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 ra�ces menores) - hongos edibles

Ra�ces - remolacha, zanahoria.


Tallos - esp�rrago, cardo, palmito


Tub�rculo - 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 - br�coli, coliflor


Fruta inmadura - pepino, arveja, zapallito


Fruta madura - mel�n, sand�a, tomate, zapallo

Familias - Umbel�feras
           Solan�ceas
           Cruc�feras

Algunas plantas crecen a partir de una semilla, florecen y, a su vez,
producen semillas en un solo a�o.  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 m�s a�os.  Excepto en las zonas tropicales, hay un reloj
biol�gico que limita el crecimiento a unos meses del a�o determinados.
En invierno, los �rboles de hojas caducas las pierden y las zonas
superficiales de la planta tambien se marchitan, como se observa en
las herb�ceas.  Estas plantas, sin embargo, tienen reservas hasta
la primavera, con las cuales mantienen un metabolismo de supervivencia
o basal.  Los �rganos donde guardan estas reservas pueden ser ra�ces
o tallos modificados, segun la especie.


En invierno se detiene el crecimiento de los �rboles 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 le�o. Al llegar la primavera, el reloj
biol�gico activa ciertas enzimas que digieren esos tejidos y los hacen
solubles, con lo cual pueden ser transportados por la savia ascendente
hasta los �rganos que se est�n formando en las yemas (zonas meristem�ticas).

Al poco tiempo estos �rganos empiezan a consumir CO2, la fuente
de carbono gaseoso que indica el comienzo del proceso de producci�n
fotosint�tica de su propio alimento. Cuando las condiciones son favorables,
se produce alimento en exceso y se lo manda en almacenaje para el
invierno pr�ximo.  
Por este motivo, cuando se observa el tronco cortado
transversalmente de un �rbol, se aprecian los anillos conc�ntricos,
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 oto�al, con circulaci�n disminuida, mucha fibra y pocos
vasos. La acumulaci�n de reservas en ra�ces que presentan hinchamientos
es com�n en plantas bienales, esto es, las que crecen y acumulan alimento
el primer a�o y que florecen y se marchitan al siguiente. La zanahoria
es un ejemplo excelente.  Al recolectarla al cabo del primer a�o,
el hombre puede utilizar el alimento preparado por la planta para
su vida durante el segundo a�o, que as� se interrumpe.


Muchas plantas de tub�rculo comienzan sus ra�ces a partir de peque�os
brotes iniciales, que luego se hinchan a medida que el resto de la
planta emergente le proporciona reservas alimenticias. La zona a�rea
muere.  Cada tub�rculo, con su brote, garante un segundo a�o especializado
en florecer. En jardiner�a se reconocen con facilidad las flores que
surgen de los tub�rculos.


Los tallos subterr�neos constituyen los �rganos de reserva m�s extendidos.

Var�an en su estructura, lo cual se observa en las ra�ces.  Hay rizomas
que son tallos subterr�neos 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
tub�rculos, nombre que recibe la parte hinchada subterr�nea del tallo
que acumula alimentos. Cuando se separa del resto de la planta, el
tub�rculo entero o partido sirve de elemento reproductor.


Observado al microscopio, un corte fino del tub�rculo de la papa muestra
ciertas c�lulas poli�dricas, llenas de granos de almid�n.  Si el corte
fue obtenido de una papa arrugada por estar germinando, vemos que
el almid�n est� en proceso de ser digerido.  Nos damos cuenta as�
que el almid�n es la sustancia de reserva y sabemos que dos enzimas,
la alfa- y la beta- amilasa, son las responsables del proceso de digesti�n
o hidr�lisis del almid�n, produciendo glucosa,, que es utilizada en
las zonas meristem�ticas y en otras.


Existen dos estructuras subterr�neas diferentes, denominadas cormos
y bulbos. Los cormos que son bulbos s�lidos 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 a�o anterior que sirvieron de sitio para el hinchamiento
de reserva.




esquema de la zanahoria


rizoma del sello de Salom�n


semilla del poroto


ra�ces tuberosas de la dalia


bulbo del tulip�n


tulip�n florecido


cormo


cormo de invierno del azafr�n


antiguo y nuevo cormo


EL INVENTO DE LA SEMILLA

La funci�n 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 �stas son mucho m�s sencillas en su estructura. Las semillas tienen un embri�n o germen, un dep�sito de tejido nutritivo o endosperma y una cubierta protectora. Son as� un alimento perfecto para otras especies.

La semilla es una estructura protectora donde la planta en embri�n 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 herm�ticos, hay que esperar a que suceda el incendio de un bosque, la abraci�n por el suelo, algunos mecanismos asociados con el pasaje a trav�s del tracto de un ave o de otros animales o la deposici�n en b��igas.

Como contramedidas, las semillas

* extreman su aw (actividad acuosa) lo m�s baja posible, lo cual las convierte en autopreservantes (se preservan casi sin necesidad de tecnolog�a 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 �vulo maduro fecundado con sus reservas, habr� de germinar y dar origen a una pl�ntula.  En la industria alimentaria hay ejemplos de utilizaci�n en gran escala de ese proceso, tanto en las malter�as, anexas o n� a las cervecer�as, donde la semilla de cebada se transforma en h�sar, nombre que hace recordar
a los morriones de los soldados de ese nombre, fig.y


fig y - H�sar de cebada

como tambi�n en la preparaci�n de brotes de soja para comidas de tipo oriental.

En uno y otro caso, la proliferaci�n de enzimas es asombrosa.
Los granos de los cereales y de los oleaginosos son los alimentos de mayor comercializaci�n internacional del mundo, con motivo de su condici�n de autopreservantes.

Como ejemplo seleccionemos el trigo. El fruto tiene el germen o embri�n, rico en aceite (3% del total), el endosperma (80 % con relativamente alto contenido de almidones y prote�nas, estas �ltimas 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 t�pica fibra dietaria, cuyo valor como ingesta es interesante de estudiar, estando relacionado con la circulaci�n de los alimentos por el tracto intestinal.


SELECCION

El bi�logo especialista en semillas busca provocar presiones de selecci�n para la obtenci�n tanto de tama�os como de contenidos en especies qu�micas y aw �ptimos para los intereses comerciales humanos (por ejemplo, el empleo de ma�ces flint que pueden exportarse a trav�s del tr�pico en lugar del ma�z dent - o diente de caballo - que hay
que aprovechar dom�sticamente, o bien la obtenci�n de granos de ma�z tipo pisingallo que formen palomitas o florcillas al ser calentados).
En general se puede se�alar que los fabricantes de productos alimentarios est�n ejerciendo una presi�n de selecci�n
espectacular en algunos centenares de especies, ya que s�lo adquieren lo que les conviene y dejan sin mercado las especies sub�ptimas (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 s� tengan menos agua, para no pagar por material desventajoso a sus prop�sitos). Este proceso es uno de los temas de lo que se llama dominaci�n 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.
�Qu� 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,  est�n 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.  Est� formada por el embri�n
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 trasl�cida que no cambia con el calor.  Esto indica
que es un l�pido o grasa.  La semilla contiene aceite de ricino.
Si estudiamos al microscopio un corte de albumen, encontramos numerosos
gl�bulos de grasa muy refringentes a la luz y tambien granos de aleurona,
que consiste en reserva de prote�nas. En la semilla de ricino encontramos
muy poca agua, soluci�n que este tipo de plantas han encontrado para
autopreservarse del ataque microbiano.  Si los microbios encontrasen
humedad, podr�an con facilidad aprovechar sus propias alfa- y beta-
amilasas para digerir el almid�n 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 almid�n, este ambiente les roba
su agua por absorci�n, con lo cual el microbio "secado" queda en p�simas
condiciones para crecer y duplicarse.  Si en cambio la encontrasen,
podr�an 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 preservaci�n que hallamos
en numerosos alimentos naturales, invento que denominamos "alimentos
de humedad intermedia", pues hallamos muy poca agua, pero no agua
nula.  El tecn�logo alimentario utiliza luego el mismo principio preservante
en su profesi�n para fabricar nutrientes formulados de tal manera
que los microorgasnismos depredarores resulten "secados" por el alimento
que de otra manera les habr�a provisto de sustento.


La semilla se va deshidratando rapidamente a medida que madura y esto
afecta tambien a las prote�nas de la aleurona. La aleurona ten�a inicialmente
sus prote�nas en suspensi�n o disueltas.  A medida que el ambiente
se seca, cristalizan y precipitan, formando aleurona s�lida tambien
autopreservada, por las mismas razones explicadas para el almid�n.

En la semilla de arvejas, Phaseolus vulgaris, no encontramos
albumen.  Las reservas alimenticias est�n en los cotiledones. Al estudiar
un corter del cotiled�n con el microscopio, hallamos las aleuronas
y el alimid�n.  Un ensayo con iodo en soluci�n ti�e el almid�n de
azul.


El embri�n de las plantas est� desprovisto de clorofila.  Cuando se
inicia la germinaci�n de la semilla, la pl�ntula no tiene posibilidad
de ser aut�trofa. Para sobrevivir necesita sustento de otro origen
que no sea reci�n fotosintetizado.   Como tiene reservas acumuladas
de la planta madre, la germinaci�n se puede dar espontaneamente. Pero
como se ha explicado para los microorganismos, tambien en el embri�n
de pl�ntula el almid�n y las aleuronas deben ser previamente digeridas
con enzimas, que resultan encontrarse en un n�mero elevado de seres
vivientes.  Incluso el hombre posee amilasas en su saliva y otros
jugos digestivos para la pronta hidr�lisis del almid�n que puede llegar
a ingerir.  Con amilasas y maltasas, la pl�ntula consigue la glucosa
que la alimenta.  Los l�pidos 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 mayor�a de
las semillas, se hidrolizan bajo la acci�n de las proteasas, transform�ndose
entonces en amino�cidos.

Como hemos visto, los materiales de reserva son gl�cidos (almid�n),
l�pidos (aceites y grasas ) y pr�tidos (prote�nas, aleuronas).  En
la mayor�a de las semillas, en el germen de la misma,  hay importantes
reservas de grasas, que son energ�a en forma muy concentrtada y sin
agua. Pero en el endosperma de la semilla abunda indudablemente el
almid�n, la reserva m�s frecuente del reino vegetal, que es casi inexistente
en los tejidos del reino animal.  En este �ltimo las reservas para
los per�odos de hambruna son las grasas, incluidas en los t�picos
tejidos adiposos.

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