Ботаническая характеристика и химический состав клубней картофеля

Картофель - ценный продукт питания и сырьё для пищевой промышленности.

Клубни картофеля образуются на нижних концах бесцветных побегов (столонов). Молодые клубни покрыты тонкой кожицей - эпидермисом, которая при созревании клубней заменяется прочной перидермой. Плотная пробковая ткань перидермы защищает клубень от внешних воздействий и потери влаги. В кожице находятся глазки или точки роста клубня, в каждом глазке обычно 3-4 спящих почек. Они имеют небольшую по обьему эмбриональную ткань, при прорастании усиливаются биохимические процессы, и обьем клеток увеличивается. Внешняя часть мякоти клубня богата крахмалом, внутренняя более водянистая, с меньшим содержанием крахмала.

В среднем в клубне картофеля содержится (%): воды - 75,0; крахмала - 18,2; белков - 2,0; сахаров - 1,5; клетчатки -1,0; жиров - 0,1; органических кислот - 0,1; минеральных веществ - 1,1; пектиновых веществ - 0,6; фенольных и других органических соединений - 1,7.

Крахмальные зерна размером до 100 мкм находятся в цитоплазме клеток.

Сахара в картофеле представлены глюкозой, фруктозой и сахарозой. Основной белок - туберин (глобулин) - содержит незаменимые аминокислоты. Для картофеля характерно наличие большого разнообразия аминокислот как в связанном, так и в свободном виде.

В кожуре, позеленевших клубнях и ростках содержатся гликоалкалоиды соланин. Они подавляют развитие микроорганизмов, вредных для картофеля, но могут быть причиной отравления при содержании более 20 мг на 100 г картофеля.

Минеральные вещества в картофеле представлены солями калия и фосфора, есть также макроэлементы - натрий, кальций, магний, железо, сера, хлор, и микроэлементы - цинк, бром, кремний, медь, бор, марганец, йод, кобальт и др. Из органических кислот имеются в небольших количествах яб лочная, лимонная, щавелевая, кофейная и хинная.

Витамина С в картофеле содержится 10-18 мг %, имеются в меньших количествах Bi, В2, Вб, РР, пантотеновая кислота, каротин.

Каротиноидов в клубнях с желтой мякотью 0,14 мг %, с белой - около 0,02 мг %.

Картофель - продовольственная, техническая и кормовая культура.

Продовольственные сорта имеют клубни хорошего вкуса, быстро раз вариваемые, содержащие средние количества крахмала, неглубоко сидящие глазки. Картофель продовольственных сортов может иметь малоразваристую или рассыпчатую, разваристую мякоть, мелкозернистую или крупнозернистую, не темнеющую или темнеющую.

Технические сорта используют для получения крахмала и спирта, поэтому они должны иметь высокое содержание крахмала. Для получения сухих и концентратных картофелепродуктов, картофель не должен темнеть при разрезании.

Кормовые сорта содержат больше сухих веществ и не отличаются высокими вкусовыми качествами.

Заготовляемый и реализуемый продовольственный картофель делят: ранний и поздний.

Реализуемый - в зависимости от качества на два сорта: отборный и обыкновенный. У позднего картофеля отдельно выделяют «отборный» высокоценных сортов.

Качество клубней картофеля оценивают по следующим показателям: внешний вид, запах, вкус, размер.

Стандарты допускают отклонения от номинальных значений внешнего вида и размера. Продукцию с дефектами сверх норм относят к нестандартной продукции.

Не допускаются и считаются отходом клубни, у которых поверхность позеленела, более чем на /4 клубня. Увядшие, раздавленные, поврежденные грызунами, подмороженные, запаренные, с удушьем, загнившие клубни, а также с органическими и минеральными примесями (солома, ботва, камни и т. п.).

Биологические особенности картофеля как объекта хранения:

После уборки клубни картофеля определенный период (от 1 до 3 месяцев) находятся в состоянии физиологического покоя. Клетки единого органа растений - клубня оказываются, изолированы друг от друга, поэтому интенсивность процессов жизнедеятельности снижается до минимума.

У Способность возобновлять покровную ткань в местах механических

При правильном выборе сроков уборки, поддержании в первые две недели хранения температуры 10-18°С, относительной влажности воздуха 90-95% и при интенсивном вентилировании образование новой покровной ткани происходит успешно.

У Процесс взаимопревращения крахмала в сахар и обратная реакция.

В вызревших клубнях при нормальных условиях хранения содержится в среднем 15-18% крахмала и 0,5-1,5% сахаров. При снижении температуры особенно ниже «плюс» 3°С, из-за осахаривания крахмала происходит интенсивное накопление сахаров

- на дыхание. Одновременно совершается и обратное преобразование сахаров в крахмал. При пониженной температуре скорость этого процесса замедляется в значительно большей степени, чем осахаривание крахмала, что и является причиной

Процесс хранения картофеля условно делят на три периода:

Лечебный период создают условия для созревания клубней и зарубцовывания механических повреждений.

Для дозревания клубней и зарубцовывания механических повреждений наиболее благоприятна температура «плюс» 16-18°С. Продолжительность лечебного периода при температуре «плюс» 15-18°С - 10 дней, при «плюс» 10-15°С - 14-30 дней, при «плюс» 5°С - заживления повреждений тканей клубня не происходит. Относительная влажность воздуха">Относительная влажность воздуха в этот период - 9095%.

После окончания лечебного периода приступают к охлаждению массы картофеля до оптимальной температуры. Для этого его вентилируют в холодное время суток. Температура подаваемого воздуха должна быть не менее, чем на 2°С ниже температуры в массе картофеля, но не ниже 0,5°С.

Основной период ранний картофель хранят при температуре 1-2°С; среднеспелые сорта - 2-3°С, поздние - 3-5°С. Относительная влажность воздуха - 90-95%.

При низких температурах хранения в клубнях накапливаются сахара. Если воздействие низких температур непродолжительное, то при повышении температуры большая часть сахаров снова превраш,ается в крахмал. При длительном воздействии низких температур происходит физиологическое расстройство клубней и подавляется образование проростков, поэтому особенно опасно переохлаждение семенного картофеля ниже «минус» 1°С.

Картофель, предназначенный для приготовления полуфабрикатов (пюре, гранул, хлопьев), хранят при «плюс» 7-9°С, для приготовления чипсов - при «плюс» 4°С, а за 1-2 недели до переработки прогревают при «плюс» 10-15°С.

Период подготовки клубней к реализации или посадке семенной картофель перед посадкой прогревают на свету, чтобы образовались короткие зеленые ростки, не обламывающиеся при посадке. Этот прием обеспечивает раннее появление всходов и увеличивает урожайность картофеля. Отепление картофеля проводят в светлых помещениях при «плюс» 15-18°С в течение 2-3 недель.

Уборка картофеля. Используем для уборки картофелекопалки КТН-2В, КСТ-1,4, УКВ2, картофелеуборочные комбайны ККУ-2А, КСК-4. За неделю до уборки ботву скашивают косилкой измельчителем КИР1,5 вместе с ботвой удаляются возбудители заболеваний и не происходит перезаражение клубней. Также после скашивания ботвы ускоряется вызревание клубней, т. е. кожура их огрубевает, и степень механической поврежденности во время уборки уменьшается.

Сортировка. Сортировку клубней проводят на сортировальных установках, размещаемых на площадках, под навесом.

Сортировальный пункт КСК-15Б: происходит отделение прилипшей земли клубням, клубни разделяются на фракции (мелкую, среднюю, крупную), поврежденные клубни отбираются вручную.

Хранение картофеля. В хранилищах с естественной вентиляцией картофель хранят в закромах шириной 1,5-2,5м. Боковые стенки изготовляют из досок с просветами 2,0-2,5см. Расстояние между стенками двух соседних закромов - 10-12см. Задняя стенка должна отступать от стены хранилища на 20-25 см. Передняя стенка разборная. Пол закрома приподнят на 25-ЗОсм над полом хранилища, решетчатый, с просветом между планками 2-3см. Кар тофель хорошего качества загружают на высоту не более 1,5м, низкого качества - 0,8-1м.

В хранилищах с активной вентиляцией картофель размещают навалом (продовольственный) и в закромах (семенной) со сплошными стенками высотой 4-5 м. Увлажненные клубни обсушивают преимущественно днем, когда относительная влажность воздуха низкая.

Хранение продовольственного картофеля в хранилищах с активным вентилированием навальным способом позволяет на 25-35% увеличить полезную вместимость хранилищ и обеспечить механизацию работ. При этом картофель загружают по всей площади пола сплошным слоем высотой 3-5м. У стен хранилища устанавливают деревянные щиты, чтобы предупредить переохлаждение клубней в зимнее время. Пространство между верхом насыпи и перекрытием должно быть 0,7-1м. Для измерения температуры и осмотра продукции сверху укладывают трапы из досок.

Картофель можно хранить и в таре (обычно в контейнерах), что позволяет защитить клубни от механических повреждений и механизировать все погрузочно-разгрузочные работы. Контейнеры загружают в поле во время уборки, перевозят в хранилище и клубни перебирают.

При загрузке контейнеры недогружают на 5-6 см. В хранилище их устанавливают в штабеля по сортам на площади 6-8х6-8 м. Расстояние между краями верхнего контейнера и перекрытием должно быть не менее 0,8-1 м. Между штабелями и стенами оставляют проход шириной 0,5-0,7 м. Вентиляционная система картофелехранилищ должна обеспечивать не менее чем 20-кратный обмен воздуха в час и постоянное его перемешивание.

Контроль при хранении клубней картофеля. В процессе хранения регулярно контролируют температуру. В начале сезона температуру измеряют ежедневно, а после установления постоянного режима один раз в неделю.

Состояние картофеля во время хранения определяют отбором и клубневым анализом проб, которые проводят 1-3 раза в два месяца.

К листовым овощам относится белокочанная, краснокочанная, брюссельская, савойская капуста.

Верхние кроющие листья кочана имеют зеленый цвет и восковой налет, внутренние листья лишены хлорофилла. Капуста содержит (%): легкоусваиваемых сахаров - 2,6-5,3% (в основном глюкоза и фруктоза), клетчатки - 0,6-1,1%, пектиновых веществ - 0,3-2,4%, сухих веществ - 6,111%, азотистых веществ - 1,8-5,8%, имеются серосодержащие вещества, разнообразные минеральные вещества - микроэлементы, витамины С (1370 мг %), Вь Вг, Вз, Р, РР, К.

По времени созревания сорта капусты делятся на ранние, средние и поздние. Ранние сорта имеют более рыхлые кочаны меньшей массы и размеров, они непригодны для длительного хранения, так как быстро увядают.

Цветная капуста относится к цветочным - это нераспустившееся соцветие, которое состоит из мясистых укороченных побегов, заканчивающихся зачатками бутонов. В ней много витамина С (48-155 мг %), сахаров (4%), минеральных солей (0,8%), белков (2,5%).

На качество цветной капусты влияют размеры и плотность головки, цвет, состояние поверхности и др..

Кольраби представляет собой утолщенный стебель и относится к стеблевым овощам. Химический состав аналогичен белокочанной капусте, вкус, как у кочерыги белокочанной капусты, форма корнеплода.

Успешное хранение овощей напрямую зависит от контроля физиологических процессов в тканях и правильного выбора параметров микроклимата. Для капусты и корнеплодов критически важно сдерживать пробуждение почек и испарение влаги, учитывая их ботаническое строение. Правильно подобранные технологические режимы позволяют минимизировать естественную убыль массы и сохранить товарный вид продукции.

Технологические режимы и способы укладки капусты при хранении

Товарное качество белокочанной капусты определяют по свежести, чистоте, плотности кочана и длине внешней кочерыги. К отходам сразу относят растрескавшиеся, загнившие, подмороженные кочаны, а также экземпляры с механическими повреждениями на глубину более 3–5 облегающих листьев и проросшие цветочные побеги. У краснокочанной капусты дополнительно оценивают интенсивность окраски, которая зависит от наличия антоцианов. Ее листья содержат сахара (4,7%), витамин C (60 мг %), каротин и минеральные вещества.

• Температура хранения капусты — от -1 до 0 °C
• Влажность воздуха в первый месяц — 80–85%
• Влажность воздуха в последующий период — 90–95%
• Стандартный диаметр столовой свеклы — от 5 до 14 см

В хранилищах с активной вентиляцией продовольственную капусту размещают тремя способами. Каждый сорт укладывают отдельно, регулируя высоту насыпи в зависимости от лежкости гибрида. Для плотнокочанных лежких сортов формируют штабеля шириной 4 м и высотой 2–2,2 м. Для слаболежких высоту снижают до 1,5–1,8 м. При этом ширину главных проходов выдерживают в пределах 2–2,5 м, а расстояние между штабелями оставляют равным 0,5 м.

Варианты размещения капусты при активном вентилировании:

• В высоких штабелях: высота 2,5 м, длина 4–8 м, вместимость от 20 до 40 тонн. Применяют для одновременного хранения разных сортов.
• Сплошным штабелем: высота 2,5–3 м, ширина 6–8 м во всю длину склада. Подходит для лежких сортов.
• В таре: контейнеры устанавливают в 3–4 яруса, ящики — в 7–8 ярусов.

В помещениях с естественной вентиляцией капусту хранят в закромах или небольшими штабелями на полу и полках. В закромах шириной 2–2,5 м кочаны укладывают слоем 1–1,2 м на решетчатый настил. При напольном или полочном размещении в 2–3 яруса предельные размеры штабеля составляют: ширина — до 1 м, высота — до 0,8 м, длина — до 3–4 м. На первой полке высота укладки не должна превышать 0,5 м, на последующих — 0,3–0,4 м. Все настилы делают с просветами в 5 см и приподнимают над полом на 15 см.

1. В начале сезона ежедневно измеряйте температуру воздуха в хранилище.
2. Обеспечьте регулярный контроль относительной влажности воздуха.
3. Проводите отбор и анализ проб кочанов от 1 до 3 раз каждые два месяца для оценки их состояния.

Биологические особенности и лежкость корнеплодов

Корнеплод представляет собой утолщенный мясистый корень, защищенный кожицей из пробковой ткани. На его сохранность напрямую влияют сроки сева и уборки: корнеплоды раннего посева хранятся лучше поздних, а более поздняя уборка обеспечивает оптимальное вызревание тканей и минимизирует потери. Развитие корнеплодов на легких и структурных почвах также положительно влияет на их последующую лежкость.

По механической прочности покровных тканей и способности к хранению корнеплоды делят на две группы:

• Грубые: редька, брюква, свекла, пастернак. Обладают прочной кожицей и хорошо сохраняются.
• Нежные: морковь, сельдерей, петрушка, хмен, репа. Отличаются тонкой кожицей и низкой естественной лежкостью.

Химический состав и пищевая ценность корнеплодов различаются по культурам. Морковь содержит от 4 до 12% сахаров (преимущественно сахарозу), каротин (до 19,8 мг %, определяющий оранжевую окраску), витамины PP (до 1,0 мг %), С (5 мг %), В, Вг, Вб, К, а также пантитеновую и фолиевую кислоты. Витамины распределены неравномерно — их больше в наружных слоях и у корнеплодов с более интенсивной красной окраской.

Столовая свекла содержит от 5 до 12% сахаров (в основном сахарозу при минимальном количестве глюкозы и фруктозы) и от 0,5 до 3,6% азотистых веществ, включая бетаин, обеспечивающий красную окраску. Содержание витамина C составляет в среднем 10 мг %, также присутствуют витамины Bi, В2, РР и Р-каротин. Форма свеклы варьирует от плоской и округлой до конической. Корнеплоды диаметром более 14 см считаются переросшими и имеют пониженную сортность.

Корнеплоды моркови и свеклы обладают способностью зарубцовывать небольшие механические повреждения после уборки. После уборки корнеплоды выдерживают в хранилище в течение 8-12 дней при «плюс» 1014 °С.

После уборки корнеплодов нельзя допускать их подвядание и подмораживание - это ведет к развитию патогенных микроорганизмов и снижению сохранности.

Для моркови и свеклы разного целевого назначения действуют заготовительные и торговые стандарты. Для всех остальных — общие, без дифференциации значений показателей качества.

Общими показателями для всех корнеплодов являются:

• внешний вид (форма, окраска, состояние поверхности, свежесть,

• размер (предельные и минимальные значения по наибольшему

• допустимые отклонения (корнеплоды, механически поврежденные, с

Не допускаются корнеплоды загнившие, увядшие с признаками морщинистости, запаренные и подмороженные.

Земля, прилипшая к корнеплодам и посторонние примеси относятся к отходу сверх 100%.

Особенностями моркови, влияющими на сохранность, являются тонкие покровные ткани, низкая водоудерживающая способность, особенно кончика корнеплода, вследствие чего морковь при хранении легко увядает и поражается микроорганизмами. При хранении и увядании в моркови увеличивается количество фенольных соединений, что придает ей горечь. Лучшей сохранностью отличаются корнеплоды моркови поздних сроков уборки.

Продовольственные корнеплоды хранят при температуре «плюс»1°С и относительной влажности 95%.

В хранилиш,ах с естественной вентиляцией редьку, свеклу, брюкву и репу хранят в закромах. Редьку и репу загружают высотой 0,7-1,0 м, брюкву - 1,5-1,7; свеклу - 1,6-2,0м.

В хранилиш,ах с активным вентилированием высоту насыпи корнеплодов можно устанавливать до 2,5-3,0 м.

В хранилиш,ах с активной вентиляцией столовую свеклу и брюкву успешно хранят так же, как и картофеля.

В хранилиш,ах с активным вентилированием корнеплоды хранят навалом при высоте загрузки до 2,5 м. Загружают и выгружают корнеплоды транспортерами СТХ-30 и ТХБ-20. В процессе загрузки корнеплоды опрыскивают 30%-ной суспензией мела с водой. После этого продукцию подсушивают при помош,и активного вентилирования, и каждый корнеплод оказывается, покрыт тонким слоем мела. Можно опудривать корнеплоды сухим мелом (3% от массы корнеплодов). Образуюш,аяся на поверхности корнеплодов ш,елочная среда препятствует развитию патогенных микроорга низмов. Для предотвраш,ения увядания корнеплодов применяют активное вентилирование корнеплодохранилиш,, оборудованных системой искусственного увлажнения воздуха, который подается в насыпь продукции.

Лук репчатый имеет луковицу, состоящую из укороченного стебля (донца), размещенных на нем луковичных почек, конусовидных чешуйзачатков и окружающих утолщенных оснований листьев (мясистых чешуй). Сверху луковица покрыта сухими чешуями.

Сочные чешуи содержат запас питательных веществ; сухие чешуи предохраняют луковицу от потери воды при испарении и от повреждения, чем они плотнее, тем дольше сохраняется лук.

Репчатый лук в среднем содержит (%): воды - 86,0; сахаров (больше сахарозы) - 9,0; белков - 1,7; золы - 1,0; кислот - 0,1.

Белки лука имеют разнообразный аминокислотный состав. Из органических кислот имеются яблочная, лимонная, янтарная кислота, обладающая антибиотическими свойствами.

Специфический запах, и острый вкус лука обусловлен эфирным маслом (содержание 20-100 мг %). Лук репчатый по форме луковицы бывает плоским, плоскоокруглым, округлым, овальным и удлиненным.

Мелкий лук имеет массу луковиц до 50 г, средний лук от 60 до 120 г, крупный лук более 120 г.

По вкусу лук делится на острые, полуострые и сладкие сорта. Лучше сохраняются острые.

Луковица чеснока состоит из обособленных почек-зубков на плоском стебле (донце). Каждый зубок имеет маленький стебелек (донце), зачатки листочков и корешков, окруженные одной сочной закрытой чешуей (мякотью), покрытой тонкой сухой чешуей. Вся луковица покрыта общей рубашкой.

Чеснок содержит 6,5% белка, 3,2% сахаров, 2% крахмала, 1,5% золы. В чесноке содержится витамин С (10 мг %), калий, фосфор. Основа эфирного масла чеснока - аллиин. Под действием фермента аллииназы при доступе кислорода аллиин расщепляется с образованием аллицина, имеющего чесночный запах. Эфирное масло чеснока обладает бактерицидными свой ствами.

При хранении лука используют его способность находиться определенное время в состоянии глубокого физиологического покоя. Наибольшей продолжительностью состояния покоя обладают острые многозачатковые сорта лука, у полусладких и сладких малозачатковых сортов меньший период состояния покоя и их лежкоспособность ниже.

Лежкоспособность лука в значительной степени зависит от его вызревания. Состояние полной зрелости характеризуется формированием сухих кроюш,их чешуи, усыханием листьев и шейки. Лук, предназначенный для длительного хранения, убирают в фазе полегших листьев у 50-80% растений, когда на луковицах уже образовались 1-2 сухие, хорошо окрашенные чешуи. Такой лук хранится хорошо и потери минимальны.

Недозревшие луковицы не успевают сформировать кроюш,ие чешуи, шейка и листья не успевают высохнуть до уборки, такая луковица имеет низкую лежкоспособность и сильно поражается болезнями.

При благоприятных погодных условиях уборку лука и его пос леуборочную обработку можно проводить по нескольким вариантам.

В первом варианте лук вручную или копателем ЛТК-1,4 убирают с листьями, сушат в поле или на стационарном пункте, обрезают сухие листья вручную или отминают на отминочной машине ОВЛ-6, сортируют и загружают в лукохранилиш,е.

Во втором варианте лук убирают с листьями, закладывают в хранилиш,е-сушилку, сушат, здесь же хранят. Отминку листьев и товарную обработку луковиц проводят после хранения перед реализацией или высадкой в поле.

Машинная уборка лука с одновременным удалением листьев требует обязательной последующей сушки вороха в хранилище. Этот технологический прием особенно важен при неблагоприятной погоде во время уборки, когда просушить лук в поле невозможно. Искусственная сушка позволяет быстро снизить влажность внешних чешуй и предотвратить гниение луковиц.

Технологические параметры сушки и доработки лука

Если погодные условия во время уборки неблагоприятные, весь ворох сразу направляют на напольные сушилки с воздухонагревателями. Процесс длится от 15 до 20 часов в зависимости от исходной влажности сырья. Ключевая задача этого этапа — довести влажность кроющих чешуй до безопасных значений, после чего проводят термическое обеззараживание вороха.

• Высота насыпи лука — 2–2,5 м
• Расход подогретого воздуха — 400–500 м³/ч на 1 т
• Температура сушки вороха — 25–35 °С
• Влажность кроющих чешуй после сушки — 14–16 %
• Температура прогревания луковиц — до 45 °С
• Время прогревания против болезней — 12–24 ч

После завершения термической обработки лук окончательно подготавливают к длительному хранению. Весь подготовленный ворох быстро охлаждают и очищают от остатков сухих листьев. Процесс послеуборочной доработки состоит из нескольких последовательных технологических операций.

1. Уборка лука машиной с одновременным удалением листьев, сортировкой и закладкой в сушилку.
2. Сушка вороха подогретым воздухом на напольных установках.
3. Прогревание сухого лука при повышенной температуре для дезинфекции.
4. Быстрое охлаждение обработанных луковиц.
5. Подача вороха в отминочную машину для отделения сухих листьев.
6. Сортировка по фракциям на машине СЛС7А и отправка в лукохранилище.