Курсовая работа: Технология хранения промышленного картофеля
на
хранение
3. Особенности картофеля как объекта хранения
Основной особенностью, определяющей срок хранения и величину потерь картофеля, является биологическое свойство клубней вступать после уборки в состояние глубокого покоя. Продолжительность его 1–3 месяца и зависит от сорта, условий выращивания и хранения.
Механизм состояния покоя сложен и связан со специфическим изменением структур клетки и всего обмена веществ. В клетках точек роста покоящихся клубней обнаружено обособление протоплазмы. Оно сопровождается сложными изменениями в строении и составе ее наружного слоя. Плазмодесмы, связывающие клетки друг с другом в единое целое, что характерно для состояния роста, исчезают. Поверхностный слой протоплазмы насыщается липоидными гидрофобными веществами. Поэтому проницаемость веществ в клетку, испарение воды из нее затрудняется, значительно увеличивается электросопротивление тканей. Изменения происходят и в других структурах клетки, в том числе таких важных, как ядра, митохондрии. В результате интенсивность процессов жизнедеятельности снижается до минимума. Например, выделение углекислого газа клубнями в состоянии покоя при температуре около 4° составляет в среднем 3-6 мг / кг за час, в зависимости от сорта. По окончании покоя интенсивность дыхания возрастает в 3-5 и более раз. Однако медленные процессы, связанные с дифференциаей и развитием точек роста, т.е. подготовкой их к последующему вегетационному сезону, идут и при покое. Именно эти процессы и составляют суть состояния покоя – это запрограммировано биологическими особенностями сорта.
В механизме покоя важная роль отводится активаторам и ингибиторам роста, соотношение содержания которых в почках определяется физиологическим состоянием клубней. Из активаторов роста в клубнях картофеля обнаружены индоли-луксусная кислота и ее производные, из ингибиторов – β – ингибитор, а также некоторые вещества фенольной природы. Содержание активаторов преобладает во время роста, а содержание ингибиторов – в состоянии покоя. Это соотношение связано с окислительно-восстановительными процессами в тканях так, что в зависимости от уровня и характера их преимущественно накапливаются либо активаторы, либо ингибиторы роста.
Имеется ряд экзогенных рострегулирующих препаратов, обусловливающих выход клубней из состояния покоя и, наоборот, продление его, т.е. задерживают прорастание. Действие этих препаратов связано с изменением соотношения активных форм активаторов и ингибиторов в клубне. Так, невысокие концентрации СО 2 способствуют выходу клубней из состояния покоя. В южных районах семенной картофель для летних посадок выдерживают примерно в течение недели в закрытых емкостях или до двух дней под водой, и клубни приобретают способность. Возможно, это связано с влиянием СО, на изменение ph, т.е. окислительно-восстановительных процессов в клубне.
Другой биологической особенностью клубней картофеля, влияющей на срок его хранения, является способность возобновлять покровную ткань в местах механических повреждений. Значение этой особенности возрастает в связи с широким применением картофелеуборочных комбайнов и сортировальных агрегатов. Количество клубней, поврежденных при уборке и сортировке, может достигать 15% и больше. Значительная часть их неизбежно попадает в массу закладываемого на хранение картофеля.
Лучше всего проходит зарубцовывание повреждений у растущих и свежеубранных клубней. Эта способность сохраняется и в первый период хранения, но с началом образования ростков теряется. Быстрее и более полно новая покровная ткань образуется при поверхностных повреждениях коровой зоны клубня, в то время как более глубокие повреждения, захватывающие сердцевину, зарубцовываются значительно слабее.
Образованию суберина зонах механических повреждений (в высокой степени окисленного липоидного вещества) способствует хороший доступ кислорода и довольно высокая температура 10-18°. Высокая влажность не требуется, интенсивное движение воздуха у поверхности повреждений не препятствует его образованию. Для формирования раневой перидермы необходимы температура воздуха не ниже 7° и почти полное насыщение его влагой. При правильном выборе сроков уборки картофеля и поддержании в первые две недели хранения температуры в пределах 10-18°, влажности воздуха 90-95% полного насыщения и интенсивного вентилирования образование новой покровной ткани происходит быстро.
При хранении в холодильниках невызревший картофель с неокрепшей кожурой клубней рекомендуется сначала выдержать при повышенной температуре на специальных площадках специальных площадках рядом с хранилищами. Через 1-3 недели такой картофель перегружают в холодильник на постоянное хранение.
Биосинтез суберина и образование перидермы происходят в результате интенсификации обмена веществ клубня, которая выражается в усилении дыхания, повышении активности окислительно-восстановительных ферментов. Образуются также вещества полифенольной природы фунгитоксического действия-кофейная, хлорогеновая кислоты. Во время новообразования клеток в прираневой зоне увеличивается содержание нуклеиновых кислот и азотистых веществ. Все это – активная защитная реакция картофеля на ликвидацию повреждений. У клубней, которые являются стеблевыми образованиями, она выражена в большей степени, чем у других объектов хранения, например корнеплодов.
Важное технологическое значение имеют процессы взаимопревращений крахмал <-> сахар, зависимость которых от температуры впервые была установлена немецким исследователем Мюллер – Тургау. В вызревших клубнях при нормальных условиях хранения содержится в среднем 15–18% крахмала и 0,5–1,5% Сахаров. С понижением температуры, особенно ниже 3°, происходит интенсивное накопление Сахаров, образующихся в результате осахаривавания крахмала. Небольшая часть их расходуется на дыхание. Одновременно идет и образование крахмала из Сахаров, но, однако, при понижении температуры скорость этого процесса замедляется в значительно большей степени, чем осахаривание крахмала, что и является причиной накопления Сахаров. Количество сахара может возрасти до 7–8 %. Если процесс накопления Сахаров при холодном хранении зашел не слишком далеко, то при последующем теплом хранении значительная часть их может снова ресинтези-роваться в крахмал. Клубни могут остаться физиологически здоровыми, их вкус станет нормальным. Чем ниже температура холодного хранения и чем дольше картофель находился в этих условиях, тем медленнее идет ресинтез крахмала, а при переходе определенных пределов первоначальное соотношение крахмал /сахара не достигается вовсе и картофель оказывается испорченным для всех видов использования.
Накопление Сахаров – защитная реакция клубней на охлаждение. При превращении крахмала в сахара концентрация клеточного сока увеличивается во много раз, что обусловливает повышение устойчивости растворов к замораживанию. Кроме того, сахара обладают специфическим защитным действием по отношению к структурам и ферментным системам клетки при охлаждении. Однако в случае чрезмерного развития процесса осахаривания крахмала при охлаждении происходит нарушение ферментных систем, осуществляющих обратный синтез крахмала. Это проявляется в подавлении образования ростков, что приводит к изреженным, запоздалым всходам и снижению урожая картофеля и в появлении внутренних потемнений мякоти. Поэтому семенной материал после холодного хранения необходимо выдерживать длительное время при повышенной температуре. Потемнения мякоти возникают в результате взаимодействия Сахаров, содержащих альдегидную группу, с аминокислотами. Образуются темноокрашенные вещества - меланоидины. Это ведет к снижению качества картофеля и повышению отходов при чистке. Потемнения могут возникать и в результате механических воздействий при уборке, сортировке или переборках и затаривании во время последующего хранения. Во всех случаях повреждений при холодном хранении образуется темные пятна. Поэтому для продовольственного картофеля холодное хранение также следует применять с осторожностью.
Сортировку и затаривание картофеля перед реализацией проводят после отепления клубней. Для этого в хранилищах большой емкости, из которых картофель будет поставляться в магазины на реализацию, предусматривают специальный теплый и светлый цех для товарной обработки, расфасовки и упаковки клубней. Кроме того, содержание Сахаров не допускается в картофеле, предназначенном для переработки на жареный хрустящий картофель. Из такого сырья получается темно-окрашенный продукт низкого качества.
Из других особенностей картофеля важное значение для технологии хранения имеют невысокие тепло и влаговыделения по сравнению с другими овощами. Поэтому отсортированный картофель удается сохранять сравнительно высоким слоем до 1,6 - 1,8м при естественной вентиляции и до 5 м и более при активной вентилировании. Интенсивному воздухообмену в штабеле способствует высокая скважность и достаточно большой размер пор. Механическая прочность клубней высока и позволяет загружать их высоким слоем. Усилие на раздавливание клубня средней величины достигает 70-80кг/см², упругая деформация клубней нормального тургора 1,8-2 мм.
4. Особенности агротехники культуры,
предназначенной для хранения
Картофель предъявляет повышенные требования к почве. Ни у одной другой культуры величина урожая и особенно сроки уборки не зависят так сильно от водно-физических свойств почвы и уровня ее плодородия.
Картофель – культура рыхлых, воздухо-и водопроницаемых, влагоемких, высокоокультуренных, плодородных почв (песчаных, супесчаных, легко - и средне-суглинистых, а также некислых торфяников). Чем меньше плотность почвы в зоне клубнеобразования и лучше снабжение корневой системы кислородом, тем выше урожай. Менее пригодны для картофеля - легкие, быстро теряющие влагу песчаные почвы, тяжелые суглинки и переувлажненные торфяники. Лучше других растений переносит повышенную кислотность почвы, но наиболее пригодны для него слабокислые почвы. На более плотных почвах всходы задерживаются и в ряде случаев посадочные клубни загнивают. Поэтому важно поддерживать почву в рыхлом состоянии на протяжении всего вегетационного периода. В рыхлых почвах лучше проходит газообмен между почвенным и атмосферным воздухом.
Потребность прорастающих клубней в кислороде во много раз больше, чем семян других растений. Недостаток кислорода в почве может привести к гибели прорастающих клубней, а в более поздний период и взрослых растений. Суточная потребность в кислороде корней составляет около 1 мг/г сухого вещества. Еще более высокую потребность в кислороде испытывают растущие клубни и столоны.
Содержание воздуха в почве зависит от ее скважности и пористости. На хорошо обработанных структурных почвах скважность составляет до 65% объема почвы. Скважность в значительной мере зависит от плотности почвы. Чем почва рыхлее, тем больше ее скважность и воздухоемкость. Для нормального дыхания корней концентрация кислорода должна быть не менее 5%, для формирования и роста клубней - не менее 20% объема почвенного воздуха.
Картофель – одна из наиболее требовательных культур к почвенному плодородию. Это обусловливает его высокую отзывчивость на удобрения. Картофель для накапливания урожая сравнительно больше потребляет калия, несколько меньше азота и еще меньше фосфора. Эта биологическая особенность картофеля явилась поводом к признанию его типичной калийной культурой. Требовательность картофеля к режиму питания объясняется тем, что корневая система его развита слабо и составляет примерно 6-7 % надземной массы. Картофель, особенно его позднеспелые сорта; способен хорошо усваивать калий и фосфор почвы.
В первый период, когда усиленно нарастает ботва, важное значение имеет хорошая обеспеченность растений азотом. Количество потребляемого азота возрастает от всходов до цветения, с момента окончания цветения усвоение его уменьшается. Обильное снабжение азотом после цветения усиливает разрастание ботвы и ухудшает условия образования клубней. Усвоение фосфора происходит более равномерно с некоторым увеличением в период бутонизации и цветения. В противоположность азоту фосфор несколько сокращает вегетационный период, задерживает чрезмерный рост. Картофель очень резко реагирует на недостаток в почве калия.
Калийное питание картофеля имеет большое значение в период формирования ботвы, образования и роста клубней. Наибольшая потребность в калии наблюдается в период максимального накопления урожая. Хлорсодержащие калийные удобрения (сильвинит), а также калийная соль и другие вызывают снижение содержания крахмала и ухудшают вкусовые качества и развариваемость картофеля. Такие удобрения лучше вносить в почву осенью или за год до посадки картофеля, чтобы хлор к моменту посадки клубней был полностью вымыт из почвы. Лучшее калийное удобрение для картофеля - калимагнезия. Она не только повышает урожайность картофеля, но и улучшает качество клубней, увеличивая содержание крахмала.
Дозы удобрений устанавливаются в зависимости от планируемого урожая, предшественника и обеспечения почвы элементами питания. Для поддержания баланса гумуса полуперепревший навоз следует вносить осенью в чистый пар по 60-80 т/га. При посадке картофеля в гребни нужно совмещать нарезку гребней с внесением минеральных удобрений.
Картофель – требовательное к влажности почвы растение. Потребность во влаге изменяется у него по фазам развития. В начале своего развития картофель может жить за счет запасов влаги, имеющихся в материнском клубне. При запасах продуктивной влаги в пахотном слое почвы не менее 15 мм всходы картофеля не задерживаются. В период всходов и ботвы идет максимальное потребление влаги. Критическим периодом является фаза от начала цветения до прекращения прироста ботвы. Недостаток влаги в этот период приводит к сильному снижению урожая клубней.
Транспирационный коэффициент у картофеля равен 400–500 и в зависимости от условий произрастания изменяется в пределах 230–700.
Наиболее благоприятные условия для роста картофеля и образования высокого урожая клубней создаются при влажности почвы 70-80% от полной полевой влагоемкости в зоне распространения основной массы корней в период клубнеобразования и 60–65%) в период отмирания ботвы и накопления крахмала в клубнях. Избыток влаги ускоряет вегетацию картофеля, но при влажности почвы свыше 85%) ботва быстро отмирает, а клубни приостанавливаются в росте.
В зависимости от влажности и температуры почвы и биологических особенностей сортов одно растение за период вегетации испаряет примерно 60–70 л воды, что составляет около 3000 т/га и соответствует 300 мм атмосферных осадков.
Чем плодороднее почва и чем больше ее влагоудерживающая способность, тем меньше воды нужно для получения хорошего урожая.
Итак, если картофель закладывают на хранения, надо учитывать чтобы в нем не было избытка азота, также не надо проводить полива перед уборкой и нужно чтобы почва была рыхлая с высоким достатком воздуха, и если картофель поврежден фитофторозам, то он лежать не будет.
5. Особенности уборку и товарной обработку, продукции