Très riche en eau (92 %), la pastèque est un fruit juteux et remarquablement désaltérant. Elle se situe parmi les fruits les moins riches en glucides : elle en renferme en moyenne 6,5 g aux 100 g (seuls, le citron et la groseille, avec 3 à 5 g de glucides aux 100 g, en contiennent moins). 

Cependant, sa saveur est douce et sucrée. Cela est lié pour une part à sa faible teneur enacides organiques (moins de 0,3 g aux 100 g), et à la nature même de ces acides : il s'agit essentiellement d'acide malique (plus de 85 % du total), dont le goût acide est beaucoup moins marqué que celui de l'acide citrique (plus courant dans la plupart des autres fruits). La saveur sucrée de la pastèque découle également de la nature de ses glucides : dans la pastèque, le saccharose constitue 40 % du total glucidique, et le fructose 37 %. Or, le pouvoir sucrant du fructose est élevé (1,3 à 1,7 fois celui du saccharose). Le glucose, de saveur moins sucrée (0,75 fois le pouvoir sucrant du saccharose), et qui dans les fruits est en général aussi abondant que le fructose, ne représente que 23 % du total des glucides de la pastèque. Cette répartition des glucides favorise la perception de la saveur sucrée du fruit. 

Du fait notamment de sa faible teneur en glucides, la pastèque est un fruit peu énergétique: 30 kcalories aux 100 g. Ainsi, elle est moins calorique que la fraise ou la framboise, pourtant considérées comme des fruits particulièrement "légers" de ce point de vue ! 

L'apport vitaminique de la pastèque est très diversifié. Comme la plupart des fruits, elle fournit une quantité appréciable de vitamine C : 11 mg aux 100 g (avec des teneurs pouvant varier entre 6 et 31 mg). La pastèque est aussi une source non négligeable de vitamines du groupe B, ainsi que de provitamine A (dont la teneur moyenne est de l'ordre de 0,30 mg, mais qui peut atteindre dans certains cas 0,70 à 0,80 mg aux 100 g). On relève enfin un peu de vitamine E (0,1 mg aux 100 g). 

La teneur en minéraux est peu élevée dans la pastèque : environ 400 mg au total. Fruit à croissance rapide, la pastèque ne concentre pas fortement les matières minérales. On y trouve néanmoins plus de 100 mg de potassium aux 100 g, 10 mg de magnésium, et de petites quantités de calcium, de phosphore, ainsi que différents oligo-éléments (fer, zinc, cuivre, manganèse, etc.).

Un fruit très désaltérant : cultivée dans les contrées chaudes, la pastèque s'avère particulièrement rafraîchissante et désaltérante : elle renferme 92 % d'eau, et assure ainsi un apport hydrique précieux quand il fait chaud. En dessert, ou même entre les repas, en collation, elle peut être consommée sans crainte des calories superflues : une portion généreuse de 200 g ne fournit pas plus de 60 kcalories (3 % du total énergétique quotidien !). Pour être bien supportée, elle doit de préférence être dégustée fraîche, mais non glacée. 

Des ressources minérales et vitaminiques : la pastèque participe efficacement à la fourniture des apports alimentaires en certaines vitamines : par exemple, une portion de 200 g représente plus de 25 % de l'AJR (ou Apport Journalier Recommandé) pour la vitamine C, et près de 5 % pour les vitamines B1 et B6. L'apport de minéraux et d'oligo-éléments variés contribue à satisfaire les besoins de l'organisme, grâce à leur présence simultanée et sous des formes physiologiquement actives. 

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