2. Клубнеплоды

Картофель – имеет огромное значение в питании населения и по праву считается 2 –м хлебом. В пищу его широко используют в разнообразном виде из него можно приготовить свыше 100 различных блюд. Картофель служит ценным сырьем для получения различных продуктов – чипсов, карт. крупки, пюре, быстрозамороженных полуфабрикатов, а т. для производства крахмала, спирта (из 1 тонны картофеля с содержанием 17,5 % крахмала м. получить 170 кг крахмала или 112 л спирта). Важное значение имеет картофель и как кормовая культура.

Значение картофеля в питании обуславливается высоким содержанием в нем крахмала, минеральных веществ, (Ca, K, Fe), витаминов (для населения является основным источником витамина С).

Строение клубня картофеля. Клубни образуются на концах бесцветных, слабо разветвленных побегов (столонов), находящихся в почве. Столоны развиваются из листовых пазух нижней части стебля. Место прикрепления клубня к столону называется пуповиной, а противоположный конец – вершиной, на которых обычно больше глазков. Молодые клубни снаружи покрыты тонкой и легко отстающей кожицей – эпидермисом, которая является однослойной первичной покровной тканью и по мере созревания клубней заменяется перидермой, т. е. прочной вторичной покровной тканью – кожицей. В отличие от эпидермиса перидерма состоит из комплекса омертвевших (феллема) и живых тканей (феллоген и феллодерма). Но основную массу перидермы составляет феллема, состоящая из опробковевших клеток (суберинизированных клеток) прямоугольной формы, плотно прилегающих др. к др. Плотная замена эпидермиса перидермой начинается с момента образования особой вторичной ткани, когда диаметр клубней достигает 2 см., называемой феллогеном или камбием, клетки, которой способны делиться. При этом камбий всегда откладывается в виде кольца (камбиальное кольцо), а клетки его делятся в горизонтальном к поверхности клубня направлении.

Внешние покровные ткани выполняют защитные функции, предохраняя клубень от механических повреждений, проникновения микроорганизмов и потери влаги. Толщина и плотность кожицы, ее целостность, состояние пробкового слоя влияют на качество и пригодность картофеля для хранения. В кожице находятся чечевички и очаги меристиматической ткани (глазки или почки). В каждом глазке обычно 3-4 спящих пазушных почки. Чечевички развиваются под устьицами и служат аппаратом для воздухообмена.

Под кожицей находится слой коры, являющийся составной частью мякоти, но состоящий из паренхимных клеток более плотных, чем клетки мякоти; клетки коры содержат крахмальные зерна. Далее расположено кольцо сосудистопроводящих пучков (ксилема), которые, приближаясь к глазкам, образуют выступ, затем идет слой камбия, за счет которого происходит рост клубней в толщину, и, наконец, собственно паренхимная ткань, или сердцевина (мякоть), которая делится на внешнюю, богатую крахмалом, и внутреннюю (центральную) звездообразную, более водянистую, в которой крахмала содержится меньше, чем в окружающей мякоти. Сердцевина клубня состоит из крупных паренхимных клеток, в которой накапливаются питательные вещества.

Химический состав зависит от сорта, условий выращивания, зрелости клубней, сроков и условий хранения и др. В среднем картофель содержит (в % сырой массы): воды 75; крахмала -18,2; белков 2; сахаров (моно - и дисахаридов) 1,5; клетчатки 1; жиров 0,1; органических кислот (по яблочной) 0,2; веществ фенольной природы - 0,1; органических соединений (нуклеиновые кислоты, гликоалколоиды и др.) - 1,6; минеральных веществ 1,1; пектина 0,6. Содержание сухих веществ в среднем 25 %; причем их количество увеличивается от периферии к внешней сердцевине, а более к центру уменьшается, различают сорта картофеля:

• с высоким содержанием сухих веществ более 25 %,

• со средним 22-25 %,

• низким менее 22 %.

Крахмал находится в клетках в виде слоистых крахмальных зерен размером от 1 до 100 мкм, но чаще от 20 до 40 мкм, они образуются в аминопластах, находящихся в цитоплазме. В незрелом молодом картофеле зерна крахмала мелкие, почти округлые и без заметной слоистости. Крахмал составляет 75-80 % всех сухих веществ картофеля, или 95- 99 % всего количества углеводов, поэтому его содержание можно определить по удельному весу клубней. Размер крахмальных зерен влияет на консистенцию мякоти картофеля при варке.

Картофельный крахмал обычно состоит на 20 - 25 % из амилозы и на 75- 80 % из амилопектина, что влияет на его набухаемость. В клубне крахмал распределен неравномерно; в наружной сердцевине и коре его больше, чем во внутренней; в пуповинной части клубня содержание его обычно выше, чем в верхушечной; в позднеспелых сортах больше, чем в раннеспелых.

Сахара представлены глюкозой, фруктозой и сахарозой; в незначительном количестве встречается мальтоза, которая обычно появляется при прорастании картофеля. Кроме свободных сахаров, в картофеле имеются фосфорные эфиры сахаров; глюкозо-1-фосфат; фруктозо-6-фосфат; тридофосфаты и др. Часть сахаров в связанном состоянии находится в составе гликозидов и нуклеопротеидов - галактоза, рамноза, рибоза, глюкоза, повышение содержания сахара (более 1,5-2 %) отрицательно влияет на качество картофеля, например при варке он темнеет. В зрелом картофеле при нормальных условиях сахаров немного 0,5-1,5 %. в молодых клубнях сахаров обычно больше, чем в зрелых.

Азотистые вещества составляют 1,5- 2,5 %, из них значительная часть - белки. Белкового азота в целом в 1,5- 2,5 раза больше, чем небелкового. Содержание аминного азота в разных сортах картофеля составляет 67- 130 мг % (18- 31 % общего азота). Принято, что соотношение белкового, аминного и амидного азота в картофеле кратно отношению 6:3:1. Основной белок - туберин -является глобулином (55- 77 % всех белков); на долю глутаминов приходится 20- 4 %. Туберин содержит незаменимые аминокислоты (лизин, лейцин, и др.) и поэтому превосходит многие др. растительные белки. Аминокислоты находятся не только в белке (в связанном состоянии), но также и в свободном.

Азотосодержащие гликозиды (гликоалколоиды) - соланин, чаконин и скополетин, обуславливающие горечь кожицы картофеля, а иногда и мякоти, будучи сосредоточены в основном в покровных тканях, имеют значение для защиты клубней от инфекций, т. к. обладают фунгитоксичным действием на их возбудителя. Содержание соланина и чаконина очень мало от 2 до 10 мг на 100 г; отравление м. наступить, если количество гликозидов превысит 20 мг на 100 г прод-та. Соланин и чаконин имеет одинаковый агликон, не отличается по составу и строению трисахаридной цепочки, присоединенной к 3-му углеродному атому молекулы соланиидина. Больше всего гликозидов содержится в кожуре, позеленевших клубнях, ростках и ботве. При прорастании клубней иногда в них появляется горечь, т. к. соланин переходит в мякоть; в среднем соланина в коре в 3 раза больше, чем в мякоти. В картофеле, выращенном на песчаных почвах, в незрелом, а т. в мелких клубнях обычно больше соланина. Много соланина появляется в клубнях под воздействием прямого или рассеянного света. Установлено, что соланин хорошо предохраняет семенной картофель от болезней при хранении, однако для продовольственного картофеля позеленение не допустимо.

Количество витамина С в картофеле в среднем 10- 18 мг %, после хранения в течении 4- 5 месяцев 15, а ч/з месяцев 10 мг %, причем в коре его больше, чем в сердцевине. Из др. витаминов в мг %: В₁ 0,12; В₂ 0,05; В₆ 0,22 %; РР 0,9; пантотеновая кислота 0,32; обнаружены следы каротина 0,02. Содержание витаминов возрастает от центра клубня к его периферии; его больше в верхушечной части и меньше в пуповинной.

Клетчатка от 0,3 до 3,5 % и пентозаны от 0,7- 0,9 % содержатся преимущественно в периферийных слоях картофеля, а ближе к внутренней сердцевине их заметно меньше.

Очень много в картофеле органических кислот 0,1- 0,28 %. Из этих кислот имеются: яблочная, лимонная, щавелевая, а т. хлорогеноваяя, кофейная и хинная. Последние преобладают в клубнях при их повреждении или поражении болезнями.

Минеральные вещества представлены в основном солями К, Р; имеются т. Na, Ca, Mg, Fe, S, Cl и микроэлементы -Zn, Br, Cu, Mn, I и др. Большая часть минеральных веществ картофеля, 3/4, растворима в воде и легко усваивается организмом. Соли К создают условий, снижающие интенсивность реакций потемнения клубней.

Жира очень мало в среднем 0,1 5, фосфатидов около 0,04 % в коре.

Каротиноиды в клубнях с желтой мякотью содержатся 0,145 мг %, с белой мякотью около 0,02 мг %; в кожице найдены т. флавоны, флавононы и антоцианы (цианидин, дельфинидин).

Содержание пектиновых веществ уменьшается во время хранения картофеля на 1/3 исходного содержания. Пектин не обладает желирующей способностью, но по - видимому, влияет на его развариваемость.

Хозяйственно - ботанические сорта их м. сгруппировать по ряду признаков:

• по срокам созревания (ранние - период до 80 дней; срранние - до 80- 90; срспелые от 90 до 100; српоздние до 120 и поздние от 120 до 140 дней и более). Это деление несколько условно, т. к. продолжительность вегетативного периода и сроки созревания зависят от времени посадки картофеля.

• по назначению подразделяют на столовые, технические, кормовые и универсальные: 1. столовые - характерны быстрая развариваемость, хороший вкус, ср. содержание крахмала, неглубоко сидящие глазки, сохранение естественной окраски мякоти при резке и после варки; 2. технические сорта используют для получения крахмала предпочтительнее сортов с более крупными крахмальными зернами, д. иметь небольшое количество редуцирующих сахаров, высокое содержание крахмала, белка и витаминов, не темнеть при разрезании, хорошую лежкость.; 3 кормовые д. отличаются высоким содержанием сухих веществ; 4. универсальные сорта обладают признаками, позволяющими использовать их как столовые и для технической переработки, сравнительно высокой крахмалистостью, быстрой развариваемостью, хорошим вкусом и т. д.

• от содержания крахмала различают сорта с низким содержанием крахмала (12-15 %), ср. (16-20 %), высоким свыше 20 %.

• по размеру крахмальных зерен - крупнозернистые и мелкозернистые, которые хуже сохраняются и уступают по вкусу крупнозернистым.

• от размера делят на мелкий, ср., крупный. На форму и размер клубней большое значение имеют почвенно - климатические условия выращивания. Однако форма клубней не всегда служит признаком хозяйственно-ботанического сорта.

• по склонности к заболеваниям различают: относительно устойчивые к заболеваниям фитофторой и раком и неустойчивые.

Сорта:

Ранние: аксамит - столовый, круглый, желтый, крахмала до 16%.

Архидея - столовый, круглый, желтый, крахмала до 21%.

Каприз - столовый, округлый, желтый, крахмала до 15%.

Среднеранние: явор - столовый, овальный, желтый, крахмала до 16%.

Дина - столовый, округлый, желтый, слабосетчатый, крахмала до 16%.

Скарб - столовый, овальный, желтый, крахмала до 17%.

Среднепоздние: верас - столовый, овальный, желтый, крахмала до 21%.

Милавица - столовый, овальный, кожура розовая, белый, крахмала до 20%.

Поздние: орбита - столовый, овальный, желтый, крахмала до 19%.

Здабытак – столовый и технический, овальный, кожура красная, белый, крахмала до 26%.

Атлант - универсальный, округлый, желтый, крахмала до 22%.

Экспертиза качества (ГОСТ 7176-85):

Внешний вид – клубни целые, сухие, незагрязненные, здоровые, непроросшие, неувядшие, зрелые, с плотной кожурой. Однородные по форме и окраске.

Запах и вкус – свойственные данному сорту, без посторонних.

Размер клубней по наибольшему поперечному сечению, мм не менее – 30-35.

Содержание клубней до 10 мм, % не более 5.

Содержание клубней с наростами, ростками, зеленых, % от массы не более 2.

Клубни с механическими повреждениями, % не более 5.

Содержание клубней поврежденных вредителями не более 2 % (проволочник, 1 ход).

Наличие земли не более 1 % от массы.

Недопустимые дефекты: раздавленные клубни, запаренные, мороженные, гниль, повреждения грызунами, увядшие.

Не допускаются в партии картофеля содержание клубней с позеленением больше чем 1/4 поверхности, увядших, с легкой морщинистостью, раздавленных, поврежденных грызунами, мокрой, сухой, кольцевой и пуговичной гнилями, фитофторой, подмороженных, запаренных и с признаками «удушья», а т. клубней с посторонними запахами, вызванными применением для полива сточных вод, ядохимикатов или др. условиями выращивания, перевозки и хранения. Такой картофель используется для кормовых целей и как отход.

Картофель, не соответствующий требованиям стандарта, но пригодный для продажи и переработки сверх допустимых количеств считается нестандартным. Картофель, непригодный для продажи и переработки, относят к отходу.

За рубежом делится на ботанические разновидности, по качеству на несколько товарных сортов: в США на 4 сорта (отборный, №1, коммерческий, №2), в Англии на 5 сорта (высшего, 1,2, 3 и 4); в Германии и Польше на 2.

Различают 4 вида хранения: 1. послеуборочный (лечебный) создаются условия, обеспечивающие заживление механических повреждений клубней, и осуществляется подготовка их к хранению. Для вызревшего длится 10-12 дней, при этом поддерживаются Т⁰ 13-18 ⁰С, относительная влажность 90-95 %. Если картофель недостаточно вызрел и содержит большое количество механически поврежденных клубней, продолжительность лечебного периода увеличивается до 14 дней. В случае сильного поражения фитофторой лечебный период исключается.

2. Период охлаждения Т⁰ постепенно снижают до 3-4⁰ С в течении 20-40 дней. Скорость снижения Т⁰ 0,25-0,5⁰ С в сутки, для механически поврежденного –1⁰ С в сутки.

3. Основной или зимний находится в стадии глубокого покоя. Оптимальная Т⁰ 2-4⁰ С, относительная влажность 90-95 %. При хранении пораженного фитофторой, допускается снижать Т⁰ до 1⁰ С. картофель холодоустойчивых сортов также допускается хранить при Т⁰ 1-2⁰ С. сроки хранения дифференцированы в зависимости от сорта и условий хранения.

4. В весенний период выходит из состояния биологического покоя, начинает прорастать. Для замедления прорастания следует создавать условия, обеспечивающие состояние вынужденного покоя. Т⁰ хранения снижается до 2⁰ С, в отдельных случаях проводится обработка препаратами, замедляющими прорастание (раствор гидразита малеиновой кислоты – ГМК).

Болезни и повреждения: Картофель подвергается грибным, бактериальным, функциональным болезням.

Грибные болезни:

Фитофтороз – вызывает гриб. Поражаются листья, стебли и клубни. Инфекция переносится на клубни с больной ботвы в поле и особенно во время уборки во влажную погоду на поверхности пораженных клубней образуются твердые буровато - серые, слегка вдавленные пятна неправильной формы. Проявляется через 2-3 недели после закладки.

Фузариоз (сухая гниль) – возникает на клубнях при развитии грибов. Появляется в местах ушибов, ранения или повреждения другими болезнями и вредителями и обнаруживается через 2-3 месяца после уборки. Первым проявлением болезни на клубне образуется серовато-бурое тусклое пятно, слегка вдавленное внутрь. Кожура на месте сморщивается. Мякоть клубня становится рыхлой и приобретает буроватую окраску. В дальнейшем клубень превращается в мумию, засыхает, становится твердым и с трудом разрезается ножом.

Фомозная гниль – гниль попадает на клубень с больного растения в период вегетации и уборки. На поверхности проявляется в виде небольших, округлых, твердых, вдавленных пятен темного цвета, которые постепенно увеличиваются.

Пуговичная гниль – появляются небольшие вдавленные пятна темного цвета. В мякоти на разрезе обнаруживается полости, покрытые сероватым войлочным налетом. Заражение происходит в поле и проявляется спустя несколько недель хранения.

Парша (черная, обыкновенная, порошистая, бугорчатая, серебристая) - черная – образует легко соскабливающиеся бородавочки, напоминающие комочки приставшей земли пораженные участки обескрахмаливаются и загнивают.

Обыкновенная – покрывается коричневыми коростинками, придающими ему грязный вид, или язвочками различной формы и величины.

Порошистая парша – образует на поверхности пустулы или язвы, заполненные коричневатой порошащейся массой – клубочками спор гриба.

Бугорчатая парша – признаки проявляются лишь в период хранения. На клубнях появляются мелкие бугорки или закрытые пустулы одного цвета с кожурой клубня или более темного цвета. Края пустул вдавлены, середина приподнята, диаметр их составляет 2-4 мм. При сильном поражении пустулы сливаются, образуя большое вдавленное бугристое пятно. Ухудшаются товарные и семенные качества картофеля.

Парша серебристая – на поверхности свежевыкопанных клубней в виде серовато – бурых, слегка вдавленных пятен, а ранней весной возникают серые или серебристые пятна неправильной формы, усыпанные маленькими черными точечками.

Бактериальные болезни:

Мокрая гниль – вызывается различными бактериями. В первую очередь поражаются клубни подмороженные, механически поврежденные, заболевшие фитофторой, удушьем и другими болезнями. Такие клубни размягчаются и превращаются в гниющую массу с неприятным запахом. Развитию болезни способствуют резкие колебания Т⁰ и высокая влажность воздуха в период хранения.

Кольцевая гниль – на клубнях наблюдается 2 формы: поражение сосудистого кольца – образуются желтоватые размягченные участки, которые, разрастаясь, сливаются и образуют сплошное кольцо гнили: впоследствии сгнивает сердцевина, а затем и весь клубень.

Черная ножка – гниль, начинается от места прикрепления клубня к столону, затем поражается сердцевина, которая превращается в темную кашицеобразную гниющую массу.

Рак картофеля – образуются кораллообразные наросты – сначала белого, затем бурого и черного цвета. Запрещается как вывоз картофеля из мест с очагом рака, так и его реализация.

Микроспориоз –образуются бурые или черные ссыхающиеся пятна, мякоть становится сухой, крошащейся.

Черная ножка- загнивание часто начинается от места прикрепления клубня к столону и уходит внутрь сердцевины, превращая ее в темную кашицеобразную гниющую массу.

Функциональные заболевания:

Железистая (ржавая) пятнистость – проявляется в виде образования внутри мякоти клубней, чаще вблизи сосудистого кольца, коричневых некротических пятен неопределенной формы. В заболевших клубнях снижается содержание крахмала, витамина С, они становятся непригодными для питания. Распространена – из-за избытка в почве железа и алюминия.

Потемнение мякоти – внутренние ткани окрашиваются в серый, черный или голубоватый цвет. Это происходит по разным причинам: при недостаточном поступлении в клубни кали в период вегетации, вовремя хранения при высоких Т⁰ (10-15⁰ С) и пониженных (0-2⁰ С), недостатке кислорода и избытке углекислого газа. Потемнение внешних слоев ткани клубней вызывают ушибы, нажимы и др. механические повреждения.

Дуплистость – скрытый дефект. При отставании роста внутренних тканей от наружных внутри клубня образуется пустота различной конфигурации.

Повреждения вредителями:

Проволочник - поражает во время роста, прогрызает ходы диаметром 2-3 мм, в которые легко проникают микроорганизмы, вызывающие загнивание.

Личинки майского и восточного жука – выедают на клубнях мякоть в виде ямок с неровными краями без остатка кожуры по краям.

Гусеницы озимой совок – прогрызают глубокие ямки – ходы, часто глубиной до половины клубня. Повреждения отличаются, что ходы ее покрыты несъедобной кожурой.

Стеблевая нематода – червь длиной до 1 мм и толщиной 0,-3 мм. Пораженный клубень снаружи имеет трещины, а на разрезе – отставшую от мякоти кожуру и волнообразное потемнение ткани, уходящее внутрь клубня пораженная мякоть превращается в коричневую трухлявую массу.

Топинамбур - это мелкие клубни (50-60 г) многолетнего растения из семейства сложноцветных, очень нетребовательного к внешним условиям и произрастающего везде. Их употребляют в пищу в жареном, печеном, вареном, свежем видах, используют для получения фруктозы и спирта. На поверхности клубней, покрытых тонкой блестящей кожицей желтого, красноватого или желтоватого - белого цвета, имеются округлые выступы и корешки. В клубнях находится 13 - 20 % инулина, до 6 % сахаров, следы крахмала, до 5 % протеина и 2 % минеральных веществ. Клубни морозостоустойчивы, они легко перезимовывают в почве и ранней весной м. б. использованы в пищу.

Батат - сладкий картофель, широко распространен в Южной Америке, Японии, Китае, Индии, Новой Зеландии, в Беларусии и т. д. Это многолетнее теплолюбивое растение из семейства вьюнковых является корнеплодом, но по внешнему виду, составу и условиям хранения батат близок к картофелю. Форма их может быть округлой, удлиненно – овальной или веретенообразной, размер варьирует от 10 до 30 см, масса – от 0,5 до 3 кг. Цвет кожуры может быть пурпурно – красным, желтоватым или палево – белым, цвет мякоти – оранжевым, желтым или белым. Вкус мучнистый, сладковатый, напоминающий вкус подмороженного картофеля.

Сортов батата очень много, однако, рассматривают, главным образом, его сортотипы сухомякотные и влажномякотные, отличающиеся структурой мякоти после варки, которые правильнее было бы назвать мягко – и плотномякотные.

Химический состав: 100 г. содержат: углеводы 26,6 – 28, белков 1,6, жиров 0,6, К 413мг/100г, витамины группы В₁ 0,05, В₂ 0,06, β –каротином, витамином Е.

Основные болезни: черная гниль, фузариоз, ботриодиплоидоз или явская черная гниль. К числу основных дефектов при хранении относятся застуживание, растрескивание и внутреннее разложение тканей.