Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Биохимия сельскохозяйственной продукции: учеб.

17.4.3. Изменение химического состава клубней картофеля при созревании

Одна из основных особенностей картофеля заключается в том, что большую часть продуктов ассимиляции растение запасает в клубнях. При этом клубни могут быть использованы в качестве специализированных органов размножения, пластические вещества которых обеспечивают в начальный период созревания рост растения и образование корневой системы. С переходом на автотрофное питание значение материнского клубня ослабляется. При этом в течение 25...30 суток после посадки картофель развивается преимущественно за счет материнского клубня, а в период между концом бутонизации и началом цветения использование питательных веществ материнского клубня прекращается.

Новые клубни картофеля начинают формироваться уже на стадии бутонизации растений. Рост клубней сопровождается активацией процессов синтеза белков и крахмала. Для протекания синтетических процессов в клубнях требуются моно- и олигосахариды, которые поступают из надземных органов растения. Только часть из них расходуется в процессе синтеза крахмала, а остальные углеводы участвуют в энергетических процессах клеток. В процессе созревания картофеля в клубнях формируются все его основные составные части. Так, естественная перидерма у клубней картофеля возникает с началом вторичного роста из феллогена, который закладывается в результате тангенальных делений клеток эпидермиса и клеток первичной коры, расположенных под эпидермисом. Причем деятельность феллогена с окончанием вегетации не прекращается, а продолжается в течение всего периода хранения.

В столоне картофельного растения более интенсивно развиваются механическая ткань и проводящая система, а в клубне — паренхима. Последняя представляет собой запасающую ткань, в которой откладываются крахмал и другие биогенные молекулы, используемые в дальнейшем при прорастании клубней. Резерв углеводов создается за счет притока веществ из листьев растения и моно- и олигосахаридов, а также из синтезируемых в клетках паренхимы углеводов.

В начале созревания клубень, как и столон, покрыт эпидермисом, который состоит из живых крупных клеток, располагающихся плотно друг к другу в один слой. При достижении клубней размера в 1,5...2,0 см эпидермис начинает заменяться перидермой, состоящей из очень плотно прилегающих клеток прямоугольной формы. Перидерма, в отличие от эпидермиса, представляет собой комплекс тканей, состоящих как из живых, так и омертвевших клеток. Основные изменения в клубне происходят в зоне сосудистых пучков, так как паренхима, расположенная в этой части, начинает интенсивно разрастаться. В результате сосудистые пучки начинают рассеиваться по клубню. Особенно сильно разрастается паренхима флоэмы, благодаря чему и увеличивается размер клубня.

В период созревания картофеля активно развивается и меристема- тическая ткань, состоящая из мелких клеток. Меристематическая ткань является самой жизнеспособной и служит для образования новых органов — побегов, корней, цветков. В меристематической ткани активизируются биохимические процессы, обусловливающие переход клубней в состояние покоя. При этом состояние покоя клубней обусловлено отсутствием определенных биологически активных веществ, без которых содержащиеся в растении вещества не могут быть использованы для построения новых тканей и органов. Кроме того, в период покоя в клетках меристемы накапливаются природные ингибиторы роста (этилен, АБК, фенолы, альдегиды, спирты и др.), действие которых подавляет активность ДНК и РНК, а также ферментативных комплексов. При этом понижается дыхательная активность митохондрий, разобщается механизм окислительного фосфорилирования, уменьшается синтез АТФ. Окислительная активность митохондрий может снизиться на 30...70%.

Неоднородность строения тканей клубня обусловливает переменность состава биогенных молекул, а также разную активность биохимических процессов, протекающих в клубнях картофеля как в период созревания, так и покоя. В период созревания происходит активное деление клеток, которое сопровождается высокой активностью генома и ферментативных систем. Поэтому часть углеводов расходуется на синтез АТФ.

При формировании клубней большое значение имеет наличие в почве достаточного количества воды и микроэлементов. Клубни картофеля в период созревания способны накапливать до 87 % воды, а микроэлементы участвуют в функционировании биогенных молекул. Особенно пагубно на рост клубней оказывает недостаток в почве бора и марганца. При этом бор необходим как для образования клеток, так и синтеза углеводов. Марганец участвует в каталитическом действии многих ферментов (глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа, сукцинатдегидрогеназа, гексокиназа и др.). Дефицит этих элементов может быть обусловлен неблагоприятными погодными условиями и высоким pH.

На завершающем этапе созревания клубни картофеля содержат очень мало моно- и олигосахаридов, количество которых в этот период может доходить до 0,7 % сырой массы, или 2,8 % сухой массы. Причем на глюкозу приходится около 65 %, на сахарозу — 30, фруктозу — 5 %. Больше всего сахаров накапливается в пуповинной и меньше — в верхней части клубня. В наружных и внутренних частях клубня общее содержание сахаров почти не различается, но в наружных слоях преобладает сахароза, а в центральной части — моносахариды.

При отмирании у растений листьев клубнеобразование ускоряется, при этом скорость синтеза крахмала возрастает. Рост клубней сопровождается накоплением в клубнях крахмала, а процессы синтеза белков несколько замедляются. На протекание этих процессов оказывает влияние питание растений, а также влажность почвы и температура среды.

Зрелые клубни находятся в состоянии покоя, который обусловлен пребыванием в покое клеток меристемы. Однако пробковый камбий в этот период находится в активном состоянии, сохраняя способность восстанавливать при ранениях кожуру из клеток коры. Состояние покоя клубней развивается постепенно и характеризуется малой интенсивностью дыхания. В состоянии покоя клубни не прорастают даже при наличии оптимальных для роста условий внешней среды. Как биологический механизм покой клубней картофеля генетически детерминирован и является одним из сортовых признаков растений данного вида. При этом покой клубней во время хранения может продолжаться от одного до трех месяцев в зависимости от условий среды.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы