Cvičení č. 4

Téma :

Mikroskopické vyšetření základních surovin rostlinného původu

Cíl cvičení :

  1. Postup při identifikaci surovin rostlinného původu - mouka, škroby, vláknina a rostlinné bílkoviny

Mikroskopie rostlinných materiálů :

      Základní principy stavby jsou - rostlinná buňka pletiva tkáně orgány. Rostlinná buňka je charakterizována tvarem, velikostí, deformacemi buněčné blány a obsahem (škrob, aleuronová zrna, krystaly tuku, krystaly šťavelanu vápenatého, pigmentová tělíska).

a) Tvar rostlinných buněk

      Původní tvar rostlinných buněk je kulovitý, ale růstem a vzájemným tlakem a tahem buněk dochází k vzniku mnohostěnných tvarů. Rozeznáváme tyto typy buněk - kulovitý (buňky oblého povrchu i mnohohranné), ploché buňky (destičkové o různém obrysu) a vláknité (dlouhé, úzké, protáhlé). Kulovité a ploché buňky mají tenkou nebo jen málo ztluštělou buněčnou blánu a bohatý obsah protoplasmy - nazýváme je parenchymatickými buňkami (parenchym). Protáhlé buňky se silnějšími stěnami se nazývají prosenchymatické (prosenchym).

b) Velikost rostlinných buněk

      Rostlinné buňky mají různou velikost, důležité pro identifikaci však je to, že buňky téhož pletiva u téže rostliny mají téměř konstantní průměrnou velikost. Vedle živých buněk se setkáváme také s buňkami odumřelými, ve kterých zůstala jen ztlustlá buněčná blána. Tyto buňky jsou vyplněny vzduchem, vodou nebo obsahují různé inkluze (látky odpadní nebo zásobní) - krystaly šťavelanu vápenatého, aleuronová zrna, škrob, třísloviny, pryskyřice aj.

c) Plastidy

      Jsou to zrníčka kulovitého nebo elipsoidního tvaru. Jsou to např. leukoplasty (bezbarvé), chloroplasty (zelené, obsahují chlorofyl), chromoplasty (obsahují žlutá, oranžová, červenooranžová barviva květů, plodů - karoten).

d) Škrob

      Je nejrozšířenějším rostlinným asimilačním produktem. Tvar škrobových zrníček je charakteristický pro každou rostlinu, velikost může být až do 100 µm. Je to nejběžnější zásobní živina, uložená v různých částech a orgánech rostlin - kořeny, hlízy, semena.. Škrobová zrníčka jsou drúzy krystalků, tzv. sférokrystaly, které mají vrstevnaté složení. Štěpí se paprsčitě, jsou dvojlomná. Po vyschnutí obsahují dutinku se vzduchem. Tvar, umístění dutinky a vrstvení jsou důležitými diagnostickými znaky při vyšetřování potravin. Pouhá přítomnost škrobu se dá snadno poznat reakcí s jodovým roztokem.

e) Aleuronová zrna (proteinová, lepková)

      Vyskytují se pouze v semenech, kde představují bílkovinnou rezervní živinu. Velikost se pohybuje od 1 do 60 µm. U některých semen se nachází v povrchových buňkách endospermu (aleuronové buňky v obilce), u luštěninových semen se vyskytují v buňkách společně se škrobem.

f) Vápenaté soli a kyselina křemičitá

      Velmi často se nacházejí v buňkách krystaly šťavelanu vápenatého, leží téměř vždy uvnitř buněk. Množství, tvar a uspořádání jsou pro určité rostliny charakteristické. Kyselina křemičitá se nalézá uvnitř buněk nebo prostupuje buněčnou blánu.

g) Tuky a silice

      Tuky nacházíme často v semenech jako rezervní živinu. Jsou uloženy v protoplasmě ve formě kapiček nebo i krystalků, případně vyplňují celé buňky. Silice jsou obsaženy v aromatických rostlinách. Vyskytují se v buňkách ve formě jemné emulze, jako kapky v cytoplazmě nebo v ní tvoří vakuoly.

h) Buněčná blána

      Dodává buňkám tvar, a proto je velmi důležitým elementem při mikroskopickém vyšetřování. Mladé buňky mají jemnou tenkostěnnou blánu tvořenou téměř z čisté celulózy. Při růstu a nabývání definitivní podoby buňky dochází ke ztlušťování a ukládání různých látek - impregnace ligninem (dřevovina), suberinem (korkovina), inkrustace uhličitanem vápenatým apod.. V některých případech zůstává téměř nezměněná (dužnina plodů, dřeň), jindy může vyplnit až celý prostor buňky. Ztluštění stěn může být dostředivé, odstředivé, stejnoměrné nebo lokální. Lokální ztluštění pak bývá u cév a tracheid tvaru prstencovitého, šroubovitého nebo síťovitého. U mechanických elementů nacházíme lokální ztluštění v rozích buněk - kolenchymatické buňky (mohou to být jak buňky parenchymu tak i prosenchymu). Všestranně ztluštělé buňky se nazývají sklerenchymatické.

Cíl a význam mikroskopického vyšetření surovin rostlinného původu :

Suroviny rostlinného původu, ovlivňující strukturu a konzistenci potravin

Tyto suroviny pocházejí z různých rostlin, např. z :

Identifikace škrobů

      Škrob je velmi důležitým identifikačním činitelem při vyšetřování potravin a surovin rostlinného původu. Je podstatnou nebo vedlejší součástí chemického složení rostlin a je uložen ve formě škrobových zrn, která se vyznačují specifickým tvarem (kulovitý, čočkovitý, vejčitý, podélný, tobolkový, mnohostěnný, nepravidelný) a velikostí (1 - 150 µm). V mikroskopu zjišťujeme u některých zrn také charakteristické vrstvení, které je uspořádáno kolem jádra. Jádro je uloženo ve středu nebo mimo, a potom rozeznáváme vrstvení excentrické nebo soustředné, může být dále také rovnoběžné s obvodem, protínající obvod, jednoduché nebo dvojčaré. Jádro se jeví obvykle jako černá dutinka tečkovitá, rozeklaná, kulatá nebo štěrbinovitá, vyplněná vzduchem. Obsahuje-li zrno jedno jádro, nazýváme jej jednoduché. Může však být i složené, tzn. obsahující více jader. V polarizovaném světle vidíme na škrobových zrnech tmavý kříž. Mikroskopem (zvětšení 200-300 x) lze zjistit druh škrobu, jeho jakost a zachovalost, dále nečistoty.
      Bramborový škrob má největší zrna (70 - 100 µm), jsou buď vejčitá nebo eliptická s jádrem excentricky uloženým v užším konci a se zřejmým mimostředným vrstvením. Někdy se vyskytují zrna podvojná a potrojná.
      Pšeničný škrob (2) má dvojí zrna - velká a malá, obojí čočkovitého tvaru. Velká zrna mají velikost 10 - 40 µm, malá do 8 µm. Uprostřed je slabě zřetelné jádro a téměř nepatrné centrické vrstvení.
      Žitný škrob má zrna podobná pšeničným, velká zrna (15 - 50 µm) mají obvykle ve středu typické hvězdicovité trhlinky, malá zrna mají velikost do 9 µm.
      Kukuřičný škrob má mnohostranná, tabulkovitá zrna s hvězdičkovitě rozeklanou dutinkou. Vrstvení nebývá patrné, velikost zrn je 8 - 20 µm.
      Mouky (2) (3) z obilovin obsahují části semene (obilky) - osemení, oplodí a jejich hlavní součástí jsou škrobová zrna. Diagnostika je založena zejména na charakteristickém tvaru, velikosti a uspořádání škrobových zrn, ale také na charakteristické stavbě osemení a počtu řad buněk s aleuronovými částicemi - obilky pšenice a žita mají jednu řadu, ječmen několik.

Luštěniny a suroviny z nich

      Mikroskopická stavba všech luštěninových semen je téměř stejná, jednotlivé druhy identifikujeme podle charakteristických tvarů a velikosti palisádových a pohárkových buněk v osemení, podle struktury děložního pletiva, obsahu jeho buněk a podle tvaru škrobových zrn. Semena luštěnin mají kožovité osemení, pod kterým se u některých druhů nachází zbytek endospermu a hlavní část semene vyplňuje zárodek, složený ze dvou děloh a klíčku. Podle toho, jaká rezervní látka převládá, rozeznáváme luštěniny škrobnaté - hrách, čočka, fazole a bílkovinné - sója.

Sója

      Palisádové buňky sóji jsou klávesovité, vysoké 40 - 60 µm, u barevných semen jsou vyplněné tmavým barvivem. Pohárkové buňky jsou protáhlé, sloupkovité, se silnými podélnými stěnami. Kolenchym děloh se skládá z oblých buněk s trojhrannými mezibuněčnými prostorami, buňky obsahují bílkovinné struktury, kapičky tuku a škrobová zrníčka..
Používané suroviny ze sóji - diagnostika :

Vláknina

      Vláknina může být různého původu - bramborová, pšeničná, ovocná. základem je celulóza a hemicelulóza (stěny prázdných buněk endospermu), dále obsahuje v malém množství bílkoviny, pektiny a škroby. Preparáty nazývané vláknina se používají ke zvýšení viskozity díla, tj. emulgace. Umožňují snížit množství tuku, přičemž výrobek zůstane šťavnatý. Např. bramborová vláknina obsahuje 47 % pektinu a hemicelulózy, 23 % celulózy, 12 % škrobu, 5 % bílkovin, 9 % vody, 4 % popela.