Чем обусловлена слоистость крахмальных зерен

Чем обусловлена слоистость крахмальных зерен

В большинстве случаев крахмальные зерна имеют слоистое строение, так как каждый слой откладывается в различное время, в разной степени уплотнен и имеет неодинаковый коэффициент преломления. В каждом амилопласте возникает образовательный центр крахмала, вокруг которого и нарастают слои. Крахмал откладывается стромой амилопласта.

Строение и форма крахмальных зерен характерна для каждого вида растения. У одних растений они округлы, как у пшеницы и ячменя, у других — многоугольны, как у кукурузы, у третьих — продолговаты,, с продольной ветвистой щелью, как у бобовых, и, наконец, у некоторых они имеют форму бедренной кости, как у молочайных. Слоистость крахмальных зерен может быть концентрической (если слои откладываются равномерно, как у пшеницы) или эксцентрической (если слои откладываются неравномерно, как у картофеля). Если в крахмалоносном зерне один образовательный центр, то формируется простое крахмальное зерно. У некоторых растений в одном зерне два или много образовательных центров. В последнем случае формируется сложное крахмальное зерно (овес, гречиха, рис, шпинат и др.). Сложные крахмальные зерна состоят из множества простых крахмальных зернышек, число которых у различных растений варьирует. Например, у картофеля наряду с простыми крахмальными зернами формируются сложные зерна, состоящие всего из 2—3 зернышек. Одно сложное крахмальное зерно овса состоит из 90—100, а у шпината из 30 000 зернышек. Строение крахмальных зерен каждого вида растения имеет большое практическое значение для кондитерской и мукомольной промышленности, особенно при анализе муки. Встречаются и полусложные крахмальные зерна с несколькими образовательными центрами, но окруженные общим периферическим слоем.

Размеры крахмальных зерен также неодинаковы у разных видов растений и определяются микронами.

Источник

Крахмальные зерна – структурная единица запасного крахмала. Образование крахмальных зерен происходит только в пластидах. По происхождению различают крахмал ассимиляционный (первичный), запасной (вторичный) и транзиторный (передаточный). Ассимиляционный крахмал синтезируется в зеленых частях растения как первоначальный продукт фотосинтеза в виде зерен шаровидной или палочковидной формы. Транзиторный крахмал образуется в результате ферментативных реакций при передаче его из клетки в клетку. В пластидах в присутствии фермента амилосинтетазы образуется вторичный, или запасной крахмал в виде крахмальных зерен. В начале в амилопласте появляется в определенных точках стромы образовательный центр. Вокруг центра образования нарастают слои крахмала. Слоистость крахмальных зерен хорошо видна за счет различного количества воды. При равномерном отложении слоев вокруг образовательного центра образуются зерна с концентрической слоистостью (бобовые, злаки). Неравномерное отложение слоев приводит к образованию зерен с эксцентрической слоистостью. Различают крахмальные зерна простые (имеют один образовательный центр), сложные (множество образовательных центров), полусложные (два образовательных центра с общей слоистостью). Форма крахмальных зерен видоспецифична. Строение крахмальных зерен имеет промышленное значение.

Белковые включения синтезируются в виде аморфного или кристаллического протеина разнообразной формы. Размер белковых кристаллов варьирует от 0,1 до 12 мкм. Белки запасаются в виде алейроновых зерен, или белковых тел. Различают три основных типа алейроновых зерен: зерна с глобоидами (семена бобовых, злаковых); зерна с глобоидами и кристаллоидами (семена льна, клещевины); зерна с кристаллами оксалата кальция (семена зонтичных, винограда). Кристаллоиды в отличие от истинных кристаллов состоят из белков, способных к набуханию в воде. Алейроновые зерна во время прорастания семян обводняются, подвергаются распаду и питают зародыш.

Липидные капли, или гранулы, содержат различные смеси жиров. Образуются в гиалоплазме, а также в олеопластах. Размеры капель от 50 до 100 нм. Вначале липидные капли имеют водное содержимое, которое постепенно вытесняется отложением жиров. Затем гранулы окружаются мембраной (одиночным слоем липидов). Липидные капли называют сферосомами. Жирные масла в виде липидных капель откладываются в запас практически во всех клетках и являются основной формой запасных веществ большинства растений.

Кристаллы – представляют собой продукт метаболизма клетки, состоящий из солей многих органических и неорганических кислот. Они имеют специфическое строение и часто служат систематическим признаком. Кристаллы, содержащиеся в растениях, представлены в основном солями щавелевой кислоты, или оксалатами кальция, которые локализуются в вакуолях. У растений встречаются несколько видов кристаллов оксалата кальция: одиночные простые кристаллы ромбоэдрической, призмаэдрической, октаэдрической или удлиненной формы (сухие наружные чешуи лука, чеснока), стилоиды – колоновидные кристаллы (листья ириса), призмы – прямоугольные или пирамидальные (листья бегонии), рафиды – кристаллы в виде пучков игл (листья винограда, стебли традесканции), друзы – шаровидные образования, состоящие из многих мелких, сросшихся кристаллов (листья липы, плоды шиповника, злаковых, кора многих деревьев), кристаллический песок – очень мелкие кристаллы (паренхимные клетки бузины, пасленовых). Благодаря образованию кристаллов оксалата кальция происходит нейтрализация щавелевой кислоты (ядовитой).

При сильном разрастании кристаллы превращаются в идиобласты – одиночные клетки, включенные в какую-либо ткань, отличающиеся от клеток окружающей ткани формой, размерами, функциями. У некоторых растений образуется углекислый кальций (карбонат кальция), который пропитывает выросты клеточной оболочки, вдающиеся в полость клетки, образовывая гроздевидные образования – цистолиты (крапивные, тутовые). Также кристаллические включения могут состоять из кремнезема. Кристаллы играют важную роль в поддержании осмотического давления и кислотно-щелочного равновесия в клетке.

Источник

Чем обусловлена слоистость крахмальных зерен

фЕНБ: ъБРБУОЩЕ ЧЕЭЕУФЧБ ТБУФЙФЕМШОПК ЛМЕФЛЙ

1) ЛПОУФЙФХГЙПООЩЕ, ЧИПДСЭЙЕ Ч УПУФБЧ ЦЙЧПК НБФЕТЙЙ, Й ХЮБУФЧХАЭЙЕ Ч ПВНЕОЕ ЧЕЭЕУФЧ (ВЕМЛЙ, ОХЛМЕЙОПЧЩЕ ЛЙУМПФЩ, МЙРЙДЩ, ХЗМЕЧПДЩ Й ДТ.);

лТБИНБМ (РПУМЕ ГЕММАМПЪЩ) СЧМСЕФУС УБНЩН ТБУРТПУФТБОЕООЩН Ч ТБУФЙФЕМШОПН НЙТЕ ХЗМЕЧПДПН. лТБИНБМ ПВТБЪХЕФУС Ч ИМПТПРМБУФБИ ЧП ЧТЕНС ЖПФПУЙОФЕЪБ (БУУЙНЙМСГЙПООЩК ЙМЙ РЕТЧЙЮОЩК ЛТБИНБМ). рПЪЦЕ ПО ТБЪТХЫБЕФУС Й УЙОФЕЪЙТХЕФУС Ч БНЙМПРМБУФБИ ЛБЛ ЪБРБУОПК ЙМЙ ЧФПТЙЮОЩК ЛТБИНБМ.

бНЙМПРМБУФ НПЦЕФ УПДЕТЦБФШ ПДОП (РТПУФПЕ ЪЕТОП) ЙМЙ ОЕУЛПМШЛП ЛТБИНБМШОЩИ ЪЕТЕО (РПМХУМПЦОПЕ Й УМПЦОПЕ). еУМЙ Ч МЕКЛПРМБУФЕ ЙНЕЕФУС ПДОБ ФПЮЛБ, ЧПЛТХЗ ЛПФПТПК ПФЛМБДЩЧБАФУС УМПЙ, ФП ПВТБЪХЕФУС РТПУФПЕ ЪЕТОП, ЕУМЙ ДЧЕ Й ВПМЕЕ, ФП ПВТБЪХЕФУС УМПЦОПЕ ЪЕТОП, УПУФПСЭЕЕ ЛБЛ ВЩ ЙЪ ОЕУЛПМШЛЙИ РТПУФЩИ. рПМХУМПЦОПЕ ЪЕТОП ПВТБЪХЕФУС Ч ФПН УМХЮБЕ, ЕУМЙ ЛТБИНБМ УОБЮБМБ ПФЛМБДЩЧБЕФУС ЧПЛТХЗ ОЕУЛПМШЛЙИ ФПЮЕЛ, Б ЪБФЕН РПУМЕ УПРТЙЛПУОПЧЕОЙС РТПУФЩИ ЪЕТЕО ЧПЛТХЗ ОЙИ ЧПЪОЙЛБАФ ПВЭЙЕ УМПЙ. жПТНБ ЛТБИНБМШОЩИ ЪЕТЕО УЧПЕПВТБЪОБ Х ЛБЦДПЗП ЧЙДБ.

ч ЛМХВОСИ ЗЕПТЗЙОБ, ЪЕНМСОПК ЗТХЫЙ, ЛПТОСИ ПДХЧБОЮЙЛБ Й ДТХЗЙИ ТБУФЕОЙК УЕНЕКУФЧБ УМПЦОПГЧЕФОЩИ ЛМЕФПЮОЩК УПЛ УПДЕТЦЙФ ВМЙЪЛЙК Л ЛТБИНБМХ ХЗМЕЧПД ЙОХМЙО, ПФМЙЮБАЭЙКУС ПФ ЛТБИНБМБ ТБУФЧПТЙНПУФША Ч ЧПДЕ. рТЙ ДЕКУФЧЙЙ УРЙТФБ ЙОХМЙО ЛТЙУФБММЙЪХЕФУС, ПВТБЪХЕФ ФБЛ ОБЪЩЧБЕНЩЕ УЖЕТПЛТЙУФБММЩ.

мЙРЙДЩ ЧЛМАЮБАФ ВПМШЫХА ЗТХРРХ УПЕДЙОЕОЙК ВЙПМПЗЙЮЕУЛПЗП РТПЙУИПЦДЕОЙС. мЙРЙДЩ СЧМСАФУС УФТХЛФХТОЩНЙ ЛПНРПОЕОФБНЙ ЛМЕФЛЙ (ЧИПДСФ Ч УПУФБЧ НЕНВТБО, ПВТБЪХАФ МЙРЙДОЩЕ ЛБРМЙ Ч ГЙФПРМБЪНЕ) ЙМЙ ЬТЗБУФЙЮЕУЛЙНЙ ЧЕЭЕУФЧБНЙ. ъБРБУОЩЕ НБУМБ ПВЩЮОП ПФЛМБДЩЧБАФУС Ч МЕКЛПРМБУФБИ, ОБЪЩЧБЕНЩИ ПМЕПРМБУФБНЙ.

иПД ТБВПФЩ

ъБДБОЙЕ 1. рТЙЗПФПЧЙФШ Й ТБУУНПФТЕФШ ЧТЕНЕООЩЕ НЙЛТПРТЕРБТБФЩ ЛТБИНБМШОЩИ ЪЕТЕО ЛМХВОС ЛБТФПЖЕМС (Solanum tuberosum), ЪЕТОПЧПЛ РЫЕОЙГЩ (Triticum aestivum), ПЧУБ (Avena sativa), ЛХЛХТХЪЩ (Zea mays), ТЙУБ (Oryza sativa), РМПДБ ЗТЕЮЙИЙ (Fagopyrum sagittatum). рТПЙЪЧЕУФЙ ТЕБЛГЙА ОБ ЛТБИНБМ ТБУФЧПТПН КПДБ Ч КПДЙУФПН ЛБМЙЙ. уТБЧОЙФШ ЖПТНЩ ЛТБИНБМШОЩИ ЪЕТЕО Х ТБЪОЩИ ЧЙДПЧ ТБУФЕОЙК, УДЕМБФШ ЙИ ТЙУХОЛЙ.

рПУМЕДПЧБФЕМШОПУФШ ТБВПФЩ. пФТЕЪБФШ НБМЕОШЛЙК ЛХУПЮЕЛ ЛМХВОС ЛБТФПЖЕМС Й УДЕМБФШ ЙН НБЪПЛ ОБ РТЕДНЕФОПН УФЕЛМЕ Ч ЛБРМЕ ЧПДЩ. рТЙ ЬФПН ЙЪ ТБЪТХЫЕООЩИ ЛМЕФПЛ Ч ЧПДХ РЕТЕИПДСФ ЛТБИНБМШОЩЕ ЪЕТОБ, Ч ТЕЪХМШФБФЕ ЮЕЗП ПОБ НХФОЕЕФ. лБРМА ОБЛТЩФШ РПЛТПЧОЩН УФЕЛМПН Й ТБУУНПФТЕФШ РТЙ НБМПН Й ВПМШЫПН ХЧЕМЙЮЕОЙЙ. рТЙ ВПМШЫПН ХЧЕМЙЮЕОЙЙ ИПТПЫП ЧЙДОЩ ПЧБМШОЩЕ Й СКГЕЧЙДОЩЕ ЪЕТОБ ЛТБИНБМБ У ЬЛУГЕОФТЙЮЕУЛПК УМПЙУФПУФША (ТЙУ. 21, б). рТЙ ТБУУНПФТЕОЙЙ УМПЙУФПУФЙ УМЕДХЕФ РТЙЛТЩФШ ДЙБЖТБЗНХ ЛПОДЕОУПТБ Й УМЕЗЛБ ЧТБЭБФШ НЙЛТПНЕФТЕООЩК ЧЙОФ. оБКФЙ Й ЪБТЙУПЧБФШ РТПУФЩЕ, УМПЦОЩЕ Й РПМХУМПЦОЩЕ ЛТБИНБМШОЩЕ ЪЕТОБ.

дМС РТЙЗПФПЧМЕОЙС РТЕРБТБФПЧ ЛТБИНБМШОЩИ ЪЕТЕО ЪЕТОПЧПЛ РЫЕОЙГЩ, ПЧУБ, ЛХЛХТХЪЩ, ТЙУБ Й РМПДБ ЗТЕЮЙИЙ, ТБЪТЕЪБФШ Й ЙЪЧМЕЮШ ЛПОЮЙЛПН ЙЗМЩ ОЕВПМШЫЙЕ ЛХУПЮЛЙ ЬОДПУРЕТНБ ЛБЦДПЗП ЧЙДБ, РЕТЕОЕУФЙ ЙИ Ч ЛБРМЙ ЧПДЩ ОБ РТЕДНЕФОЩЕ УФЕЛМБ, ТБЪТЩИМЙФШ ЙЗМПК, ОБЛТЩФШ РПЛТПЧОЩНЙ УФЕЛМБНЙ Й ТБУУНПФТЕФШ РТЕРБТБФЩ РПД НЙЛТПУЛПРПН.

х РЫЕОЙГЩ ЛТБИНБМШОЩЕ ЪЕТОБ ПВЩЮОП ДЧХИ ФЙРПЧ: НЕМЛЙЕ ПЛТХЗМЩЕ Й МЙОЪПЧЙДОЩЕ. оБ ВПМЕЕ ЛТХРОЩИ ЪЕТОБИ ЕДЧБ ЧЙДОБ ЛПОГЕОФТЙЮЕУЛБС УМПЙУФПУФШ (ТЙУ. 21, в).

лТБИНБМШОЩЕ ЪЕТОБ ПЧУБ НЕМЛЙЕ, ПЧБМШОЩЕ, УМПЦОЩЕ. рТЙ ЙИ ТБЪЧЙФЙЙ Ч МЕКЛПРМБУФБИ ЧПЪОЙЛБАФ НОПЗПЮЙУМЕООЩЕ ПВТБЪПЧБФЕМШОЩЕ ГЕОФТЩ, ЛПФПТЩЕ Ч УЖПТНЙТПЧБООПН ЪЕТОЕ, ЛБЛ РТБЧЙМП, ОЕ ЧЙДОЩ. йИ УМПЙУФПУФШ ОЕ ЪБНЕФОБ. уМПЦОПЕ ЪЕТОП МЕЗЛП ТБУРБДБЕФУС ОБ ПФДЕМШОЩЕ УПУФБЧМСАЭЙЕ ЕЗП ЪЕТОЩЫЛЙ. рПЬФПНХ ОБ НЙЛТПРТЕРБТБФЕ НПЦОП ОБВМАДБФШ НЕМЛЙЕ ХЗМПЧБФЩЕ Й НОПЗПЮЙУМЕООЩЕ РТПУФЩЕ ЪЕТОБ (ТЙУ. 21, ч).

х ТЙУБ ПЧБМШОЩЕ УМПЦОЩЕ ЛТБИНБМШОЩЕ ЪЕТОБ ЙЪ РТПУФЩИ, ПЮЕОШ НЕМЛЙИ ЗТБОЕОЩИ ЪЕТОЩЫЕЛ (ТЙУ. 21, з ).

лТБИНБМШОЩЕ ЪЕТОБ ЛХЛХТХЪЩ РТПУФЩЕ, НОПЗПЗТБООЩЕ, УП УЗМБЦЕООЩНЙ ХЗМБНЙ. ч ГЕОФТЕ ЙИ ЧЙДОБ ФТЕЭЙОБ, РП ЖПТНЕ ОБРПНЙОБАЭБС ЫФТЙИ, ЗБМПЮЛХ ЙМЙ ЪЧЕЪДПЮЛХ (ТЙУ. 21, д).

лТБИНБМШОЩЕ ЪЕТОБ ЗТЕЮЙИЙ ПЮЕОШ НЕМЛЙЕ, ОЕРТБЧЙМШОПК ЖПТНЩ. ч РПМЕ ЪТЕОЙС НЙЛТПУЛПРБ ПОЙ ПВОБТХЦЙЧБАФУС МЙВП РП ПДЙОПЮЛЕ, МЙВП Ч УЛПРМЕОЙСИ, УППФЧЕФУФЧХАЭЙИ ПЮЕТФБОЙА ЛМЕФЛЙ. уМПЙУФПУФШ ЛТБИНБМШОЩИ ЪЕТЕО ОЕ ЪБНЕФОБ. йОПЗДБ Ч ГЕОФТЕ ЪЕТОБ ЧЙДОБ ФТЕЭЙОБ (ТЙУ. 21, е).

тЙУ. 21. лТБИНБМШОЩЕ ЪЕТОБ ТБЪМЙЮОЩИ ЧЙДПЧ ТБУФЕОЙК:

тЕБЛФЙЧПН ОБ ЛТБИНБМ УМХЦЙФ УМБВЩК ТБУФЧПТ КПДБ Ч КПДЙУФПН ЛБМЙЙ. ъБНЕОЙФШ ЧПДХ ТЕБЛФЙЧПН Й ОБВМАДБФШ РПУФЕРЕООПЕ ПЛТБЫЙЧБОЙЕ ЛТБИНБМШОЩИ ЪЕТЕО ПФ УМБВП-УЙОЕЗП ГЧЕФБ ДП ФЕНОП-УЙОЕЗП Й ЮЕТОПЗП.

ъБТЙУПЧБФШ ЪЕТОБ ЧУЕИ ТБУУНПФТЕООЩИ ЧЙДПЧ, УПРПУФБЧМСС ЙИ ТБЪНЕТЩ Й ЖПТНЩ.

ъБДБОЙЕ 2. тБУУНПФТЕФШ УЖЕТПЛТЙУФБММЩ РПМЙУБИБТЙДБ ЙОХМЙОБ ОБ УТЕЪЕ ЛМХВОС ФПРЙОБНВХТБ (Helianthus tuberosus) (ТЙУ. 22).

рПУМЕДПЧБФЕМШОПУФШ ТБВПФЩ. рТЙЗПФПЧЙФШ ЧТЕНЕООЩК НЙЛТПРТЕРБТБФ РПРЕТЕЮОПЗП УТЕЪБ ЛМХВОС ФПРЙОБНВХТБ Ч ЛБРМЕ ЗМЙГЕТЙОБ (Ч ЧПДЕ УЖЕТПЛТЙУФБММЩ ВЩУФТП ТБУФЧПТСАФУС). уЖЕТПЛТЙУФБММЩ УПУФПСФ ЙЪ НОПЦЕУФЧБ ЙЗМПЧЙДОЩИ ЛТЙУФБММПЧ. пОЙ ВЩУФТП ТБЪТБУФБАФУС, ЪБИЧБФЩЧБС ОЕУЛПМШЛП ЛМЕФПЛ. уФЕОЛЙ ЬФЙИ ЛМЕФПЛ ЧЙДОЩ Ч УЖЕТПЛТЙУФБММЕ РТЙ РПМШЪПЧБОЙЙ НЙЛТПНЕФТЕООЩН ЧЙОФПН.

тЙУ. 22. уЖЕТПЛТЙУФБММЩ (1) Ч ЛМЕФЛБИ ЛМХВОС ФПРЙОБНВХТБ (Helianthus tuberosus).

ъБДБОЙЕ 3. тБУУНПФТЕФШ БМЕКТПОПЧЩК УМПК, БМЕКТПОПЧЩЕ Й ЛТБИНБМШОЩЕ ЪЕТОБ ОБ РПУФПСООПН НЙЛТПРТЕРБТБФЕ РПРЕТЕЮОПЗП УТЕЪБ ЪЕТОПЧЛЙ РЫЕОЙГЩ (Triticum aestivum). ъБТЙУПЧБФШ ЖТБЗНЕОФ УТЕЪБ Й УДЕМБФШ ПВПЪОБЮЕОЙС (ТЙУ. 23).

тЙУ. 23. ъБРБУОЩЕ ЧЕЭЕУФЧБ Ч ЪЕТОПЧЛЕ РЫЕОЙГЩ (Triticum aestivum) ОБ РПРЕТЕЮОПН УТЕЪЕ:

рПУМЕДПЧБФЕМШОПУФШ ТБВПФЩ. рТЙ НБМПН ХЧЕМЙЮЕОЙЙ ОБКФЙ ФПОЛЙК ХЮБУФПЛ УТЕЪБ, ОБ ЛПФПТПН ЧЙДОБ ЪПМПФЙУФБС РПМПУЛБ ЙЪ ЛМЕФПЛ БМЕКТПОПЧПЗП УМПС, ТБУРПМПЦЕООПЗП УТБЪХ ЦЕ РПД ЛПЦХТПК УЕНЕОЙ Й РПЛТПЧБНЙ ЪЕТОПЧЛЙ. ч ТЕЪХМШФБФЕ ТЕБЛГЙЙ У КПДПН ВЕМПЛ РТЙПВТЕФБЕФ ЦЕМФХА ПЛТБУЛХ. рТЙ ВПМШЫПН ХЧЕМЙЮЕОЙЙ ТБУУНПФТЕФШ РМПФОП УПНЛОХФЩЕ ЛМЕФЛЙ БМЕКТПОПЧПЗП УМПС, ЙНЕАЭЙЕ ЛХВЙЮЕУЛХА ЖПТНХ, ЪБРПМОЕООЩЕ НЕМЛЙНЙ БМЕКТПОПЧЩНЙ ЪЕТОБНЙ. йОПЗДБ Ч ГЕОФТЕ ЛМЕФЛЙ ЪБНЕФОП СДТП. ч ЗМХВЦЕ МЕЦБЭЙИ ЛМЕФЛБИ ЬОДПУРЕТНБ ЪЕТОПЧЛЙ ЧЙДОЩ ЛТБИНБМШОЩЕ ЪЕТОБ. ъБТЙУПЧБФШ ОЕУЛПМШЛП ЛМЕФПЛ БМЕКТПОПЧПЗП УМПС, ЛПЦХТХ УЕНЕОЙ, УТПУЫХАУС У ПЛПМПРМПДОЙЛПН, Й ЛМЕФЛЙ ЬОДПУРЕТНБ У ЛТБИНБМШОЩНЙ ЪЕТОБНЙ Й УДЕМБФШ ПВПЪОБЮЕОЙС.

тЙУ. 24. ъБРБУОЩЕ ЧЕЭЕУФЧБ Ч ЛМЕФЛЕ УЕНЕОЙ ЖБУПМЙ (Phaseolus vulgaris):

ъБДБОЙЕ 5. рТЙЗПФПЧЙФШ ЧТЕНЕООЩК РТЕРБТБФ ЙЪ УЕНЕОЙ РПДУПМОЕЮОЙЛБ (Helianthus annuus), ПЛТБУЙЧ ЕЗП ТЕБЛФЙЧПН УХДБО-III. тБУУНПФТЕФШ Й ЪБТЙУПЧБФШ МЙРЙДОЩЕ ЛБРМЙ.

рПУМЕДПЧБФЕМШОПУФШ ТБВПФЩ. оБОЕУФЙ Ч ГЕОФТ РТЕДНЕФОПЗП УФЕЛМБ ОБ ЛПОЮЙЛЕ ЙЗМЩ ЛХУПЮЕЛ УЕНЕОЙ, ПЛТБУЙФШ ЕЗП ТЕБЛФЙЧПН cХДБО-III Й ОБЛТЩФШ РПЛТПЧОЩН УФЕЛМПН. рТЕРБТПЧБМШОПК ЙЗМПК УМЕЗЛБ ОБДБЧЙФШ ОБ ЖТБЗНЕОФ УЕНЕОЙ. оБ ЛТБСИ РТЕРБТБФБ РПСЧСФУС ЛТХРОЩЕ ЦЕМФЩЕ ЛБРМЙ НБУМБ. ъБТЙУПЧБФШ ЛМЕФЛХ Й ПВПЪОБЮЙФШ МЙРЙДОЩЕ ЛБРМЙ.

лПОФТПМШОЩЕ ЧПРТПУЩ

1. юФП ФБЛПЕ ЛПОУФЙФХГЙПООЩЕ Й ЬТЗБУФЙЮЕУЛЙЕ ЧЕЭЕУФЧБ?

2. рТЙ РПНПЭЙ ЛБЛЙИ ТЕБЛФЙЧПЧ Й ЛТБУЙФЕМЕК НПЦОП ПВОБТХЦЙФШ Ч ЛМЕФЛБИ ЪБРБУОЩЕ ЧЕЭЕУФЧБ: ЛТБИНБМ, ВЕМЛЙ, ЦЙТОПЕ НБУМП?

3. ч ЮЕН ПФМЙЮЙЕ РЕТЧЙЮОПЗП Й ЧФПТЙЮОПЗП ЛТБИНБМБ?

4. рПЮЕНХ ЛТБИНБМШОЩЕ ЪЕТОБ ПВТБЪХАФ УМПЙУФПУФШ?

5. ч ЮЕН ТБЪОЙГБ НЕЦДХ РТПУФЩН, РПМХУМПЦОЩН Й УМПЦОЩН ЛТБИНБМШОЩНЙ ЪЕТОБНЙ?

Источник

Изменение крахмала

Строение крахмального зерна и свойства крахмальных полисаха­ридов.

В значительных количествах крахмал содержится в крупе, бобовых, муке, макаронных изделиях, картофеле. Находится он в клетках растительных продуктов в виде крахмальных зерен раз­ной величины и формы. Крахмальные зерна представляют собой сложные биологические образования, в состав которых входят полисахариды амилоза и амилопектин и небольшие количества сопутствующих им веществ (кислоты фосфорная, кремниевая и др., минеральные элементы и т.д.). Крахмальное зерно имеет слоистое строение. Слои состоят из радиально расположенных частиц крахмальных полисахаридов, образующих зачатки кри­сталлической структуры. Благодаря этому крахмальное зерно об­ладает анизотропностью (двойным лучепреломлением).

Образующие зерно слои неоднородны: устойчивые к нагре­ванию чередуются с менее устойчивыми, более плотные — с ме­нее плотными. Наружный слой более плотный, чем внутренние, и образует оболочку зерна. Все зерно пронизано порами и благо­даря этому способно поглощать влагу. Большинство видов крах­мала содержат 15-20 % амилозы и 80-85 % амилопектина. Однако крахмал восковидных сортов кукурузы, риса и ячменя состоит в основном из амилопектина, а крахмал некоторых сор­тов кукурузы и гороха содержит 50-75 % амилозы.

Молекулы крахмальных полисахаридов состоят из остатков глю­козы, соединенных друг с другом в длинные цепи. В молекулы ами­лозы входит в среднем около 1 тыс. таких остатков. Чем длиннее цепи амилозы, тем она хуже растворяется. В молекулы амилопекти­на остатков глюкозы входит значительно больше. Кроме того, в мо­лекулах амилозы цепи прямые, а у амилопектина они ветвятся.

Широкое использование крахмала в кулинарной практике обусловлено комплексом характерных для него технологических свойств: набуханием и клейстеризацией, гидролизом, декстри-низацией (термическая деструкция).

Набухание и клейстеризация крахмала.

Набухание — одно из важнейших свойств крахмала, которое влияет на консистен­цию, форму, объем и выход готовых изделий.

При нагревании крахмала с водой (крахмальная суспензия) до температуры 50-55 °С крахмальные зерна медленно погло­щают воду (до 50 % своей массы) и ограниченно набухают. При этом повышения вязкости суспензии не наблюдается. Набухание это обратимо: после охлаждения и сушки крахмал практически не изменяется.

При нагревании от 55 до 80 °С крахмальные зерна поглощают большое количество воды, увеличиваются в объеме в несколько раз, теряют кристаллическое строением, а следовательно, анизо­тропность. Крахмальная суспензия превращается в клейстер. Процесс его образования называется клейстеризацией. Таким образом, клейстеризация — это разрушение нативной структуры крахмального зерна, сопровождаемое набуханием.

Процесс клейстеризации крахмальных зерен идет поэтапно:

1) при 55-70 °С зерна увеличиваются в объеме в несколько раз, теряют оптическую анизотропность, но еще сохраняют слои­стое строение; в центре крахмального зерна образуется полость («пузырек»); взвесь зерен в воде превращается в клейстер — ма­локонцентрированный золь амилозы, в котором распределены набухшие зерна (первая стадия клейстеризации);

2) при нагревании выше 70 «С в присутствии значительного количества воды крахмальные зерна увеличиваются в объеме в десятки раз, слоистая структура исчезает, значительно повы­шается вязкость системы (вторая стадия клейстеризации); на этой стадии увеличивается количество растворимой амилозы; раствор ее частично остается в зерне, а частично диффундирует в окружающую среду.

При длительном нагревании с избытком воды крахмальные пузырьки лопаются, и вязкость клейстера снижается. Примером этого в кулинарной практике является разжижение киселя в ре­зультате чрезмерного нагрева.

Крахмал клубневых растений (картофель, топинамбур) дает прозрачные клейстеры желеобразной консистенции, а зерновых (кукуруза, рис, пшеница и др.) — непрозрачные молочно-белые клейстеры пастообразной консистенции.

Консистенция клейстера зависит от количества крахмала: при содержании его от 2 до 5 % клейстер получается жидким (жидкие кисели, соусы, супы-пюре); при 6-8 % — густым (густые кисели). Еще более гутой клейстер образуется внутри клеток картофеля, в кашах, блюдах из макаронных изделий.

На вязкость клейстера влияет не только концентрация крах­мала, но и присутствие различных пищевых веществ (сахаров, минеральных элементов, кислот, белков и др.). Так, сахароза по­вышает, а соль снижает вязкость системы, белки оказывают ста­билизирующее действие на крахмальные клейстеры.

При охлаждении крахмалосодержащих продуктов количест­во растворимой амилозы в них снижается в результате ретроградации (выпадение в осадок). При этом происходит старение крахмальных студней (синерезис), и изделия черствеют. Ско­рость старения зависит от вида изделий, их влажности и темпе­ратуры хранения. Чем выше влажность блюда, кулинарного из­делия, тем интенсивнее снижается в нем количество водораство­римых веществ. Наиболее быстро старение протекает в пшенной каше, медленнее — в манной и гречневой. Повышение темпера­туры тормозит процесс ретроградации, поэтому блюда из крупы и макаронных изделий, которые хранятся на мармитах с темпе­ратурой 70-80 °С, имеют хорошие органолептические показа­тели в течение 4 ч.

Гидролиз крахмала. Крахмальные полисахариды способны распадаться до молекул составляющих их Сахаров. Процесс этот называется гидролизом, так как идет с присоединением воды. Различают ферментативный и кислотный гидролиз. Ферменты, расщепляющие крахмал, носят название амилаз.

Существуют два их вида а- и р-амилаза: а-амилаза вызывает частичный распад цепей крахмальных полисахаридов с образованием низкомолекулярных соедине­ний — декстринов; при продолжительном гидролизе возможно образование мальтозы и глюкозы, р-амилаза расщепляет крах­мал до мальтозы.

Ферментативный гидролиз крахмала происходит при изго­товлении дрожжевого теста и выпечке изделий из него, варке картофеля и др. В пшеничной муке обычно содержится р-амилаза; мальтоза, образующаяся под ее влиянием, является пи­тательной средой для дрожжей. В муке из проросшего зерна пре­обладает а-амилаза, образующиеся под ее воздействием декстри­ны придают изделиям липкость, неприятный вкус.

Степень гидролиза крахмала под действием В-амилазы увели­чивается с повышением температуры теста при замесе и в на­чальный период выпечки, с увеличением продолжительности за­меса. Кроме того, она зависит от размера (или величины) помола муки и степени повреждения крахмальных зерен. Чем больше поврежденных зерен (чем мельче помол муки), тем быстрее про­текает гидролиз (или ферментативная деструкция) крахмала.

В картофеле также содержится В-амилаза, превращающая крахмал в мальтозу. Мальтоза расходуется на дыхание клубней. При температуре, близкой к О °С, дыхание замедляется, мальтоза накапливается, и картофель становится сладким (подморожен­ный картофель). При использовании подмороженного картофе­ля его рекомендуется выдержать некоторое время при комнат­ной температуре. В этом случае дыхание клубней усиливается и сладковатость уменьшается. Активность В-амилазы возрастает в интервале от 35 до 45 °С, при температуре 65 °С фермент разру­шается. Поэтому если картофель перед варкой залить холодной водой, то пока клубни прогреются, значительная часть крахмала успеет превратиться в мальтозу, она перейдет в отвар и потери питательных веществ увеличатся. Если же картофель залить ки­пящей водой, то р-амилаза инактивируется и потери питатель­ных веществ будут меньше.

Кислотный гидролиз крахмала может происходить при на­гревании его в присутствии кислот и воды, при этом образует­ся глюкоза. Кислотный гидролиз имеет место при варке крас­ных соусов, киселей и при длительном хранении их в горячем состоянии.

Декстринизация (термическая деструкция крахмала). Декст-ринизация — это разрушение структуры крахмального зерна при сухом нагреве его свыше 120 «С с образованием растворимых в воде декстринов и некоторого количества продуктов глубокого распада углеводов (оксида и диоксида углерода и др.). Декстри­ны имеют окраску от светло-желтой до темно-коричневой. Раз­ные виды крахмала обладают различной устойчивостью к сухому нагреву.

Так, при нагревании до 180 °С разрушается до 90 % зе­рен картофельного крахмала, до 14 % — пшеничного, до 10 % — кукурузного. Чем выше температура, тем большее количество крахмальных полисахаридов превращается в декстрины. В результате декстринизации снижается способность крахмала к на­буханию в горячей воде и клейстеризации. Этим объясняется бо­лее густая консистенция соусов на белой пассеровке (температу­ра пассерования муки 120 °С) по сравнению с соусами на красной пассеровке (температура пассерования муки 150 °С) при одном и том же расходе муки.

В кулинарной практике декстринизация крахмала происхо­дит не только при пассеровании муки для соусов, но также при обжаривании гречневой муки, подсушивании риса, вермишели, лапши перед варкой, в поверхностных слоях картофеля при жар­ке, в корочке изделий из теста и др.

Крахмалы, свойства которых изменяются в результате специ­альной обработки, называются модифицированными. Они подраз­деляются на две группы: расщепленные крахмалы, при об­работке которых происходит расщепление полисахаридных це­пей, изамещенные крахмалы, свойства которых изменяются в основном в результате присоединения химических радикалов или совместной полимеризации с другими высокомолекулярны­ми соединениями.

Модифицированные крахмалы широко используются в пи­щевой промышленности и общественном питании.

Расщепленные крахмалы получают термическим, механи­ческим воздействием, обработкой полисахарида кислотами, окислителями, некоторыми солями, действием электронов, ультразвука, облучением у-лучами, вызывающими расщепле­ние полисахаридных цепей. Вследствие этих воздействий про­исходит направленное разрушение гликозидных и других ва­лентных связей, появляются новые карбонильные группы, возникают внутри- и межмолекулярные связи. При этом зер­нистая форма крахмала либо остается неизменной, либо полно­стью разрушается с образованием вторичной структуры (напри­мер, при клейстеризации и высушивании крахмалов на вальце­вых сушилках).

Клейстеры расщепленных крахмалов имеют, как правило, пониженную вязкость, более высокую прозрачность и повышен­ную стабильность при хранении. Расщепленные крахмалы на предприятиях общественного питания используют при произ­водстве охлажденной и замороженной кулинарной продукции.

Источник

Включения растительной клетки

Включения представляют собой разнообразные продукты обмена веществ протопласта, различным образом оформленные структуры, не обладающие жизненными свойствами и откладываемые как в самом протопласте (цитоплазме и других органоидах), так и вакуолях и реже в оболочке.

Наибольшее их значение состоит в том, что они представляют собой вещества запаса, т. е. вещества, которые в определенные моменты могут вновь использоваться клеткой (запасной крахмал, белок, масло). В отношении других функций включений пока можно высказать только предположения. Например, некоторые вещества могут возникать как приспособление к каким-либо особым условиям существования, другие образуются как отбросы, конечные продукты обмена веществ (некоторые кристаллы). Включения возникают и в результате старения клеток или вследствие каких- либо патологических явлений. Вообще включения — структуры непостоянные, они могут появляться и исчезать в разные периоды деятельности клетки. Поэтому присутствие их характеризует физиологическое состояние и возраст клетки. По наличию, форме и распределению этих веществ часто отличают одни виды, роды и семейства от других, поэтому распознавание включений, описание их формы имеет большое значение для сравнительной анатомии. Так как включения представляют собой твердые или жидкие вещества, имеющие определенную форму, то их можно различать в световой микроскоп. Из включений наибольшее значение имеют крахмальные зерна, жировые капельки, отложения белковых веществ, органические и неорганические кристаллы.

Как уже сообщалось, крахмальные зерна образуются только в пластидах живых клеток. В хлоропласте на свету в результате процесса фотосинтеза откладываются очень мелкие зерна (реже палочки) ассимиляционного (первичного) крахмала. Особенно это характерно для так называемых крахмалистых растений (злаки). Ассимиляционный крахмал — продукт непостоянный и откладывается только при избытке растворимых углеводов в клетке. Ночью, при отсутствии фотосинтеза, он с помощью ферментов гидролизуется до сахара и транспортируется в другие части растений. Процесс гидролиза в хлоропластах обратим и не ведет к их разрушению. Более крупные зерна запасного (вторичного) крахмала откладываются из притекающего сахара в амилопластах, сосредоточенных в частях растений, лишенных света. Запасной крахмал амилопластов сохраняется более продолжительное время, чем ассимиляционный крахмал хлоропластов. При мобилизации запасного крахмала происходит его гидролиз (осахаривание) с помощью ферментов (амилазы и др.). Этот процесс необратим, так как амилопласт, образующий запасной крахмал, при гидролизе разрушается.

Крахмальные зерна имеют свойства кристаллического вещества, в поляризованном свете они дают двойное лучепреломление, в результате которого образуется черный крест с пересечением лучей в центре крахмального зерна. С другой стороны, зерна крахмала обладают и некоторыми свойствами коллоидов, например, всем известно свойство картофельного крахмала набухать в горячей воде, которое используется при изготовлении клейстера.

Образование крахмальных зерен связано с наличием образовательного центра в амилопласте, вокруг которого стромой амилопласта откладывается вещество крахмала. Крахмал отлагается слоями, имеющими различный коэффициент преломления, благодаря чему эти слои могут быть видны под микроскопом.

У злаков и бобовых отдельные слои вокруг образовательного центра откладываются равномерно, вследствие чего крахмальные зерна обнаруживают концентрическую слоистость. У других растений, особенно образующих крупные крахмальные зерна (картофель), отдельные слои крахмала откладываются вокруг образовательного центра неравномерно: на одной стороне интенсивнее, на другой слабее, в результате образуются крахмальные зерна с эксцентрической слоистостью. Причем, характер слоистости зависит от вида растения и не определяется положением образовательного центра в амилопласте.

Если в амилопласте закладывается один образовательный центр, то возникают простые крахмальные зерна (по одному в каждом амилопласте) — например, крахмальные зерна картофеля. Часто в амилопласте закладывается одновременно много образовательных центров, тогда возникают сложные крахмальные зерна, состоящие из множества (у шпината до нескольких тысяч) отдельных мелких зернышек. С ростом крахмального зерна оболочка амилопласта растягивается, а строма оттесняется к периферии пластид. У крупных крахмальных зерен слой стромы и оболочка пластиды могут стать столь тонкими, что не различаются в световой микроскоп. Когда мы говорим о крахмальных зернах, то всегда имеем в виду пластиду, переполненную крахмалом настолько, что ее основное вещество становится неразличимым.

Форма, размеры и строение крахмальных зерен специфичны для тех или иных видов растений и иногда даже для отдельных сортов одного вида. Так как крахмальные зерна составляют основную массу муки, то, исследуя их, можно установить, из какого вида растений получена мука и примеси каких растений в ней имеются. Так, у картофеля крахмальные зерна неправильной формы, с хорошо выраженной эксцентричной слоистостью, обычно простые, очень крупные — до 100 мк, у бобовых крахмальные зерна овальной формы, с хорошо выраженной слоистостью, обычно с продольной трещиной, от которой отходят многочисленные боковые трещины меньшей длины. У пшеницы крахмальные зерна с плохо заметной концентрической слоистостью обычно двух размеров: мелкие округлые, 2—9 мк в поперечнике и крупные чечевицеобразные, 30—40 мк. Крахмальные зерна кукурузы округло-угловатые, мелкие, с хорошо заметным образовательным центром в виде лучистой щели. У риса и овса крахмальные зерна сложные, яйцевидной формы, состоящие из многочисленных мелких зернышек, которые удерживаются вместе стромой и оболочкой амилопласта, но легко рассыпаются при надавливании.

Отложения крахмала широко распространены во всех органах растения, но особенно богаты им семена, подземные побеги (клубни, луковицы, корневища), паренхима проводящих тканей корней и стеблей древесных растений. В семенах крахмал накапливается сравнительно у немногих (примерно 10%) семенных растений, в том числе у злаков, бобовых, гречишных. Из подземных органов, особенно богатых крахмалом, можно назвать клубни картофеля, содержащие 18—20% крахмала.

Отложения запасных жиров широко распространены в растительных клетках. Они встречаются непосредственно в цитоплазме, преимущественно в жидком состоянии и имеют вид капелек различного размера, обычно сильно преломляющих свет. Хотя в небольшом количестве они встречаются, вероятно, в любой живой растительной клетке, но наиболее богаты ими семена и плоды. Огромное большинство растений (около 90% видов покрытосеменных) в качестве запасных питательных веществ накапливает масло. Некоторые семена содержат масла до 50% и более от сухого веса вещества (семена подсолнечника). Поэтому основная масса растительных жиров добывается из семян. Во время прорастания семян происходит мобилизация запасных жиров, причем жиры гидролизуются с образованием растворимых углеводов, подаваемых к растущим частям зародыша семени. Так как жиры более богаты энергией, чем крахмал, они гораздо экономнее используют пространство в семенах. Механизм возникновения жировых капель в цитоплазме еще полностью не изучен. О случаях образования масла в олеопластах говорилось выше. Совсем недавно было показано, что образование масел у растений из семейства крестоцветных происходит в специализированных органоидах протопласта — сферосомах. Сферосомы начинают развиваться в виде маленьких пузырьков на эндоплазматической сети, отграниченных от цитоплазмы одной мембраной. Затем пузырьки отделяются от эндоплазматической сети, и в них накапливается гранулярный материал. Ко времени созревания семян на месте гранул образуются капельки масла, снаружи одетые мембраной. Является ли такой путь образования запасных масел типичным для растительной клетки, должны показать дальнейшие исследования. Кроме цитоплазмы, капельки жиров могут встречаться также в хлоропластах и митохондриях. В амилопластах стареющих клеток крахмал иногда разрушается, и его место занимают многочисленные капельки жира.

Запасные белки в клетках находятся в виде твердых отложений, либо аморфных, либо кристаллических. Наиболее часто запасные белки встречаются в форме так называемых алейроновых (протеиновых) зерен, главным образом, в семенах злаков, бобовых и многих других (льна, винограда). Реже запасной белок откладывается в форме кристаллоидов (картофель). Размеры и строение алейроновых зерен очень изменчивы, но характерны для определенных групп растений и могут служить систематическим признаком. В типичном случае алейроновое зерно имеет снаружи белковую оболочку (мембрану) и заполнено непрозрачным гомогенным аморфным белком желтоватого цвета, набухающим в воде. В основную массу алейронового зерна могут быть погружены включения трех типов, получивших названия кристаллоидов, глобоидов и истинных кристаллов. Кристаллоиды имеют характерную для кристаллов ромбоэдрическую форму, но в отличие от истинных кристаллов белок, составляющий их, набухает в воде. В алейроновом зерне может быть один или несколько кристаллоидов, причем они находятся всегда вместе с глобоидами.

Глобоиды — округлые тельца, состоящие из кальциево-магниевой соли инозитфосфорной кислоты, не растворимые в воде и не дающие реакцию на белки (считают, что они запасают фосфор). Истинные кристаллы очень редко встречаются в алейроновых зернах, например, кристаллы оксалата кальция (в семенах винограда). В зависимости от строения можно выделить следующие типы алейроновых зерен:

а) зерна с глобоидами (характерны для семян бобовых и зерновых злаков);

б) зерна с глобоидами и кристаллоидами (характерны, например, для семян льна и клещевины;

в) зерна с кристаллами оксалата кальция (характерны для семян зонтичных и винограда).

У картофеля образуются не алейроновые зерна, а одиночные кристаллоиды, не окруженные снаружи аморфным белком.

В отношении происхождения алейроновых зерен наиболее распространена точка зрения, согласно которой они образуются из вакуолей. В таких «белковых» вакуолях, особенно обильных в созревающих семенах, накапливаются растворимые белки. При созревании и высыхании семян эти вакуоли обезвоживаются, и белок из раствора выпадает в осадок или кристаллизуется. При прорастании семян алейроновые зерна опять оводняются и снова превращаются в вакуоли. Однако неясным остается само происхождение белковых вакуолей. Возможно они образуются в результате вакуолизации и последующего слияния протеопластов или же, как считают некоторые ученые, путем местных расширений мембран эндоплазматической сети. Окончательно этот вопрос смогут решить дальнейшие электронномикроскопические исследования.

В клетках растений в процессе их жизнедеятельности образуются и настоящие кристаллы минеральных солей. Большинство кристаллов состоит из щавелевокислого кальция (оксалата), реже из углекислого кальция или кремнезема (SiO₂). Формы кристаллов довольно разнообразны и часто специфичны для тех или иных систематических единиц. Оксалат кальция встречается или в виде кристаллов (луковичная шелуха), или друз — шаровидных образований, состоящих из многих сросшихся мелких кристалликов (например, в коре, корневищах) или в виде рафид — игольчатых кристаллов, объединенных в пучки (стебли винограда). Реже оксалат откладывается в клетке в виде кристаллического песка — множества мелких кристаллов, образующихся в одной клетке.

Клетки с различными типами кристаллов

В отличие от животных, которые выделяют избыток минеральных солей во внешнюю среду, растения, не имеющие развитых органов выделения, вынуждены почти целиком накапливать их в своих тканях. Поэтому обычно считают, что кристаллы оксалата — конечный продукт жизнедеятельности протопласта, образующийся в результате соединения кальция и щавелевой кислоты. Эта кислота — побочный продукт деятельности протопласта. Она растворима в клеточном соке и при высокой концентрации токсична для протопласта. Соединяясь с кальцием, высокая концентрация которого в клеточном соке сама по себе может угрожать ионному равновесию в клетке, щавелевая кислота переходит в нерастворимый оксалат, безвредный для протопласта. Кристаллы оксалата образуются поэтому в больших количествах в тех органах и тканях, которые растением время от времени сбрасываются (листья и кора). Присутствие кристаллов во многих случаях служит признаком старения или дегенеративных процессов. Но иногда кристаллы оксалата могут играть и активную роль в обмене веществ, накапливаясь и растворяясь в клетках (например, в плодах апельсина).

Поперечный разрез листа фикуса с клеткой, содержащей цистолит

Для представителей семейств тутовых и крапивных характерны цистолиты — особые включения, представляющие собой выросты клеточной оболочки, пропитанные карбонатом кальция таким образом, что имеют вид грозди. У злаков, осок, пальм внутри клеток образуются твердые отложения кремнезема. Располагаясь в наружном слое клеток листьев, над жилками, они, вероятно, служат защитой от поедания животными.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник