Componentes no protoplasmáticos
Están constituidos por el
conjunto de compuestos inertes ( son todos aquellos
elementos que no poseen vida propia) que son producto de la actividad
metabólica dentro de la célula; sin embargo, pueden ser incorporados dentro de
los componentes protoplasmáticos por medio de reacciones metabólicas; estas
inclusiones no protoplasmáticas son:
Vacuolas
Vacuolas. Al
igual que la pared celular y los plastos, las vacuolas son típicas de las
células vegetales, aunque suelen encontrarse vacuolas en las células de los
protozoarios.
Las vacuolas son espacios en el
protoplasto, los cuales son ocupados por agua y compuestos en solución
constituyendo el llamado jugo vacuolar. Las vacuolas quedan separadas del
citoplasma por medio de una membrana llamada tonoplasto de naturaleza
lipoproteica, la cual es semipermeable, pero su permeabilidad es diferente a la
de la membrana plasmática.
El origen de las vacuolas se
atribuye principalmente a vesículas que se separan del retículo endoplasmático
y su formación puede deberse a dos causas:
a) Espacios en el citoplasma. El
volumen de una célula joven en crecimiento se incrementa más rápido que la
cantidad de protoplasma dentro de ella y el resultado es que no hay suficiente
protoplasma para llenar la cavidad celular. El agua absorbida por la célula en
crecimiento hace la diferencia en volumen, aunque el citoplasma puede diluirse
por el agua absorbida, mucha de ella forma pequeñas vacuolas.
b) Productos coloidales. Los
coloides que existen en el citoplasma atraen grandes cantidades de agua,
separándose del citoplasma para constituir las vacuolas. En las células
jóvenes, por lo general existen varias vacuolas pequeñas que tienen la
capacidad de coalecer (fusionarse entre sí), por lo usual una célula madura
presenta una sola vacuola de gran tamaño, la cual desplaza al citoplasma y
núcleo a la periferia contra la pared celular.
El jugo de la vacuola está constituida principalmente por agua y a) gases de la atmósfera, incluyendo nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono; b) sales inorgánicas como nitratos, sulfatos, clorhidratos, fosfatos de potasio, sodio, calcio y magnesio; c) ácidos orgánicos como ácido málico, fórmico, acético y oxálico; d) azúcares; e) proteínas solubles y compuestos simples de nitrógeno y f) otras sustancias como alcaloides, grasas, mucílagos, carbonatos y oxalatos de calcio; taninos y pigmentos como antocianinas.
Las antocianinas son pigmentos que se encuentran en el hialoplasma de las células de raíces, hojas, flores y otras partes de la planta, a las que dan colores rojos, púrpura o azul. Pertenecen al grupo químicos de los glucósidos; se desdoblan en sustancias más simples como glucosa, otros monosacáridos u otros compuestos; pueden estar como reservas o como productos finales del metabolismo. El pH del hialoplasma, determina la coloración de las antocianinas. Cuando el hialoplasma es alcalino el color es azul y cuando es ácido el color es rojo. En el caso de la zanahoria la coloración es dada por los carotenos de los cromoplastos, a la cual deben su nombre de Daucus carota. En algunas flores la coloración se da por la combinación de antocianinas y por los pigmentos de los cromoplastos.
Sustancias ergásticas:
El jugo de la vacuola está constituida principalmente por agua y a) gases de la atmósfera, incluyendo nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono; b) sales inorgánicas como nitratos, sulfatos, clorhidratos, fosfatos de potasio, sodio, calcio y magnesio; c) ácidos orgánicos como ácido málico, fórmico, acético y oxálico; d) azúcares; e) proteínas solubles y compuestos simples de nitrógeno y f) otras sustancias como alcaloides, grasas, mucílagos, carbonatos y oxalatos de calcio; taninos y pigmentos como antocianinas.
Las antocianinas son pigmentos que se encuentran en el hialoplasma de las células de raíces, hojas, flores y otras partes de la planta, a las que dan colores rojos, púrpura o azul. Pertenecen al grupo químicos de los glucósidos; se desdoblan en sustancias más simples como glucosa, otros monosacáridos u otros compuestos; pueden estar como reservas o como productos finales del metabolismo. El pH del hialoplasma, determina la coloración de las antocianinas. Cuando el hialoplasma es alcalino el color es azul y cuando es ácido el color es rojo. En el caso de la zanahoria la coloración es dada por los carotenos de los cromoplastos, a la cual deben su nombre de Daucus carota. En algunas flores la coloración se da por la combinación de antocianinas y por los pigmentos de los cromoplastos.
Sustancias ergásticas:
Son productos del metabolismo (de
reserva o de desecho) y dependiendo de los diferentes estados metabólicos de la
célula pueden aparecer o desaparecer. Se pueden localizar en la pared celular,
dentro de la vacuola constituyendo junto con el agua el jugo vacuolar, o bien
en el citoplasma. Entre las principales sustancias ergásticas, tenemos:
Sustancias ergásticas:
- Grasas
- Proteínas
- Taninos
- Cristales
Grasas. Son compuestos orgánicos elaborados tanto por los esferosomas como por los eleoplastos. Se les encuentra en forma de gotitas líquidas o como gránulos sólidos, en los plastidios y como inclusiones del citoplasma. Aunque las grasas se encuentran en casi todas las células vegetales, se hallan en abundancia como material de reserva en semillas, esporas, embriones y en células meristemáticas. Las semillas y frutos son la principal fuente de aceites comerciales como: cártamo (Carthamustinctorius), higuerilla (Ricinuscommunis), ajonjolí (Sesamunindicum), olivo (Olea europea), etc. También encontramos sustancias grasas en la pared celular cuando existen depósitos de cutina, suberina o ceras. Las grasas se tiñen de rojo con el colorante Sudán III.
Almidón. La celulosa y el almidón son los carbohidratos más abundantes en la planta. El almidón es elaborado en forma de granos por los plastos; los cloroplastos elaboran el almidón de asimilación o sea una forma temporal, ya que será utilizado en corto tiempo; los amiloplastos elaboran y almacenan el almidón de reserva. También el almidón puede formarse en el citoplasma del endospermo de los cereales. El almidón de reserva en las plantas, parece ser el compuesto más importante empleado en la alimentación humana.
Los granos de almidón de reserva se localizan en el parénquima de rizomas, tubérculos, escamas de bulbos, en parénquima de cortezas, maderas y médulas, hojas carnosas, frutos, endospermo y cotiledones de semillas y células parenquimáticas del tejido vascular.
En un plasto pueden generarse uno o más granos de almidón; pueden encontrarse bajo diferentes formas, pero en todos los casos existe una disposición en capas concéntricas alrededor de un punto llamado hilio; esta estructura en capas no se distingue en granos secos, es necesario hidratarlos para observar las capas claras y oscuras alternando; la alternancia en capas es debida a la diferencia en hidratación, siendo las capas oscuras de mayor hidratación. Cuando los granos de almidón se deshidratan se rompen, notándose lineales radiales que parten del hilio. Algunas veces, un número de granos pequeños están unidos y forman un grano compuesto como en arroz, trigo y otros.
Los granos de almidón son insolubles en agua. Se tiñen de azul, en solución acuosa de yodo. La planta es capaz de cambiar almidón en ciertos azúcares solubles en el hialoplasma, los cuales pueden pasar de una parte de la planta a otra. La forma de los granos de almidón almacenados, es diferente para las especies vegetales, lo cual es un elemento para determinar la especie de las plantas.
Proteínas. En las células pueden existir proteínas de reserva en forma cristalizada o bien amorfa. Proteína amorfa es el gluten del endospermo del grano de trigo. En forma cristalizada se hallan en las células externas del parénquima del tubérculo de la papa (Solanumtuberosum). Sin embargo, es más común encontrar las proteínas constituyendo los granos de aleurona que pueden tener estructura simple en forma de corpúsculos esféricos, ovoides o elípticos; o bien, ser corpúsculos ocupados por una masa fundamental proteica y amorfa en cuyo interior hay un cristaloide proteico refringente. Además, dentro de la masa proteica se observan uno o varios corpúsculos esféricos menos refringentes que el cristaloide, denominados globoides, constituidos por fosafatos de calcio y de magnesio y ácido fosfórico. En algunos casos, además de la estructura anterior, presentan en combinación cristales de oxalato de calcio.
Los granos de aleurona son típicos de las semillas, pueden encontrarse en el embrión y en el endospermo. Un ejemplo típico es el endospermo de las semillas de higuerilla (Ricinuscommunis), donde se forman en vacuola pequeñas ricas en proteínas. Por rehidratación se observan en ellas primero los globoides. Además, posee de una a tres esferas brillantes, ya que las proteínas se reúnen para formar cristales hexagonales.
En las gramíneas, los granos de aleurona son pequeños, se encuentran en una o en varias capas externas del endospermo, son numerosos y llegan a ocupar toda la cavidad de la célula. Poseen varios globoides, pero carecen de cristaloides. En las leguminosas, son también pequeños se hallan en las células de los cotiledones junto con los granos de almidón.
En la semilla, los granos de aleurona constituyen una reserva alimenticia, que es empleada durante la germinación para nutrir al embrión. Las proteínas se tiñen de color café con el yodo-yoduro de zinc.
Taninos. Son compuestos heterogéneos derivados del fenol, se presentan en la mayoría de las plantas en forma de masas granulares o como corpúsculos de diferentes tamaños y bajo diferentes coloraciones (roja, café o amarilla). Se les puede encontrar dentro de la vacuola, en el citoplasma o impregnando la pared celular, es común encontrarlos en xilema, floema, peridermis, frutos y en la cubierta externa de semillas y en algunas malfornaciones semejantes a las agallas. Si a los taninos se les encuentra en células especiales aisladas, éstas son denominadas idioblastos de taninos.
Se considera que los taninos desempeñan función de protección contra la desecación, ataque de animales y putrefacción, además se cree actúan como antioxidantes. Se tiñen de color púrpura con la vainillina.
Cristales. Las sales de calcio son en esencia oxalatos bajo dos formas: prismática y acicular. Los prismas de oxalato de calcio pueden encontrarse separados o unidos constituyendo estructuras más o meno esféricas en las que sobresalen en todas direcciones las puntas de los prismas, semejando estrellas, a estas estructuras se le llama drusas. Los oxalatos aciculares se denominan rafidios se les encuentra reunidos formando haces o paquetes, en ocasiones la célula muere y queda ocupada por mucílagos que contienen a los rafidios. Los rafidios son típicos de las orquídeas, comelináceas y aráceas, ejemplo de éstas últimas es el alcatraz (Zantedeschiaaethiopica).
Los cristales de oxalato de calcio, son comunes en las plantas y pueden ser una caraterística para determinar grupos vegetales. Las familias ciperáceas y crucíferas carecen de ellos. Las células de las solanáceas poseen numerosos cristales en forma de pequeñisimos granos de arena.
Otra sal menos común es el carbonato de calcio, la cual en general está asociada con células epidérmicas, constituyendo a los cistolitos, los cuales generalmente están en células de gran tamaño, de cuya pared celular crece hacia el interior de la célula un péndulo de celulosa, sobre el que se deposita el carbonato de calcio, ejemplo de cistolitos son hule de ornato (Ficus elastica) y en especies de la familia acanthaceae como hierba del toro (Carlowrightiaarizonica).
Vacuola
Una vacuola es un orgánulo celular
presente en todas las células de plantas. También aparece en algunas
células procariotas y eucariotas.
Las vacuolas son compartimentos cerrados o limitados por la membrana
plasmática ya que contienen diferentes
fluidos, como agua o enzimas, aunque en algunos casos puede contener sólidos como por
ejemplo azúcares, sales, proteínas y otros nutrientes. La mayoría de las
vacuolas se forman por la fusión de múltiples vesículas membranosas. El
orgánulo no posee una forma definida, su estructura varía según las necesidades
de la célula en particular.
La célula vegetal inmadura contiene una gran cantidad de
vacuolas pequeñas que aumentan de tamaño y se van fusionando en una sola y
grande, a medida en que la célula va creciendo. En la célula madura, el
90 % de su volumen puede estar ocupado por una vacuola, con el citoplasma reducido
a una capa muy estrecha apretada contra la pared celular.
Sustancias Ergásticas
También se denominan sustancias inertes o no
protoplasmáticas debido a que son poco activas en el metabolismo; sin embargo
en algunos momentos, pueden pasar a ser metabolitos celulares.
Las sustancias ergásticas son productos del metabolismo que
pueden aparecer y desaparecer en diferentes estadios de la vida de una célula,
ya que son sustancias de reserva o de desecho. En general estas sustancias son
de estructura más simple a la de los cuerpos protoplasmáticos; además del
protoplasma se encuentran en vacuolas y pared celular.
Las sustancias ergásticas son muy diversas, hay algunas
comunes en casi todas las células y otras sólo se presentan en algunos casos
En general las sustancias ergásticas más comunes son
a. Carbohidratos: Principalmente almidones y celulosa, ambos son polisacáridos
formados por moléculas de glucosa deshidratada
El almidón es el principal compuesto de almacenamiento en la
célula vegetal, específicamente se almacena en los amiloplastos, no se
encuentra disuelto. Para reconocer la presencia de almidón se utiliza el lugol
(KI -I2) el cual toma una coloración desde violeta hasta azul oscuro,
dependiendo de la concentración del almidón. La celulosa es el principal
componente de la pared celular.
b. Grasas
y Sustancias Afines: Tales como gotas de aceites (ergoticas), ceras, fosfolípidos,
esteroles, suberina, cutina etc. Se encuentran como gotas líquidas dispersas en
el citoplasma, almacenadas en los elaioplastos o sirviendo como capas que
tapizan o recubren la pared celular, tal es el caso de la cutina que recubre la
epidermis.
Las grasas y aceites son materiales de reserva en semillas,
esporas, células meristemáticas y aun en algunas células diferenciadas.
c. Proteínas: Las proteínas son los compuestos
protoplasmáticos más importantes; sin embargo se pueden encontrar como
sustancias ergásticas, transitorias e inactivas, amorfas o cristaloides; por
ejemplo, el gluten en el endospermo de trigo y granos de aleurona comunes en
los frutos de las gramíneas. Granos de aleurona del albumen de Ricinus communis
Sachs (Higuerillo)
d. Cristales: Son sustancias generalmente de desecho que se depositan
usualmente en las vacuolas de los tejidos vegetales.
Sin embargo algunos investigadores afirman que se forman en
el citoplasma. Los cristales pueden presentarse indiscriminadamente en las
células de un tejido o en algunas de ellas con características peculiares, que
reciben el nombre de Idioblastos.
Los cristales más comunes están constituidos por sales de
calcio (oxalato de calcio y carbonato de calcio); pero también los hay de otras
sustancias como el sílice presente en la pared celular de plantas gramíneas y
en el Equisetum sp. (Cola de caballo).
Los cristales se encuentran en diversas formas geométricas
(piramidales, romboidales, prismáticos, etc.) y pueden estar libres o en
asociaciones.
Diversos tipos de rafidios.
e. Taninos: Son sustancias heterogéneas derivadas del fenol que resultan
como productos del metabolismo celular, se presentan en forma de gránulos de
diferentes colores, solubles en agua y actúan como defensas de la planta contra
la putrefacción, la desecación y los insectos. Cuando penetra una larva a la
planta, es rodeada por anillos de tanino que forman una estructura resistente
parecida a un callo que recibe el nombre de agalla, por ejemplo las agallas de
Turquía (en Quercus infectaría); los taninos se usan:
- como astringentes (precipitan proteínas)
- como antídotos de alcaloides (los precipitan)
- para curtir pieles
- como mordientes en tintorería
- en el antídoto universal
- como cicatrizantes
f. Contenido
de la vacuola: Las vacuolas son cavidades que se forman en el citoplasma
circundadas por el tonoplasto o membrana vacuolar; las vacuolas almacenan un
líquido denominado jugo celular, cuya composición química varía de una célula a
otra y aun en las vacuolas de la misma célula; como ya se informó
anteriormente, en la vacuola se encuentran productos del metabolismo
almacenados como reservas alimenticias o como sustancias que posteriormente
serán excretadas; siendo las más comunes agua, sales, ácidos orgánicos, gases y
pigmentos.
La forma y el tamaño de las vacuolas es muy variable
dependiendo del estado de maduración de las células y de la actividad
metabólica; las células meristemáticas generalmente poseen muchas vacuolas y
muy pequeñas; en cambio las células diferenciadas, por lo general, tienen
solamente una vacuola que ocupa la parte central del protoplasto y el mayor
volumen de la célula.
Además de las anteriores sustancias ergásticas más
frecuentes, en la célula vegetal se encuentran otros productos naturales muy
comunes en determidadas especies de plantas, tales como:
* Alcaloides. Compuestos orgánicos que tienen átomos de
nitrógeno incorporados en su molécula, actúan como drogas o venenos y se
sintetizan a partir de aminoácidos. Ejemplos: Escopolamina (sedante del sistema
nervioso), quina (utilizada en tratamiento de paludismo, en la elaboración de
vinos, aperitivos y en el tratamiento de gripes), nicotina (principal alcaloide
de la hoja del tabaco y es bastante venenosa), atropina (se extrae de la raíz
de belladona y se usa para combatir el sudor, es sedante, analgésico y
antiespasmódico, cocaína (se extrae de las hojas de la coca, se utiliza como
estimulante del sistema nervioso y es empleada como anestésico local ya que
tiene acción paralizante sobre los nervios periféricos), el opio (se extrae de
la amapola y tiene un derivado llamado morfina que se utiliza como analgésico),
la cafeína (se encuentra en varias plantas como el café, el té y el cacao, en
grandes cantidades produce insomnio, es diurética y sirve como tónico
cardiaco), curarina (se extrae de la corteza del curare, los indios la
utilizaban para envenenar las flechas, el cloruro de curarina se emplea como
relajante muscular y además es venenoso), alcaloide del cornezuelo del centeno
(el cornezuelo es un hongo parásito del centeno y de otras gramíneas, el
alcaloide que produce, causa contracciones del útero y evita hemorragias
uterinas.
A los alcaloides se les ha atribuido una o varias de las
siguientes funciones en la planta:
Son defensa contra animales de sangre caliente (no
insectos), atraen insectos para la polinización, es una de las formas que
tienen las plantas para almacenar el nitrógeno, o que son productos de desechos
nitrogenados almacenados.
* Glucósidos o heterósidos. Un glucósido es un éster de molécula
heterogénea, formada por una genina (variable según el tipo de glucósido) y un
azúcar mono o polisacárido
según la genina los glucósidos se clasifican en:
· Glucósidos cardiotónicos, la genina es un esteroide y
afecta el corazón; ejemplo en
el digital.
el digital.
· Glucósidos cianogenéticos, la genina es el HCN por lo cual
son tóxicos; ejemplo en
las almendras y en la yuca.
las almendras y en la yuca.
· Glucósidos antraquinónicos, la genina es la antraquinona y
sirve como purgante;
ejemplo en la penca sávila.
ejemplo en la penca sávila.
· Glucósidos fenolgenéticos, la genina es el fenol y sirve
como droga; ejemplo la
saligenina extraída del sauce; de ella se obtiene la aspirina (ácido acetil salicílico).
saligenina extraída del sauce; de ella se obtiene la aspirina (ácido acetil salicílico).
· Glucósidos Saponínicos, la genina es una saponina;
producen espuma por lo cual se
usan como jabón, disminuyen la tensión superficial del agua y son tóxicos para los peces: ejemplo en el barbasco, el ñame y la chumbimba.
usan como jabón, disminuyen la tensión superficial del agua y son tóxicos para los peces: ejemplo en el barbasco, el ñame y la chumbimba.
· Glucósidos flavonoides, la genina es una flavona, son
anticonceptivos y regulan la
permeabilidad capilar (morados en la piel); ejemplo: La rutina presente en la ruda y en las hojas y cáscaras de la naranja.
permeabilidad capilar (morados en la piel); ejemplo: La rutina presente en la ruda y en las hojas y cáscaras de la naranja.
· Glucoalcaloides, alcaloides unidos a glucósidos y son
bastante tóxicos; ejemplo la
solanina presente en las ramas de la papa y algunas veces en la cáscara del tubérculo.
solanina presente en las ramas de la papa y algunas veces en la cáscara del tubérculo.
A los glucósidos en general se les atribuyen las siguientes
funciones en la planta: son reservas alimenticias, hacen parte de la estructura
química en algunos órganos o sirven como defensa.
- Aceites esenciales. Son sustancias volátiles resultantes
de la mezcla de terpenos, sexquiterpenos y productos oxigenados; generalmente
los aceites esenciales que las plantas producen en las flores, atraen los
insectos para la polinización, y los producidos en las hojas sirven como
repelentes. Industrialmente se usan para obtener perfumes y en bebidas
alcohólicas; ejemplo la esencia de azahar de la flor del naranjo.
- Pectinas. Son polímeros del ácido galacturónico
esterificado con grupos metilo, muy abundantes en frutos pintones, se
encuentran en la unión de dos células vegetales haciendo parte de la laminilla
media en forma de pectato de calcio y magnesio, son muy abundantes en la
cáscara (exocarpio) de la manzana y se utilizan en la fabricación de
cosméticos, cremas, mermeladas y en dietas alimenticias.
- Resinas. Son secreciones naturales o patológicas (al hacer
una herida) de tallos, ramas o frutos y están constituidas por una mezcla de
diversas sustancias como: Carbohidratos, ésteres, alcaloides, caucho, ácidos,
látex etc. Las resinas son comunes en las plantas coníferas como los pinos; se
utilizan como antisépticos y en la elaboración de pinturas y jabones; ejemplo
la trementina de pino que al ser destilada deja un residuo llamado colofonia.
- Gomas. Son secreciones de algunos árboles especialmente
frutales de drupa y los cítricos, ya sea como consecuencia de una herida o por
la infección de hongos o bacterias. Las gomas son polisacáridos de los ácidos
urónicos y se utilizan como emulsificantes y pegantes; ejemplo la goma arábiga
producida por plantas del género Acacia. Para la planta las gomas sirven
fundamentalmente como sustancias de reserva y de defensa.
Almidón
Concepto: Polisacárido de reserva alimenticia predominante en
las plantas.
Almidón. Es un polisacárido de reserva alimenticia predominante en las plantas, constituido por amilosa y amilopectina. Proporciona el 70-80% de las calorías consumidas por los humanos de todo el mundo. Tanto el almidón como los productos de la hidrólisis del almidón constituyen la mayor parte de los carbohidratos digestibles de la dieta habitual. Del mismo modo, la cantidad de almidón utilizado en la preparación de productos alimenticios, sin contar el que se encuentra presente en las harinas usadas para hacer pan y otros productos de panadería.
Almidón. Es un polisacárido de reserva alimenticia predominante en las plantas, constituido por amilosa y amilopectina. Proporciona el 70-80% de las calorías consumidas por los humanos de todo el mundo. Tanto el almidón como los productos de la hidrólisis del almidón constituyen la mayor parte de los carbohidratos digestibles de la dieta habitual. Del mismo modo, la cantidad de almidón utilizado en la preparación de productos alimenticios, sin contar el que se encuentra presente en las harinas usadas para hacer pan y otros productos de panadería.
Ubicación
El almidón se encuentra en los cereales (arroz, trigo, etc) y en
los tubérculos (papas, boniato, etc) y es una de las sustancias que aporta
mayor cantidad de calorías a la alimentación del hombre. Se puede reconocer
fácilmente porque con la disolucón de yodo da una coloración azul oscuro (casi
negra).
Métodos de obtención
Los almidones comerciales se obtienen de las semillas de
cereales, particularmente de maíz Zea mays, trigo Triticum spp, varios tipos de
arroz Oryza sativa, y de algunas raíces y tubérculos, particularmente de patata
Solanum tuberosum, batata Ipomoea batatas y mandioca Manihot esculenta. Tanto
los almidones como los almidones modificados tienen un número enorme de
posibles aplicaciones en los alimentos, que incluyen las siguientes: adhesivo,
ligante, enturbiante, formador de películas, estabilizante de espumas, agente
anti-envejecimiento de pan, gelificante, glaseante, humectante, estabilizante,
texturizante y espesante.
Componentes
El almidón está compuesto fundamentalmente por glucosa. Aunque
puede contener una serie de constituyentes en cantidades mínimas, estos
aparecen a niveles tan bajos, que es discutible si son oligoconstituyentes del
almidón o contaminantes no eliminados completamente en el proceso de extracción.
Los almidones de los cereales contienen pequeñas cantidades de
grasas. Los lípidos asociados al almidón son, generalmente, lípidos polares,
que necesitan disolventes polares tales como metanol-agua, para su extracción.
Generalmente el nivel de lípidos en el almidón cereal, está entre 0.5 y 1%. Los
almidones no cereales, no contienen esencialmente lípidos.
Químicamente es una mezcla de dos polisacáridos muy similares,
la amilosa y la amilopectina; contienen regiones cristalinas y no cristalinas
en capas alternadas. Puesto que la cristalinidad es producida por el
ordenamiento de las cadenas de amilopectina, los gránulos de almidón céreo,
tienen parecido grado de cristalinidad que los almidones normales. La
disposición radial y ordenada de las moléculas de almidón en un gránulo resulta
evidente al observar la cruz de polarización (cruz blanca sobre un fondo negro)
en un microscopio de polarización cuando se colocan los polarizadores a 90°
entre sí. El centro de la cruz corresponde con el hilum, el centro de crecimiento
de gránulo.
Amilosa:
es el producto de la condensación de D-glucopiranosas por medio
de enlaces glucosídicos a(1,4), que establece largas cadenas lineales con
200-2500 unidades y pesos moleculares hasta de un millón; es decir, la amilosa
es una a-D-(1,4)-glucana cuya unidad repetitiva es la a-maltosa. Tiene la
facilidad de adquirir una conformación tridimensional helicoidal, en la que
cada vuelta de hélice consta de seis moléculas de glucosa. El interior de la
hélice contiene sólo átomos de hidrógeno, y es por tanto lipofílico, mientras
que los grupos hidroxilo están situados en el exterior de la hélice. La mayoría
de los almidones contienen alrededor del 25% de amilosa. Los dos almidones de
maíz comúnmente conocidos como ricos en amilosa que existen comercialmente
poseen contenidos aparentes de masa alrededor del 52% y del 70-75%.
Amilopectina:
se diferencia de la amilosa en que contiene ramificaciones que
le dan una forma molecular a la de un árbol; las ramas están unidas al tronco
central (semejante a la amilosa) por enlaces a-D-(1,6), localizadas cada 15-25
unidades lineales de glucosa. Su peso molecular es muy alto ya que algunas
fracciones llegan a alcanzar hasta 200 millones de daltones. La amilopectina
constituye alrededor del 75% de los almidones más comunes. Algunos almidones
están constituidos exclusivamente por amilopectina y son conocidos como céreos.
La amilopectina de patata es la única que posee en su molécula grupos éster
fosfato, unidos mas frecuentemente en una posición O-6, mientras que el tercio
restante lo hace en posición O-3.
Grano de almidón
La mayor parte de los granos de almidón de las células del endospermo prismático y central del trigo tiene dos tamaños: grande, 15-30 mm de diámetro, y pequeño, 1-10 mm, mientras que los de las células del endospermo sub-aleurona, son principalmente de tamaño intermedio 6-15 mm de diámetro. En las células del endospermo sub-aleurona hay relativamente más proteína y los granos de almidón están menos apretados que en el resto del endospermo.
Grano de almidón
La mayor parte de los granos de almidón de las células del endospermo prismático y central del trigo tiene dos tamaños: grande, 15-30 mm de diámetro, y pequeño, 1-10 mm, mientras que los de las células del endospermo sub-aleurona, son principalmente de tamaño intermedio 6-15 mm de diámetro. En las células del endospermo sub-aleurona hay relativamente más proteína y los granos de almidón están menos apretados que en el resto del endospermo.
El tamaño y la forma de los granos de almidón de las células del
endospermo, varía de un cereal a otro; en el trigo, centeno, cebada, maíz,
sorgo y mijo, los granos son sencillos, mientras que los de arroz son
compuestos. La avena tiene granos sencillos y compuestos predominando estos
últimos.
Gelatinización
Los gránulos de almidón son insolubles en agua fria, pero pueden
embeber agua de manera reversible; es decir, pueden hincharse ligeramente con
el agua y volver luego al tamaño original al secarse. Sin embargo cuando se
calientan en agua, los gránulos de almidón sufren el proceso denominado
gelatinización, que es la disrupción de la ordenación de las moléculas en los
gránulos. Durante la gelatinización se produce la lixiviación de la amilosa, la
gelatinización total se produce normalmente dentro de un intervalo mas o menos
amplio de temperatura, siendo los gránulos más grandes los que primero
gelatinizan.
Los diversos estados de gelatinización pueden ser determinados
utilizando un microscopio de polarización. Estos estados son: la temperatura de
iniciación (primera observación de la pérdida de birrefrigerancia), la
temperatura media, la temperatura final de la pérdida de birrefrigerancia
(TFPB, es la temperatura a la cual el último gránulo en el campo de observación
pierde su birrefrigerancia), y el intervalo de temperatura de gelatinización.
Al final de este fenómeno se genera una pasta en la que existen cadenas de
amilosa de bajo peso molecular altamente hidratadas que rodean a los agregados,
tambien hidratados, de los restos de los gránulos.
Retrogradacción
Se define como la insolubilización y la precipitación
espontánea, principalmente de las moléculas de amilosa, debido a que sus
cadenas lineales se orientan paralelamente y accionan entre sí por puentes de
hidrógeno a través de sus múltiples hidroxilos; se puede efectuar por diversas
rutas que dependen de la concentración y de la temperatura del sistema. Si se calienta
una solución concentrada de amilosa y se enfría rápidamente hasta alcanzar la
temperatura ambiente se forma un gel rígido y reversible, pero si las
soluciones son diluidas, se vuelven opacas y precipitan cuando se dejan reposar
y enfriar lentamente.
La retrogradación esta directamente relacionada con el
envejecimiento del pan, las fracciones de amilosa o las secciones lineales de
amilopectina que retrogradan , forman zonas con una organización cristalina muy
rígida, que requiere de una alta energía para que se rompan y el almidón
gelatinice.
Gelificación
Tipo de almidón: % Amilosa
Forma del gránulo: 5-25 micras
Temperatura de gelatinización: 62-72 °C
Características del gel:Maíz 27 Angular poligonal, esférico 5-25 62-72 Tiene una viscosidad media, es opaco y tiene una tendencia muy alta a gelificar Trigo 24 Esférico o Lenticular 11-41 58-64
Viscosidad: baja, es opaco y tiene una alta tendencia a gelificar.
Forma del gránulo: 5-25 micras
Temperatura de gelatinización: 62-72 °C
Características del gel:Maíz 27 Angular poligonal, esférico 5-25 62-72 Tiene una viscosidad media, es opaco y tiene una tendencia muy alta a gelificar Trigo 24 Esférico o Lenticular 11-41 58-64
Viscosidad: baja, es opaco y tiene una alta tendencia a gelificar.
PROTEINAS
MYNOR
CRISTALES,
INULINA DE PEDRO
Pared Celular
Su principal componente estructural es la celulosa, entre un
20-40%. La celulosa es el compuesto orgánico más abundante en la tierra,
está formado por monómeros de glucosa unidos de manera lineal. Miles de
moléculas de glucosa dispuesta de manera lineal se disponen paralelas entre sí
y se unen por puentes hidrógeno formando microfibrillas, de 10 a 25 nm de espesor. Este tipo de unión (1-4 ß)
entre las unidades de glucosa es lo que hace que la celulosa sea muy difícil de
hidrolizar.
Solamente algunas bacterias, hongos y protozoos pueden degradarla,
ya que tienen el sistema de enzimas necesario. Los hervíboros, rumiantes
(vaca), e insectos como termitas cucarachas y el pez de plata ¿? (Lepisma
sachharina)la utilizan como fuente de energía solamente porque tienen en su
tracto digestivo los microorganismos que sí pueden degradarla. Para nosotros
(los seres humanos) los vegetales que comemos solo "pasan" por
nuestro tracto digestivo como "fibra", sin modificaciones.
Las microfibrillas se combinan mediante las hemicelulosas, compuesto
producido por los dictiosomas, estas se unen químicamente a la celulosa
formando una estructura llamada macrofibrillas de hasta medio millón de
moléculas de celulosa en corte transversal. Esta estructura es tan sólida como
la del concreto reforzado. La hemicelulosa y la pectina contribuyen a unir las
microfibrillas de celulosa, al ser altamente hidrófilas contribuyen a mantener
la hidratación de las paredes jóvenes. Entre las sustancias que se incrustan en
la pared se encuentra la lignina,
molécula compleja que le otorga rigidez. Otras sustancias incrustantes como la
cutina y suberina tornan impermeables las paredes celulares, especialmente
aquellas expuestas al aire.
En la pared celular se puede reconocer como pared
primaria y pared
secundaria, difieren en la ordenación de las fibrillas de celulosa y en la
proporción de sus constituyentes. Durante la división celular las dos células
hijas quedan unidas por la laminilla media, a partir de la cual se forma
inicialmente la pared primaria, cuyas microfibrillas se depositan de
manera desordenada.
La pared
primaria se encuentra en
células jóvenes y áreas en activo crecimiento, por ser relativamente fina y
flexible, en parte por presencia de sustancias pépticas y por la disposición
desordenada de las microfibrillas de celulosa. Las células que poseen este tipo
de pared tienen la capacidad de volver a dividirse por mitosis:
desdiferenciación. Ciertas zonas de la pared son más delgadas formando campos primarios
de puntuaciones donde plasmodesmos comunican dos células contiguas.
La pared
secundaria aparece sobre las
paredes primarias, hacia el interior de la célula, se forma cuando la célula ha
detenido su crecimiento y elongación. Se la encuentra en células asociadas al
sostén y conducción, el protoplasma de estas células generalmente muere a la
madurez.
La laminilla
media está formada por
sustancias pépticas y es difícil de observar con microscopio óptico, es la capa
que mantiene unidas las células. Algunos tejidos, como el parénquima de algunos
frutos(manzana) son particularmente ricos en sustancias pécticas, por lo que
son usadas como espesantes para preparar jaleas y mermeladas.
Comunicaciones Intercelulares: otra característica de
las células vegetales es la presencia de puentes citoplasmáticos denominados plasmodesmos, usualmente de 40
nm de diámetro. Éstos permiten la circulación del agua y solutos entre las
células.
·
Campo primario de puntuación: al
aumentar de tamaño una célula, la pared aumenta de espesor, salvo en algunas
zonas donde permanece delgada, contituyendo estos zonas donde son abundantes
los plasmodesmos.
·
Puntuaciones: son zonas donde no hay depósito de
pared secundaria, quedando las paredes primarias más delgadas. Dependiendo del
espesor de las paredes pueden formarse verdaderos canales que se corresponden
entre células adyacentes. Las puntuaciones pueden ser simples o areoladas cuando
tienen un reborde (ver tejidos).
Tejidos Vegetales
Tejido: es el grupo de células similares organizadas en una unidad
estructural y funcional. Los tejidos simples están formados por un solo tipo de
células, mientras que si está compuesto por más de un tipo de célula se
denomina complejo.
tejido
simple: parénquima lagunoso
|
leño:
tejido complejo formado por células parenquimáticas, fibras, y miembros de
vasos
|
El crecimiento de un vegetal involucra tanto división como
agrandamiento celular.
Las células originadas por estos meristemas sufrirán un proceso de diferenciación hasta transformarse en diferentes tipos celulares, siendo este un proceso por el cual una célula experimenta una serie de cambios progresivos hasta convertirse en una célula especializada.
Las células originadas por estos meristemas sufrirán un proceso de diferenciación hasta transformarse en diferentes tipos celulares, siendo este un proceso por el cual una célula experimenta una serie de cambios progresivos hasta convertirse en una célula especializada.
Después del crecimiento del embrión en la semilla, la formación de
nuevas células queda casi enteramente restringida a los meristemas: tejidos permanentemente jóvenes,
cuyas células se dividen por mitosis. El cuerpo de los vegetales está
constituido por dos tipos de tejidos: meristemas o tejidos embrionales (derivados del
embrión) y tejidos adultos.
Sistema
de tejidos
Al considerar los niveles de organización de un vegetal podemos
identificar:
Vegetal-->
Órganos --> Sistemas de tejidos --> tejidos --> células...
Los sistemas de tejidos son grupos de tejidos que presentan
continuidad en todo el vegetal, son tres:
·
Sistema
fundamental: formado
por parénquima, tejido de relleno, colénquima y esclerénquima como
tejidos de sostén
·
Sistema epidérmico:
consituido por la epidermis, cubierta protectora y más tarde, por la peridermis
en el cuerpo secundario
Los tejidos y sus
células
A continuación presentamos un resumen de los principales tejido
vegetales.
| Tejido |
Función |
Características
|
Tipo celular
|
| Meristema |
crecimiento por división
celular |
paredes
1º, núcleo grande
|
Células
meristemáticas
|
| Parénquima |
procesos del metabolismo:
fotosíntesis, respiración, almacen y conducción a corta distancia, etc. |
paredes
primara o 1 y secundaria. Células vivas a la madurez
|
Células
parenquimáticas
|
| Colénquima |
sostén en órganos en
crecimiento |
Pared 1º,
desigualmente engrosada
|
Colénquima
angular, tangencial y angular
|
| Esclerénquima |
sostén |
Pared 1º
y 2º, generalmente lignificada
|
Fibras y
traqueidas
|
| Epidermis |
protección de partes
verdes |
pared 1º,
la externa con cutina.
|
células
epidérmicas propiamente dichas, cél. especializadas: tricomas, estomas, etc.
|
| Peridermis |
protección del cuerpo
secundario |
diversos
tipos celulares
|
Formado
por súber, felógeno y felodermis
|
| Xilema |
transporte de agua y
sales |
tejido
complejo
|
traqueidas,
miembros de vasos, fibras y cél. parenquimáticas
|
| Floema |
transporte de productos
fotosintéticos |
tejido
complejo
|
Células
cribosas, miembros de tubo criboso, fibras, y cél. parenquimáticas
|
