АНАТОМИЯ И МОРФОЛОГИЯ ПИЩЕВОГО СЫРЬЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ 1. Строение и химический состав растительной клетки

  • 1. Строение растительной клетки. Основные органоиды.
  • 2. Роль центральной вакуоли.
  • 3. Строение и роль клеточной стенки.
  • 4. Химический состав растительной клетки.
  • 5. Функции пластид.
  • 6. Явление плазмолиза, деплазмолиза.

Все живые организмы (кроме вирусов) состоят из клеток, иногда имеется межклеточное вещество. Строение клеток растений, грибов и животных в общих чертах едино (ядро, цитоплазма, митохондрии, мембранный комплекс с рибосомами).

При рассмотрении живой растительной клетки в обычном световом микроскопе видны следующие элементы ее структуры: клеточная стенка (оболочка), покрывающая клетку снаружи и придающая ей определенную форму; одна (или несколько) прозрачная вакуоль с клеточным соком (иногда окрашенным); цитоплазма между оболочкой и вакуолью; находящееся в цитоплазме ядро (рис. 1).

В специализированных клетках можно видеть также разнообразные пластиды и включения в виде зерен, капель, кристаллов и др.

Клеточная стенка состоит главным образом из клетчатки (целлюлозы), а также пектиновых веществ и полуклетчаток (гемицеллюлоз). Клеточная стенка обеспечивает отдельным клеткам и растениям в целом механическую прочность и опору. С течением времени клеточная стенка утолщается и грубеет за счет отложения всей ее внутренней стороны дополнительных слоев клетчатки.

Для дальнейшего упрочнения стенки ряда специализированных клеток пропитываются кутином (кутинизация), суберином (опробковение), лигнином (одревеснение) или подвергаются минерализации. Клеточная стенка не имеет пищевого значения, поскольку её компоненты не перевариваются в организме человека, однако наличие клетчатки и других пищевых волокон в пище необходимо: эти неусваиваемые вещества играют важную физиологическую роль, регулируя пищеварение.

Строение растительной клетки

Рис. 1. Строение растительной клетки

Цитоплазма - сложный по составу, вязкий коллоидный раствор белков, РНК, аминокислот, углеводов, нуклеотидов и других веществ. Она служит местом хранения важнейших биомолекул и осуществления многих процессов обмена веществ. Между ней и оболочкой располагается тонкая белково-липидная мембрана, или плазмолемма, не видимая в обычном световом микроскопе.

Ядро - самая крупная и самая важная структура любой живой клетки, состоящая из нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и белков. Оно служит местом хранения и воспроизведения наследственной информации, регулируя и направляя все реакции обмена веществ в клетке.

Вакуоль - мешковидная структура, наполненная клеточным соком и отграниченная от цитоплазмы тонкой мембраной (тонопластом). Клеточный сок—концентрированный водный раствор целого ряда важных пищевых и физиологически активных веществ: сахаров, аминокислот, витаминов, нуклеотидов, органических кислот (яблочной, лимонной, щавелевой, винной, янтарной и др.), минеральных солей, пигментов, алкалоидов, гликозидов, дубильных веществ и др. Пищевая ценность многих видов растительного сырья определяется именно составом клеточного сока. Антоцианы (красно-фиолетовые пигменты) клеточного сока часто обусловливают характерную окраску цветков, плодов, почек, листьев и корнеплодов.

Пластиды - крупные мембранные органоиды овальной формы, хорошо различимые с помощью светового микроскопа. В зависимости от состава, окраски и функций пластиды делятся на хлоропласты (зелёные), хромопласты (жёлто-оранжевые или красные) и лейкопласты (бесцветные).

Наиболее важную роль в жизни растения играют хлоропласты, содержащие зелёный пигмент хлорофилл: в них происходит процесс фотосинтеза и накапливается первичный крахмал. Именно хлоропласты окрашивают листья и молодые стебли многих растений в зелёный цвет.

Хромопласты содержат различные каротиноидные пигменты жёлтой, оранжевой или красной окраски. Наличием хромопластов обусловлена окраска осенних листьев, лепестков многих цветков и мякоти плодов (томатов, перца, абрикосов, рябины, шиповника и др.), а также корнеплодов моркови.

Эти пластиды весьма разнообразны по форме: дисковидные, треугольные, игловидные, палочковидные, линзовидные и др. Разнообразие связано с тем, что каротиноиды легко кристаллизуются и разрывают мембрану пластид; эти кристаллы и определяют форму хромопластов. В бесцветных пластидах (лейкопластах) чаще всего откладывается вторичный (запасной) крахмал, образующийся из сахаров, поступающих из листьев в резервные органы (клубни, корнеплоды, семена и др.). Такие пластиды называют амилопластами, или крахмальными зёрнами. Все пластиды способны к взаимным превращениям [17, с. 76].

Обычно концентрация веществ клеточного сока в вакуолях выше, чем концентрация окружающего раствора, и по закону осмоса вода извне поступает внутрь клетки, как бы «стремясь» выровнять концентрации. Поэтому в клетках, не испытывающих недостатка в воде, цитоплазма плотно прилегает к внутренней стороне клеточной стенки под действием определённого внутреннего давления клеточного сока на цитоплазму и оболочку, называемого тургорным давлением. Благодаря тургорному давлению ткани и органы живого растения находятся в упругом, напряжённом состоянии. При недостатке влаги тургорное давление в клетках падает, а растение увядает.

Если поместить клетку в раствор, концентрация веществ в котором выше, чем в клеточном соке (гипертонический раствор), то тургор исчезнет, цитоплазма постепенно отстанет от клеточной стенки и сожмётся. Такое явление называется плазмолизом. Оно объясняется тем, что вода устремится из вакуоли (где её содержание выше) сквозь слой цитоплазмы наружу. Явление плазмолиза удобно наблюдать на объектах, клеточный сок которых окрашен. Процесс плазмолиза обратим: при замене гипертонического раствора на воду тургорное состояние быстро восстанавливается (деплазмолиз). Плазмолиз происходит только в живой клетке. В товароведной практике с явлением плазмолиза встречаются при увядании нежных плодов и овощей, консервировании пищевого сырья путём посола, квашения, засахаривания [17, с. 106].

Химический состав растительной клетки. Продукты растительного происхождения являются основными источниками углеводов для человека. Углеводы растений представлены сахарами, крахмалом, клетчаткой и пектиновыми веществами.

Непосредственно и практически полностью усваиваются сахара. Это в основном фруктоза (арбузы, семечковые), сахароза (абрикосы, персики, сливы, бананы), глюкоза (ягоды, вишня, черешня).

Крахмал накапливается в растениях в виде запасного вещества. Его содержится в бананах до 20 %, в яблоках - до 2 %. Больше всего крахмала содержат клубни картофеля (14-25 %), кукуруза (8 %), зеленый горошек (5-6 %).

Клетчатка составляет в среднем до 2 % сырой массы плодов и овощей. Целлюлоза входит в состав клеточных стенок, в кожице плода больше, чем в мякоти.

Пектиновые вещества - это полимерные соединения, находящиеся в наружном слое клеточных стенок и срединных пластинках. В присутствии сахаров и кислот эти вещества способны образовывать студни.

Органические кислоты играют важную роль в формировании вкуса овощей и плодов. В плодах кислот больше, чем в овощах. Содержание кислот зависит от вида, сорта, степени зрелости плодов и овощей. Так, в лимонах содержится до 8 % кислот, в томатах и щавеле - до 1-1,5 %. Яблочная кислота содержится в семечковых и косточковых плодах, томатах; лимонная - в цитрусовых, клюкве, смородине; винная - в винограде. Щавелевая кислота имеется в щавеле, ревене, в небольшом количестве в апельсинах, вишне; салициловая кислота - в малине, землянике, вишне; бензойная - в клюкве.

Плоды и овощи могут содержать разные кислоты, причем их состав может меняться в ходе созревания и в дальнейшем при хранении.

Гликозиды - это сложные соединения моносахарида (чаще глюкозы) со спиртами, фенолами, кислотами, альдегидами. Они придают продовольственному сырью растительного происхождения специфический аромат и часто характерный горьковатый вкус.

Так, амигдалин содержится в семенах горького миндаля, слив, вишни, яблок, айвы. При воздействии определенных ферментов он может превращаться в синильную кислоту - сильнейший яд.

Соланин, ядовитое вещество, содержится в картофеле, баклажанах, незрелых томатах. При прорастании и при действии света количество его возрастает, и, если концентрация превышает допустимую, он может вызвать отравление.

Капсаицин гликозид, содержащийся в плодах жгучего перца, придает его плодам острый и жгучий вкус.

Синигрин содержится в корневищах хрена и семенах горчицы, и при его гидролизе образуется горчичное масло, обладающее специфическим запахом и острым вкусом.

Растительные пигменты (красящие вещества) также влияют на качество растительного сырья, придавая им свойственную окраску.

Антоцианы - пигменты клеточного сока, обуславливают красную, синюю или фиолетовую окраску плодов и овощей.

Флавоноиды придают овощам и плодам желтую и оранжевую окраску. К ним относится кверцитин - красящее вещество сухих чешуй лука. Антоцианы и флавоноиды по химической природе -гликозиды и многие плоды содержат их смесь.

Хлорофилл - зеленый пигмент растений, находится в хлоропластах растительных клеток. При созревании плодов и овощей хлорофилл разрушается и зеленая окраска исчезает.

Каротиноиды придают плодам и овощам оранжевую, желтую, иногда красную окраску. Наиболее важен из них каротин (провитамин А), он придает оранжевый цвет корнеплодам моркови и плодам абрикосов, содержится в цитрусовых, персиках, томатах и др.

Дубильные вещества растительного происхождения - таниды придают вяжущий вкус. Они больше всего содержатся (до 1,5 %) в плодах хурмы, кизила и черемухи.

Жиры являются запасным источником энергии в обмене веществ растительных клеток. Больше всего жиров в семенах. Орехи могут содержать до 60-68% жира. Но в среднем растительное продовольственное сырье содержит мало жиров и является низкокалорийным продуктом.

Эфирные масла - это ароматические, летучие смеси органических веществ, вырабатываемые растениями. Они накапливаются в цитоплазме и межклетниках и являются вторичными. Аромат плодов создается комбинацией эфирных масел, присущих данному виду. Запах цитрусовых, например, - это сочетание эфирных масел: лимонена, цитраля, линалоола и других веществ. В кожуре цитрусовых их содержится до 1,5-2,5 %.

Эфирные масла чеснока и лука обладают фитонцидными свойствами. Таким веществом является аллицин, придающий чесноку характерный запах.

Минеральные вещества входят в состав растворов органических и минеральных кислот, а также в состав белков, ферментов, пигментов и других веществ. Их содержание составляет от 0,55 до 1,5 %, причем более половины этого количества приходится на калий.

Фосфор содержится в ягодах, свежих огурцах, кальций - в капусте, салате, моркови, зелени свеклы, ягодах; соли железа - в моркови, свекле, томатах, землянике, малине, яблоках, грушах, абрикосах; магний - в фасоли, горохе, картофеле, моркови, капусте.

Витамины. Продукты растительного происхождения являются важнейшим источником витаминов.

Витаминами С и Р богаты ярко окрашенные плоды, обладающие вяжущим терпким вкусом. В кожуре витаминов больше, чем в мякоти. Витамин С при хранении плодов разрушается, при охлаждении процесс разрушения замедляется.

Витамин А в организме образуется из каротина, который содержится в желтых плодах и корнеплодах, а также в зеленых листьях. Витамином К богаты шпинат и капуста. Фолиевая кислота содержится в зеленых листьях, черной смородине, капусте.

Витамин В6 содержится в картофеле, капусте, зеленом луке, бананах, груше. Он участвует в белковом обмене.

Витамина РР больше всего в зеленом горошке, картофеле, сладком красном перце, петрушке, чесноке.

В заключение необходимо указать, что при тепловой обработке происходит разрушение большинства витаминов, в воду переходят минеральные вещества. Поэтому овощи следует опускать в кипящую воду, ограничивая время варки и больше плодов и овощей употреблять в свежем виде [4, с. 16].

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >