخفض في مرحلة الشيخوخة والهرم senescence، وقد لايحدث مثل هذا التنفس حين نضج بعض أنواع الفاكهة والخضراوات، ويعود ذلك إلى اختلاف البنية التشريحية للثمار وإلى فقدان منشِّط محدَّد لبعض التفاعلات الإنزيمية.

ثبت لدى كثير من الباحثين أن إنتاج غاز الإيثلين ethylene من تفاعلات الاستقلاب الطبيعية في النبات، ولاسيما في الثمار الناضجة يكون قليلاً قبل حدوث ظاهرة تنفس النضج أو قبل حدوث أي زيادة في سرعة التنفس ثم يزداد تركيزه داخل الثمار إلى حدّ مؤثر فيزيولوجياً، وتحصل هذه الزيادة قبل بدء ارتفاع سرعة تنفس الثمرة مما يُثبت أن الإيثلين هو السبب المباشر لحدوث ظاهرة سرعة النضج الأعظمي. أما الثمار التي لا تحدث فيها هذه الظاهرة فإن إنتاج الإيثلين فيها لا يتغير في أثناء النضج ويكون تركيزه زهيداً جداً وغير مؤثر. يمكن تصنيف ثمار الفاكهة والخضراوات في ثمار ذات تنفس نضج أعظمي وأخرى من دونه (الجدول1).  

ثمار لها خواص تنفس النضج الأعظمي Climacteric Fruits ثمار من دون خواص تنفس النضج الأعظمي Non-Climacteric Fruits التفاح Apple       المشمش  Apricot الأفوكادو  Avocado الموز  Banana    العنبية الزرقاي (البلوبيري) Blueberry القشدة (شريمويا) Cherimoya التين  Fig الكيوي Kiwi fruit المانجو Mango بطيخ أصفر Muskmelon الباباظ Papaya الدراق  Peach الكاكي Persimon الخوخ  Plum الكمثرى  Pear البندورة  Tomato البطيخ الأحمر  Watermelon الكرزCherry: الحلو sweet     الحامض sour الخيارCucumber العنب              Grape الليمون            Lemon الأناناس                               Pineapple المندرين ساتزوماSatsuma mandarin الفريز       Strawberry البرتقال                        Sweet orange                                               الجدول (1)

أما بالنسبة إلى بقية الخضراوات فيمكن تصنيفها في عداد الثمار التي لا تحدث فيها ظاهرة تنفس النضج الأعظمي.

التغيرات الكيمياوية والشكلية في أثناء نضج الفاكهة والخضراوات

تمر ثمار الفاكهة والخضراوات بسلسلة من التغيرات الكيمياوية في أثناء نموها ونضجها مؤدية في النهاية إلى حدوث تغيرات في كل من لونها وطعمها وصلابتها ونكهتها، وتحدث هذه التغيرات في الثمار في أثناء نضجها قبل الجني أو بعده، وتزداد سرعة هذه التغيرات مع تزايد نمو الثمرة وتقدمها في مراحل النضج إلى حين وصولها إلى ذروة تنفس النضج الأعظمي، ويمكن تلخيص هذه التغيرات كما يأتي:

1ـ اللون: يعدّ اللون مقياساً أساسياً من قبل المستهلك لمعرفة ما إذا كانت الثمرة ناضجة أم غير ناضجة، وتفقد عادة الثمار اللون الأخضر (اليخضور) في أثناء النضج (باستثناء صنف التفاح غراني سميث granny smithوالأفوكادو avocado)، وتظهر الأصبغة الكاروتينية البرتقالية أو الصفراء اللون ومن ثم تظهر الكاروتينات ذات اللون الأحمر في ثمار البندورة والأصفر في ثمار الموز، إضافة إلى الأنثوسيانيناتanthocyanins ذات الألوان الحمراء والزرقاء.

2ـ الكربوهيدرات :carbohydrates تعدّ الكربوهيدرات من أكثر المواد العضوية كميةً في الثمار، إذ تشكل أكثر من 80% من المادة الجافة في ثمار المشمش و60ـ70% في ثمار التفاحيات (تفاح، كمثرى، سفرجل) و50ـ60% في كل من ثمار الدراق والخوخ والكرز والفاكهة العنبية.

يحصل عادة تحول كامل للنشاء إلى سكريات بسيطة في الثمار التي تخزن النشاء في أثناء فترة نموها (مثل التفاحيات)، كما أن المواد البكتينية غير الذائبة مثل البروتوبكتين protopectin ـ والتي تكسب الثمرة صلابتها ـ تتحول في أثناء النضج إلى مواد بكتينية ذائبة مما يؤدي إلى انخفاض صلابة الثمار وزيادة طراوتها.

3 ـ الأحماض العضوية: تأتي كمية الأحماض العضوية في تركيب المادة الجافة للثمار بعد الكربوهيدرات، وهي التي تسبِّب الطعم الحلو الحامضي، وتؤثر في نكهة الثمار وجودتها.

تنخفض عموماً الأحماض العضوية في أثناء مرحلة النضج بسبب استهلاكها في عملية التنفس لأنها أسهل احتراقاً من السكريات أو لتحولها إلى سكريات.

4ـ المركبات الآزوتية: تحوي الثمار اللحمية نسبياً كميات قليلة من المركبات الآزوتية العضوية لذلك تعدّ قليلة الأهمية كمادة تنفسية للثمار، إنما تملك دوراً مهماً في الحفاظ على الوظيفة الحياتية للخلية ومن ثمّ للثمرة كاملة.

يزداد محتوى الثمار من البروتينات كلما تقدمت الثمرة في النضج مترافقة مع زيادة تنفس النضج الأعظمي، ثم ينخفض في طور الشيخوخة وتدهور الثمرة، وفي الوقت الذي تزداد فيه نسبة البروتينات يوازيها انخفاض نسبة المواد الآزوتية المنحلة (الأحماض الأمينية).

5ـ النكهة: تنتج من المواد الطيارة المنطلقة من الثمار والمسؤولة عن نكهتها ورائحتها المميزة، مثل الأسترات والألدهيدات والكحولات والكيتونات، ولهذه المواد قيمة فيزيولوجية عالية من خلال تأثيرها في تحفيز الشهية وتشجيع إفراز الغدد اللعابية عند الإنسان، ويزداد إنتاج هذه المواد حين دخول الثمرة في مرحلة النضج.