MODULO V  UNIDAD 1  CAPITULO 2

RESERVA DE ALIMENTOS EN PLANTAS




Para la industria alimentaria, se entiende por vegetal un producto edible de los Reinos 3 (hongos) y 4 (plantas), excepto cereales y oleaginosos.


No todas las partes de una planta son vegetales edibles.

CASOS REPRESENTATIVOS


Cuerpo entero (descartando las raíces menores) - hongos edibles

Raíces - remolacha, zanahoria.


Tallos - espárrago, cardo, palmito


Tubérculo - papa, batata


Base de las hojas - cebolla


Peciolos de las hojas - apio, ruibarbo


Hojas enteras - repollo, lechuga, espinaca, escarola, repollito de Bruselas


Partes de la flor - brócoli, coliflor


Fruta inmadura - pepino, arveja, zapallito


Fruta madura - melón, sandía, tomate, zapallo

Familias - Umbelíferas
           Solanáceas
           Crucíferas

Algunas plantas crecen a partir de una semilla, florecen y, a su vez,
producen semillas en un solo año.  Son anuales y como tasles
no acumulan muchos alimentos, porque todo lo que sintetizan lo utilizan
para sus urgencias inmediatas, esto es, para fabricar tejidos para
crecer o preprar su futura semilla. Otras plantas tienen una vida
de dos o más años.  Excepto en las zonas tropicales, hay un reloj
biológico que limita el crecimiento a unos meses del año determinados.
En invierno, los árboles de hojas caducas las pierden y las zonas
superficiales de la planta tambien se marchitan, como se observa en
las herbáceas.  Estas plantas, sin embargo, tienen reservas hasta
la primavera, con las cuales mantienen un metabolismo de supervivencia
o basal.  Los órganos donde guardan estas reservas pueden ser raíces
o tallos modificados, segun la especie.


En invierno se detiene el crecimiento de los árboles de la zona templada.

En ellos los productos de reserva elaborados, que son los mismos que
usa para el crecimiento, se acumulan ya sea en los tejidos vivos de
la corteza, ya sea en los del leño. Al llegar la primavera, el reloj
biológico activa ciertas enzimas que digieren esos tejidos y los hacen
solubles, con lo cual pueden ser transportados por la savia ascendente
hasta los órganos que se están formando en las yemas (zonas meristemáticas).

Al poco tiempo estos órganos empiezan a consumir CO2, la fuente
de carbono gaseoso que indica el comienzo del proceso de producción
fotosintética de su propio alimento. Cuando las condiciones son favorables,
se produce alimento en exceso y se lo manda en almacenaje para el
invierno próximo.  
Por este motivo, cuando se observa el tronco cortado
transversalmente de un árbol, se aprecian los anillos concéntricos,
con zonas claras seguidas de oscuras. La clara corresponde a la primavera:

en ese momento la madera tiene poca fibra y muchos vasos por donde
puede circular un flujo importante de savia. La oscura correponde
a la madera otoñal, con circulación disminuida, mucha fibra y pocos
vasos. La acumulación de reservas en raíces que presentan hinchamientos
es común en plantas bienales, esto es, las que crecen y acumulan alimento
el primer año y que florecen y se marchitan al siguiente. La zanahoria
es un ejemplo excelente.  Al recolectarla al cabo del primer año,
el hombre puede utilizar el alimento preparado por la planta para
su vida durante el segundo año, que así se interrumpe.


Muchas plantas de tubérculo comienzan sus raíces a partir de pequeños
brotes iniciales, que luego se hinchan a medida que el resto de la
planta emergente le proporciona reservas alimenticias. La zona aérea
muere.  Cada tubérculo, con su brote, garante un segundo año especializado
en florecer. En jardinería se reconocen con facilidad las flores que
surgen de los tubérculos.


Los tallos subterráneos constituyen los órganos de reserva más extendidos.

Varían en su estructura, lo cual se observa en las raíces.  Hay rizomas
que son tallos subterráneos horizontales, que se encuentran en muchas
hierbas. No siempre se encuentra que los rizomas acumulan alimentos.
Si lo hacen, son muy gruesos. La papa, Solanum tuberosum, tiene
tubérculos, nombre que recibe la parte hinchada subterránea del tallo
que acumula alimentos. Cuando se separa del resto de la planta, el
tubérculo entero o partido sirve de elemento reproductor.


Observado al microscopio, un corte fino del tubérculo de la papa muestra
ciertas células poliédricas, llenas de granos de almidón.  Si el corte
fue obtenido de una papa arrugada por estar germinando, vemos que
el almidón está en proceso de ser digerido.  Nos damos cuenta así
que el almidón es la sustancia de reserva y sabemos que dos enzimas,
la alfa- y la beta- amilasa, son las responsables del proceso de digestión
o hidrólisis del almidón, produciendo glucosa,, que es utilizada en
las zonas meristemáticas y en otras.


Existen dos estructuras subterráneas diferentes, denominadas cormos
y bulbos. Los cormos que son bulbos sólidos muestran que
las reservas se depositan en el tallo que se ha hinchado, mientras
que los bulbos muestran que fueron hojas reducidas a escamas o bases
de las hojas del año anterior que sirvieron de sitio para el hinchamiento
de reserva.




esquema de la zanahoria


rizoma del sello de Salomón


semilla del poroto


raíces tuberosas de la dalia


bulbo del tulipán


tulipán florecido


cormo


cormo de invierno del azafrán


antiguo y nuevo cormo


EL INVENTO DE LA SEMILLA

La función de las semillas nos hace acordar a la de las esporas de las bacterias y a los cigotos de las algas de agua dulce, aunque éstas son mucho más sencillas en su estructura. Las semillas tienen un embrión o germen, un depósito de tejido nutritivo o endosperma y una cubierta protectora. Son así un alimento perfecto para otras especies.

La semilla es una estructura protectora donde la planta en embrión permanece inactiva (no hay gatillo) hasta que el homeobox indique que hay condiciones favorables para el comienzo del proceso de crecimiento. El gatillo para una semilla puede ser de dos tipos muy opuestos. Por un
lado puede ser por el agua que pasa por los tegumentos y por otro lado, cuendo los tergumentos son herméticos, hay que esperar a que suceda el incendio de un bosque, la abración por el suelo, algunos mecanismos asociados con el pasaje a través del tracto de un ave o de otros animales o la deposición en bóñigas.

Como contramedidas, las semillas

* extreman su aw (actividad acuosa) lo más baja posible, lo cual las convierte en autopreservantes (se preservan casi sin necesidad de tecnología de alimentos alguna, excepto secarla a veces un poco en secaderos durante su ensilado)

* desarrollan toxinas amargas "antipajarito" como el poroto de soja.

En condiciones favorables la semilla, que es un óvulo maduro fecundado con sus reservas, habrá de germinar y dar origen a una plántula.  En la industria alimentaria hay ejemplos de utilización en gran escala de ese proceso, tanto en las malterías, anexas o nó a las cervecerías, donde la semilla de cebada se transforma en húsar, nombre que hace recordar
a los morriones de los soldados de ese nombre, fig.y


fig y - Húsar de cebada

como también en la preparación de brotes de soja para comidas de tipo oriental.

En uno y otro caso, la proliferación de enzimas es asombrosa.
Los granos de los cereales y de los oleaginosos son los alimentos de mayor comercialización internacional del mundo, con motivo de su condición de autopreservantes.

Como ejemplo seleccionemos el trigo. El fruto tiene el germen o embrión, rico en aceite (3% del total), el endosperma (80 % con relativamente alto contenido de almidones y proteínas, estas últimas un 72 % del total para todo el grano, total que suma entre un 9 y un 12 %) y el salvado o afrecho que es la cubierta seminal y el tegumento exterior de celulosa indigerible para el humano (14 % del grano).  El salvado es una típica fibra dietaria, cuyo valor como ingesta es interesante de estudiar, estando relacionado con la circulación de los alimentos por el tracto intestinal.


SELECCION

El biólogo especialista en semillas busca provocar presiones de selección para la obtención tanto de tamaños como de contenidos en especies químicas y aw óptimos para los intereses comerciales humanos (por ejemplo, el empleo de maíces flint que pueden exportarse a través del trópico en lugar del maíz dent - o diente de caballo - que hay
que aprovechar domésticamente, o bien la obtención de granos de maíz tipo pisingallo que formen palomitas o florcillas al ser calentados).
En general se puede señalar que los fabricantes de productos alimentarios están ejerciendo una presión de selección
espectacular en algunos centenares de especies, ya que sólo adquieren lo que les conviene y dejan sin mercado las especies subóptimas (las cebollas - que no son semillas - se pagan por kilogramo, de manera que el gerente de un secadero de cebollas demanda que le provean especies que de por sí tengan menos agua, para no pagar por material desventajoso a sus propósitos). Este proceso es uno de los temas de lo que se llama dominación de la agricultura y de la industria proveedora de semillas o sementales por parte de la industria alimentaria. El dominio ha pasado del agricultor a su cliente principal.
¿Qué otros ejemplos se le ocurren a usted de este proceso de mayor dominio por parte de la industria alimentaria? 



Las semillas, como es de esperar,  están dotadas de reservas alimenticias,
que permiten a la joven planta su desarrollo hasta que pueda fabricar
su propio alimento.


Esto lo vemos en la semilla del ricino.  Está formada por el embrión
y por una masa blanquecina que la rodea denominada albumen, llena
de reservas. El albumen, al ser frotado contra una hoja de papel,
deja una mancha traslúcida que no cambia con el calor.  Esto indica
que es un lípido o grasa.  La semilla contiene aceite de ricino.
Si estudiamos al microscopio un corte de albumen, encontramos numerosos
glóbulos de grasa muy refringentes a la luz y tambien granos de aleurona,
que consiste en reserva de proteínas. En la semilla de ricino encontramos
muy poca agua, solución que este tipo de plantas han encontrado para
autopreservarse del ataque microbiano.  Si los microbios encontrasen
humedad, podrían con facilidad aprovechar sus propias alfa- y beta-
amilasas para digerir el almidón en su beneficio en ambiente acuoso.
Como los microbios no encuentran agua, cuando caen en una semilla
o grano y penetran en las reservas de almidón, este ambiente les roba
su agua por absorción, con lo cual el microbio "secado" queda en pésimas
condiciones para crecer y duplicarse.  Si en cambio la encontrasen,
podrían ingerir las reservas de la planta en su propio sustento. 
Decimos
entonces que los granos y las semillas son autopreservantes y que
la naturaleza ha inventado un sistema de preservación que hallamos
en numerosos alimentos naturales, invento que denominamos "alimentos
de humedad intermedia", pues hallamos muy poca agua, pero no agua
nula.  El tecnólogo alimentario utiliza luego el mismo principio preservante
en su profesión para fabricar nutrientes formulados de tal manera
que los microorgasnismos depredarores resulten "secados" por el alimento
que de otra manera les habría provisto de sustento.


La semilla se va deshidratando rapidamente a medida que madura y esto
afecta tambien a las proteínas de la aleurona. La aleurona tenía inicialmente
sus proteínas en suspensión o disueltas.  A medida que el ambiente
se seca, cristalizan y precipitan, formando aleurona sólida tambien
autopreservada, por las mismas razones explicadas para el almidón.

En la semilla de arvejas, Phaseolus vulgaris, no encontramos
albumen.  Las reservas alimenticias están en los cotiledones. Al estudiar
un corter del cotiledón con el microscopio, hallamos las aleuronas
y el alimidón.  Un ensayo con iodo en solución tiñe el almidón de
azul.


El embrión de las plantas está desprovisto de clorofila.  Cuando se
inicia la germinación de la semilla, la plántula no tiene posibilidad
de ser autótrofa. Para sobrevivir necesita sustento de otro origen
que no sea recién fotosintetizado.   Como tiene reservas acumuladas
de la planta madre, la germinación se puede dar espontaneamente. Pero
como se ha explicado para los microorganismos, tambien en el embrión
de plántula el almidón y las aleuronas deben ser previamente digeridas
con enzimas, que resultan encontrarse en un número elevado de seres
vivientes.  Incluso el hombre posee amilasas en su saliva y otros
jugos digestivos para la pronta hidrólisis del almidón que puede llegar
a ingerir.  Con amilasas y maltasas, la plántula consigue la glucosa
que la alimenta.  Los lípidos que se encuientran en las semillas oleaginosas,
como la soja o el ricino, se transforman en compuestos intermediarios
que finalmente tambien dan glucosa. 
Los aceites no contienen agua,
por lo cual tambien contribuyen a que la semilla tenga humedad intermedia,
ayudando a detener el ataque microbiano de toda la estructura. En
cuanto a los granos de aleurona, que se encuentran en la mayoría de
las semillas, se hidrolizan bajo la acción de las proteasas, transformándose
entonces en aminoácidos.

Como hemos visto, los materiales de reserva son glúcidos (almidón),
lípidos (aceites y grasas ) y prótidos (proteínas, aleuronas).  En
la mayoría de las semillas, en el germen de la misma,  hay importantes
reservas de grasas, que son energía en forma muy concentrtada y sin
agua. Pero en el endosperma de la semilla abunda indudablemente el
almidón, la reserva más frecuente del reino vegetal, que es casi inexistente
en los tejidos del reino animal.  En este último las reservas para
los períodos de hambruna son las grasas, incluidas en los típicos
tejidos adiposos.

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