¿Qué cambios ocurren en el almidón durante la maduración y envejecimiento de frutas y verduras? El calcio juega un papel inconmensurable en las plantas. Las funciones fisiológicas del calcio están relacionadas con los componentes de la pared celular. El calcio es un elemento de la estructura vegetal, compuesto principalmente por pectato de calcio, proteína calmodulina, fitato de magnesio, etc. Las vacuolas contienen una gran cantidad de calcio de ácido orgánico, como oxalato de calcio, citrato de calcio, malato de calcio, etc. El calcio puede estabilizar las membranas y paredes celulares, participar en la transmisión de segundos mensajeros, regular la ósmosis y actuar como enzimas. En primer lugar, la estabilización del calcio de la membrana celular puede estabilizar la estructura de la biopelícula y mantener la integridad celular. Su mecanismo de acción se basa principalmente en unir fosfatos y fosfatos en la superficie de las biopelículas con grupos hidroxilo de proteínas. Mejora la estabilidad e hidrofobicidad de la membrana y juega un papel importante en la absorción selectiva, crecimiento, senescencia, transmisión de información y resistencia al estrés de las plantas. Se puede resumir en: 1. Mejorar la capacidad de absorción selectiva de las biopelículas. Cuando falta calcio, la estructura de la membrana protoplásmica de las células vegetales se desintegra por completo y la permeabilidad aumenta, lo que resulta en un aumento de la materia orgánica de bajo peso molecular y la extravasación de iones inorgánicos. 2. Mejorar la capacidad de adaptación a la presión ambiental. La aplicación de fertilizante de calcio puede mejorar la capacidad de absorción selectiva de la membrana, reducir los efectos tóxicos de los metales pesados o sustancias ácidas en las plantas y aumentar la resistencia de las plantas al daño por sal, congelación, sequía, daño por calor y plagas y enfermedades. 3. Prevenir el envejecimiento prematuro de las plantas. Los síntomas clásicos del envejecimiento prematuro son muy similares a los de la deficiencia de calcio en las plantas. Durante la maduración del fruto, la senescencia de las plantas está estrechamente relacionada con la producción de etileno. El calcio puede reducir la biosíntesis de etileno al regular la permeabilidad de la membrana celular, retrasando así la senescencia; además, las propiedades de frescura y almacenamiento de los frutos poscosecha están relacionadas con la intensidad de la respiración. El contenido de calcio en los frutos afecta la intensidad respiratoria porque el calcio regula la permeabilidad de la membrana, limitando la difusión de sustratos desde la vacuola al sistema respiratorio en el citoplasma, reduciendo así el catabolismo de los sustratos endógenos. Por tanto, si la fruta contiene suficiente calcio, la estructura de la membrana permanecerá intacta, retrasando el envejecimiento de la fruta y alargando su vida útil. 4. Mejorar la calidad de los cultivos. En las primeras etapas del desarrollo del órgano de almacenamiento, si el contenido de calcio es bajo, aumentará la permeabilidad de la membrana citoplasmática, lo que es beneficioso para el transporte de azúcar, carbohidratos y otras materias orgánicas a través del floema hasta el órgano de almacenamiento, y puede efectivamente aumentar el contenido de azúcar de los productos hortofrutícolas. Cuando el contenido de calcio en las frutas maduras es alto, puede prevenir eficazmente la pudrición de la fruta durante el almacenamiento poscosecha, extender el período de almacenamiento y mejorar la calidad del almacenamiento de las frutas. 2. Pared celular estable La pectina es un componente importante de la pared celular de las plantas y desempeña un papel importante en el mantenimiento de la dureza de la fruta y la mejora de la capacidad de almacenamiento de la misma. La mayor parte del calcio de las plantas puede formar pectato de calcio con ácido péctico en la capa adhesiva de las paredes celulares de las plantas, inhibiendo el daño del ácido péctico a otros componentes de la pared celular. Por tanto, existen abundantes sitios de unión al calcio en la pared celular. En las células vegetales bien desarrolladas, el calcio se distribuye principalmente en el exterior del mesotelio y la membrana plasmática, lo que puede fortalecer la combinación de la estructura de la pared celular y las células y conectar las células. Cuando falta calcio, la pared celular se desintegra, la pared celular y el mesotelio se ablandan y las células se rompen para producir viruela amarga, núcleo acuoso y núcleo podrido. La deficiencia de calcio también reduce la dureza de la pared celular, reduciendo así la resistencia de la célula. a enfermedades fúngicas que provocan el agrietamiento de los frutos. 3. La deficiencia de calcio, que promueve el alargamiento y la división celular, destruye la combinación de las paredes celulares e inhibe la formación de las paredes celulares; también puede desintegrar las paredes celulares existentes e inhibir el alargamiento celular. Además, el calcio es necesario para la división celular. Después de la división celular, el núcleo que separa las dos células hijas es la forma inicial de mesotelio, que está compuesto de pectina cálcica. En ausencia de calcio, las placas celulares no pueden formarse y las células hijas no pueden separarse, por lo que aparecen células binucleadas. Por ejemplo, cuando el meristemo de la raíz de la cebolla tiene deficiencia de calcio, aparecerán células binucleadas. Con el tiempo, el punto de crecimiento morirá porque las células no pueden dividirse. 4. Participa en la transmisión del segundo mensajero. El calcio puede unirse a la calmodulina, activar muchas enzimas clave en las plantas y regular el metabolismo celular. La calmodulina es una proteína ácida con alta estabilidad molecular, resistencia al calor y bajo peso molecular. La calmodulina, como proteína receptora de calcio, regula muchas actividades fisiológicas dependientes del calcio en las células, como la división celular, el movimiento celular, la transmisión de información intracelular, la fotosíntesis de las plantas y la regulación hormonal. En la mitosis, el huso que separa los cromosomas está compuesto de microtúbulos y el complejo de calmodulina puede afectar la despolimerización de los microtúbulos. Por tanto, la deficiencia de calcio dificultará el crecimiento del huso, inhibiendo así la división celular. 5. Regulación de la ósmosis y acción enzimática en células foliares con vacuolas. La mayor parte del calcio existe en las vacuolas, lo que desempeña un papel importante en el equilibrio de aniones y cationes en las vacuolas. La formación de oxalato de calcio en la vacuola ayuda a mantener en un nivel bajo la concentración de iones de calcio libres en la vacuola y el cloroplasto. Debido a que el oxalato de calcio tiene una solubilidad muy baja, su formación es importante para la regulación osmótica celular. El calcio es un activador de algunas enzimas importantes. Aumenta la actividad de la alfa-amilasa y la fosfolipasa e inhibe la actividad de la proteína quinasa y la piruvato quinasa.
El calcio puede neutralizar los ácidos orgánicos producidos durante el metabolismo para formar ácidos orgánicos insolubles como oxalato de calcio, citrato de calcio y malato de calcio, regulando así el valor del pH y estabilizando el entorno intracelular. El calcio puede promover la absorción de nitrógeno nitrato y está relacionado con el metabolismo del nitrógeno. Ayuda a reducir los nitratos en las plantas, neutraliza los ácidos orgánicos en las plantas y desintoxica los ácidos orgánicos producidos durante el metabolismo. Por ejemplo, el calcio puede formar cristales de oxalato de calcio con el ácido oxálico generado para evitar los efectos adversos del exceso de ácido oxálico. El calcio juega un papel importante en el crecimiento de las plantas y la rigidez del tallo, y también afecta la formación de granos. Muchas semillas contienen fitato de magnesio.