Σύσταση καρπών εσπεριδοειδών

Περιεκτικότητα σε νερό

Η περιεκτικότητα των καρπών σε νερό, στις περισσότερες εμπορικές ποικιλίες, ποικίλλει από 70-92% περίπου, που εξαρτάται βέβαια από τη διαθέσιμη υγρασία και τις συνθήκες βλάστησης των δέντρων. Κατά τους Hodgson και Bartholomew, οι καρποί της πορτοκαλιάς και λεμονιάς δίνουν εντυπωσιακά παραδείγματα, της ιδιότητας των φύλλων ενός φυτού να αντλούν νερό από τους καρπούς, όταν οι ανάγκες του φυλλώματος σε νερό δεν μπορεί να ικανοποιηθούν, μέσω του ριζικού συστήματος. Κατά τον Bartholomew, κατά τους καλοκαιρινούς μήνες και υπό τις μέσες συνθήκες της Νότιας Καλιφόρνιας, τα φύλλα της λεμονιάς αρχίζουν να αντλούν νερό από τους καρπούς της γύρω στις 6-7 το πρωί και συνεχίζουν μέχρι τις 5-6 το απόγευμα.

Οργανικά οξέα

Το κύριο οξύ των εσπεριδοκάρπων είναι το κιτρικό οξύ, το οποίο απαντά κυρίως στο χυμό των καρπών, ενώ το μηλικό, μηλονικό και οξαλικό απαντούν στο φλοιό αυτών. Το είδος, η ποικιλία και η τοποθεσία συνιστούν σημαντικούς παράγοντες που καθορίζουν την ποσότητα του οξέος στους εσπεριδόκαρπους.

Στα λεμόνια η συγκέντρωση του κιτρικού οξέος αυξάνει με την πάροδο της ανάπτυξης και ωρίμανσης των καρπών. Συνήθως ο χυμός των ώριμων λεμονιών περιέχει 5-6% κιτρικό οξύ, μπορεί όμως να φθάσει και μέχρι 9%. Στα πορτοκάλια αν και η συγκέντρωση του κιτρικού οξέος είναι ταχεία στους νεαρούς καρπούς, αργότερα κατά τα τελευταία στάδια της ανάπτυξής τους μειώνεται. Ο χυμός των πορτοκαλιών περιέχει 1-1.3% κιτρικό οξύ, μπορεί όμως η ποσότητα αυτή να ποικίλλει και από 0.5-1.3%. Τα μανταρίνια έχουν την ίδια περίπου οξύτητα με τα πορτοκάλια, τα δε γκρέιπ φρουτ είναι συνήθως πιο όξινα και η οξύτητά τους σε ώριμους καρπούς κυμαίνεται από 1-1.8%. Η οξύτητα των πορτοκαλιών, μανταρινιών και γκρέιπ φρουτ μειώνεται κατά την ωρίμανσή τους. Το δεύτερο σε ποσόητα οξύ, στο χυμό των εσπεριδόκαρπων είναι το μηλικό οξύ. Στα πορτοκάλια η συγκέντρωσή του κυμαίνεται από 1.4-1.8 mg/ml χυμού. Κατά τους Sinclair και Eny, το μηλικό οξύ, στο φλοιό των εσπεριδόκαρπων, βρίσκεται σε μεγαλύτερη συγκέντρωση από το οξαλικό και κιτρικό οξύ, τα οποία καταλαμβάνουν τη δεύτερη και τρίτη θέση αντιστοίχως. Κατά τον Clements οι νεαροί καρποί της ποικιλίας Μέρλιν περιέχουν μεγάλη ποσότητα οξαλικού οξέος, η οποία κατά την ωρίμανση των καρπών μειώνεται, χωρίς όμως να φθάνει σε επίπεδο μικρότερο του μηλικού οξέος. Σε δεύτερη θέση ο ίδιος ερευνητής, κατατάσσει το μηλονικό οξύ. Η συγκέντρωση του μηλονικού οξέος αυξάνεται κατά την ανάπτυξη των καρπών, κατά δε την ωρίμανση αυτών είναι μεγαλύτερη του μηλικού οξέος.

Η περιεκτικότητα των εσπεριδόκαρπων σε ολική οξύτητα επηρεάζεται από τα υποκείμενα, τις ποικιλίες, την ανόργανη θρέψη, τις κλιματολογικές συνθήκες και ορισμένους ψεκασμούς. Οι Hodgson και Eggers παρατήρησαν πως η οξύτητα ήταν χαμηλή σε πορτοκάλια, λεμόνια, γκρέιπ φρουτ και λιμεττίες, όταν προέρχονταν από δέντρα εμβολιασμένα σε υποκείμενο τραχύκαρπου λεμονιάς και ψηλή, όταν προέρχονταν από δέντρα εμβολιασμένα σε υποκείμενο P. trifoliata. Ακόμα ορισμένοι ερευνητές αναφέρουν περιπτώσεις, που οι ψεκασμοί των εσπεριδοφυτειών με θερινό πολτό μείωσαν την οξύτητα των εσπεριδόχυμων, ενώ είναι απολύτως σίγουρο πως και το αρσενικό μειώνει την ποιότητα των χυμών. Κατά τους Esselen και Oberholzer η προσθήκη υπερφωσφορικού λιπάσματος σε έναν πορτοκαλεώνα Βαλέντσιας μείωσε την οξύτητα των καρπών της.

Τα πορτοκάλια ντόλτσα, τα γλυκολέμονα, τα γλυκόκιτρα και οι γλυκολιμεττίες περιέχουν ελάχιστες ποσότητες οξέων. Επομένως σ'αυτό οφείλεται και η γλυκειά γεύση τους.

Άμυλο

Το άμυλο απαντά σε νεαρούς καρπούς. Όταν όμως οι καρποί εκτός των σπερμάτων τους, φτάσουν στο στάδιο της ωριμότητάς τους τότε περιέχουν μόνο ίχνη αμύλου.

Αμινοξέα

Τα ελεύθερα αμινοξέα αποτελούν ένα σημαντικό κλάσμα των διαλυτών στερεών, που περιέχονται στο χυμό των εσπεριδόκαρπων.

Κατά την ανάπτυξη των καρπών η περιεκτικότητα του χυμού ποικίλλει ποσοτικά και ποιοτικά. Κατά τους Clements και Leland οι καρποί της Βαλέντσια, κατά τα πρώτα στάδια της ανάπτυξής τους περιέχουν άφθονη ασπαραγίνη και σε μικρότερη ποσότητα σερίνη και ασπαρτικό οξύ. Η προλίνη αυξάνει, κατά την ωρίμανση των καρπών της Βαλέντσια, περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο αμινοξύ. Κατά τους Clements και Leland απαντά, σε ώριμους καρπούς, σε ποσότητα 2,67% των στερεών του χυμού. Ακόμα βρίσκεται σε αφθονία σε καρπούς πορτοκαλιάς Μέρλιν και λεμονιάς Eureka και Libson, αλλά στο γκρέιπ φρουτ Marsh έρχεται, σε συγκέντρωση, μετά το ασπαρτικό οξύ.

Βιταμίνες

Οι καρποί των εσπεριδοειδών αποτελούν μια σημαντική πηγή ασκορβικού οξέος για τη διατροφή του ανθρώπου. Κατά τον Kefford σε 100ml χυμού εσπεριδόκαρπων περιέχονται 40-70mg ασκορβικού οξέος. Όπως και στην περίπτωση του κιτρικού οξέος, η συγκέντρωση του ασκορβικού οξέος στο χυμό των πορτοκαλιών και γκρέιπ φρουτ μειώνεται κατά την ωρίμανσή τους.

Κατά τους Bartholomew και Sinclair τα λεμόνια κατά την περίοδο της συντήρησής τους παρουσιάζουν αυξημένη περιεκτικότητα ασκορβικού οξέος.

Κατά τους Kefford, Birdsall κ.ά. μόνο το ένα τέταρτο περίπου του ασκορβικού οξέος βρέθηκε στο χυμό των εσπεριδόκαρπων, το υπόλοιπο απαντά στο φλοιό τους και μάλιστα σε μεγάλη ποσότητα στο flavedo. Το ινοσιτόλ κατά τους Birdsall κ.ά. βρίσκεται σε αφθονία στο φλοιό και χυμό των πορτοκαλιών και λεμονιών. Η βιταμίνη Α υπάρχει σε μορφή προβιταμίνης Α και βρίσκεται σε μεγαλύτερη ποσότητα στα μανταρίνια και τα έγχρωμα γκρέιπ φρουτ, μετά ακολουθούν τα πορτοκάλια, τα μη έγχρωμα γκρέιπ φρουτ και τέλος τα λεμόνια.

Σε μικρές ποσότητες απαντούν ακόμα στο φλοιό και το χυμό των εσπεριδόκαρπων η βιοτίνη, η νιασίνη, το παντοθενικό οξύ, η πυριδοξίνη, η ριβοφλαβίνη και η θιαμίνη.

Σάκχαρα

Η περιεκτικότητα των ώριμων εσπεριδόκαρπων σε σακχαρόζη και αναγωγικά σάκχαρα κυμαίνεται από 1-2% στα λεμόνια, 8-10% στα πορτοκάλια και 7-8% στα γκρέιπ φρουτ.

Τα σάκχαρα, αντίθετα με τα οξέα, αυξάνουν όσο προχωρά η ωρίμανση των καρπών.

Καροτινοειδή

Οι καροτίνες και οι ξανθοφύλλες αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος των κίτρινων, πορτοκαλί και κόκκινων χρωστικών που απαντούν στο φλοιό και τη σάρκα των εσπεριδόκαρπων. Κατά τους Curl και Bailey στα ομφαλοφόρα πορτοκάλια έχουν προσδιοριστεί τα ακόλουθα καροτινοειδή:

• Phytoene
• phytofluene
• a-carotene
• b-carotene
• z-carotene
• hydroxy-a-carotene
• cryptoxanthin
• cryptoxanthin 5, 6, 5'
• 6-diepoxide
• hydroxy-a-carotene 5
• 8-epoxide
• cryptocanthin 5, 6, 5'
• 8-diepoxide
• ψ-cryptoflavin
• lutein
• zeaxanthin
• reticulataxanthin
• antheraxanthin
• flavoxanthin
• mulatoxanhins
• violaxanthin
• luteoxanthin
• auroxanthin
• valenciaxanthin
• senensiaxanthin
• tras-neoxanthin
• valenciachrome
• trolliflor
• trollixanthin
• trollichrome.

Από τα καροτινοειδή αυτά σε μεγαλύτερη ποσότητα, στα πορτοκάλια και ταγκερίνια, απαντά η βιολαξανθίνη, Στα ταγκερίνια και τα έγχρωμα γκρέιπ φρουτ απαντά επί πλέον και η λυκοπίνη, η οποία σχηματίζεται μόνο στους καρπούς. Κατά τους Ting και Deszyck, κατά την ωρίμανση των καρπών τους, οι ποικιλίες γκρέιπ φρουτ Thompson pink και Ruby red, βρέθηκε να έχουν μειωμένη ποσότητα λυκοπίνης και αυξημένη ποσότητα β-καροτίνης. Οι χρωστικές αυτές απαντούν σε μεγαλύτερη ποσότητα στην κόκκινη ποικιλία παρά στη ρόδινη.

Κατά τους Monselise και Halevy, η μεταλλαγή Sarax της ποικιλίας Σαμούτι, περιέχει μάλλον λυκοπίνη και άλλα μη προσδιοριζόμενα καροτινοειδή, παρά ανθοκυάνες, που απαντούν στις έγχρωμες ποικιλίες πορτοκαλιάς. Κατά τους Miller, Winston και Schomer κατά την ωρίμανση των πορτοκαλιών παρατηρείται μείωση της χλωροφύλλης και αύξηση των καροτινοειδών. Οι Young και Erickson αναφέρουν πως η μεγαλύτερη μείωση της χλωροφύλλης και η μεγαλύτερη αύξηση των καροτινοειδών, παρατηρείται σε καρπούς πορτοκαλιάς, ποικιλίας Βαλέντσια, όταν τα δέντρα είναι εκτεθειμένα σε χαμηλές θερμοκρασίες εδάφους και αέρος τόσο κατά τη μέρα όσο και κατά τη νύχτα. Η ανύψωση έστω και μιας των θερμοκρασιών αυτών επιδρά στη διατήρηση του πράσινου χρωματισμού των καρπών.

Φλαβόνες

Οι περισσότερες φλαβόνες των εσπεριδοειδών είναι γλυκοζίτες, όπου τα σάκχαρα, συνήθως η ραμνόζη και η γλυκόζη, συνδέονται με μια φλαβονόνη. Η εσπεριδίνη είναι μια συνήθως άγευστη φλαβόνη, που απαντά στα πορτοκάλια, τα λεμόνια και σε μερικά άλλα είδη, ενώ η ναριγκίνη, που απαντά στα γκρέιπ φρουτ, είναι φλαβόνη με δριμεία γεύση. Ακόμα στα εσπεριδοειδή απαντά και η λιμονίνη, που προκαλεί λόγω της δριμείας γεύσης της, την πικράδα στο χυμό των καρπών. Στην ουσία αυτή οφείλεται και η πικράδα του χυμού των πορτοκαλιών Μέρλιν.

Τέλος τα αιθέρια έλαια και οι πηκτίνες αποτελούν σημαντικά υποπροϊόντα της βιομηχανίας χυμών, τα δε άλατα Ca, K και Na του κιτρικού οξέος, που απαντούν σε σημαντικές ποσότητες στο βρώσιμο μέρος του καρπού, θεωρείται ότι συμβάλλουν στην καλή γεύση των εσπεριδοειδών και στις καλές διαιτητικές ιδιότητές τους.

Πολυεμβρυονία

Πολυεμβρυονία είναι η ανάπτυξη δύο ή περισσότερων εμβρύων σε ένα σπέρμα. Στα εσπεριδοειδή, τα υπεράριθμα έμβρυα παράγονται κατά δύο τρόπους:

1. από σωματικά κύτταρα του νουκέλλου και
2. μέσω της παραγωγής δύο ή περισσότερων ζυγωτικών εμβρύων, είτε μέσω διαιρέσεως ενός γονιμοποιημένου ωοκυττάρου, είτε από δύο ή περισσότερους λειτουργικούς εμβρυόσακκους σε μια σπερματική βλάστηση.

Νεανικότητα

Το φαινόμενο της νεανικότητας που παρουσιάζουν τα νουκελλικά σπορόφυτα (μεγαλύτερη ζωηρότητα, πολλα αγκάθια, μεγαλύτεροι και σχετικά χονδρόφλοιοι καρποί, καθυστέρηση φυτών σε είσοδο καρποφορίας) είναι ένα ξανάνιωμα όλων των χαρακτήρων του φυτού. Επίσης χαρακτήρες νεανικότητας παρουσιάζουν και τα φυτά, που παράγονται από μοσχεύματα, καθώς και οι λαίμαργοι, που εκφύονται από τον κορμό των δέντρων, αλλά εξαφανίζονται σε μικρότερο χρονικό διάστημα από ότι στα νουκελλικά σπορόφυτα. Η νεανικότητα αυτή των νουκελλικών σποροφύτων βοαηθάει μεν στην παραγωγή δενδρυλλίων σε μικρότερο χρονικό διάστημα (εμβολιάζονται νωρίτερα, ταχύτερη ανάπτυξη του δισυπόστατου φυτού), αλλά δημιουργεί δυσχέρειες στο διαχωρισμό των ζυγωτικών από τα νουκελλικά σπορόφυτα (χαρακτηριστικά νεανικότητας παρόμοια σε όλα σχεδόν τα είδη).

Πολυπλοειδία εσπεριδοειδών

Γενικά τα εσπεριδοειδή χαρακτηρίζονται ως διπλοειδή , με αριθμό χρωμοτοσωμάτων 2n=18. Τα γένη Citrus, Fortunella, Poncirus, Microcitrus, Eremocitrus, Citropsis, Murraya κ.ά. είναι συνήθως διπλοειδή.

Πιο σπάνια αναφέρονται και τετραπλοειδή υβρίδια από διασταύρωση διπλοειδών γονέων. Αλλά παρατηρούνται συχνά από διασταύρωση μονοεμβρυονικών διπλοειδών γονέων με γύρη τετραπλοειδών.

Οι τετραπλοειδείς ποικιλίες είναι βραδύτερης ανάπτυξης, έχουν πιο συμπαγή κόμη και είναι λιγότερο καρποφόρες από τις διπλοειδείς ποικιλίες του ίδιου είδους. Εξαιρούνται όμως οι τετραπλοειδείς ποικιλίες της λεμονιάς Libson και ορισμένων γρέιπ φρουτ, που δίνουν ψηλές σοδειές. Τα φύλλα των τετραπλοειδών ποικιλιών είναι πλατύτερα, παχύτερα και βαθυπράσινα. Επίσης χαρακτηρίζονται από μεγάλη θνησιμότητα βλαστών και κλάδων.

Τα τετραπλοειδή γκρέιπ φρουτ είναι πιο ζωηρά και υγιή από τα διπλοειδή. Επιπλέον οι αυτόρριζες τετραπλοειδείς ποικιλίες είναι μικρότερες σε μέγεθος δέντρου από τις εμβολιαζόμενες πάνω σε υποκείμενο. Ακόμα στις πιο πολλές τετραπλοειδείς ποικιλίες οι καρποί τους είναι μικρότεροι σε μέγεθος και λιγότερο επιμήκεις από τους καρπούς των διπλοειδών ποικιλιών. Εξαίρεση αποτελεί η τετραπλοειδής ποικιλία Lisbon, που δίνει καρπούς μεγαλύτερου μεγέθους από τους καρπούς της διπλοειδούς. Ο αριθμός των σπόρων των τετραπλοειδών ποικιλιών εξαρτάται από τη συγκεκριμένη μητρική ποικιλία. Ακόμα στις τετραπλοειδείς ποικιλίες, συγκριτικά με τις διπλοειδείς, μικρότερος είναι κι ο αριθμός των εμβρύων των σπόρων, ενώ η περιεκτικότητα του φλοιού των καρπών τους σε αιθέριο έλαιο είναι η ίδια.

Επομένως από τα χαρακτηριστικά των τετραπλοειδών ποικιλιών βλέπουμε, ότι οι ποικιλίες αυτές έχουν μικρή ατομική οικονομική αξία, αλλά παρουσιάζουν ενδιαφέρον, ως υλικό υβριδισμού, σε διασταυρώσεις με διπλοειδείς ποικιλίες για την παραγωγή τριπλοειδών ποικιλιών. Αναφορικά με τη διάκριση των τετραπλοειδών ποικιλιών από τις τριπλοειδείς, οι τετραπλοειδείς αναγνωρίζονται από τη μικρότερη ζωηρότητά τους.

Οι τριπλοειδείς ποικιλίες σπάνια παράγονται από διασταύρωση διπλοειδών ποικιλιών. Κυρίως παράγονται από διασταυρώσεις τετραπλοειδών με διπλοειδείς ποικιλίες και χαρακτηρίζονται σαν ζωηρότερες από τις τετραπλοειδείς. Ακόμα χαρακτηρίζονται από παχιά και στρογγυλά σε σχήμα φύλλα, όπως όλες οι πολυπλοειδείς ποικιλίες. Μάλιστα το σχήμα και το πάχος των φύλλων είναι κάτι το ενδιάμεσο μεταξύ των διπλοειδών και τετραπλοειδών γονέων. Επίσης χαρακτηρίζονται από μεγαλύτερο ποσοστό στειρότητας και μικρό ή πολύ μικρό αριθμό σπόρων. Όσο αφορά στην παραγωγικότητά τους, άλλες μεν είναι παραγωγικές και άλλες μη παραγωγικές.

Μεταλλαγές

Η μεταλλαγή μπορεί να θεωρηθεί σαν αλλαγή της γενετικής σύστασης ενός ατόμου, που εκδηλώνεται ξαφνικά και δεν οφείλεται σε διαχωρισμό και επανασύνδεση των γόνων κατά την εγγενή αναπαραγωγή. Μπορεί να συμβεί τόσο σε παραγωγικά κύτταρα, όσο και σε σωματικά.

Γενικά μεταλλαγή ενός γόνου είναι η τυχαία μετατροπή ενός γόνου σε κάποιον άλλον διαφορετικό γόνο. Οι μεταλλαγές συνήθως είναι ανεπιθύμητες, αλλά υπάρχουν, σπανιότερα βέβαια και επιθυμητές μεταλλαγές, που πολλαπλασιάζονται αμέσως. Μεταξύ των ανεπιθύμητων μεταλλαγών πρέπει να συμπεριληφθούν και οι χίμαιρες, που παρουσιάζονται πολύ συχνά. Κατά το Hodgson είναι ανεπιθύμητες, γιατί είναι ασθενικές, βραχύβιες και οι καρποί τους φέρουν αντιεμπορικά χαρακτηριστικά. Χίμαιρα είναι συνδυασμός ιστών δύο ή περισσότερων γενετικών συστατικών, που αφορούν ένα ολόκληρο φυτικό όργανο ή μέρος αυτού. Διακρίνουμε τρία είδη χίμαιρας:

• τις περικλινείς,
• τις μερικλινείς και
• τις τομευτικές.

Περικλινείς χίμαιρες ονομάζουμε εκείνες των οποίων ο εξωτερικός ιστός είναι διαφορετικής γονιωματικής σύνθεσης από τους εσωτερικούς ιστούς, μερικλινείς εκείνες των οποίων μέρος μόνο του εξωτερικού ιστού είναι διαφορετικής γονιωματικής σύνθεσης και τομευτικές, εκείνες των οποίων ένα τμήμα όλων των ιστών είναι διαφορετικής γονιωματικής σύνθεσης.