Переработка картофеля

Содержание:

1. Биологические особенности картофеля………………………………………………………2

2. Сорта картофеля, условия хранения…………………………………………………………..4

3. Способы хранения………………………………………………………………………...……6

4. Типы тары и упаковочные  материалы………………………………………………………...9

Список использованной литературы…………………………………………………………...10

1. Биологические особенности картофеля

Клубни картофеля содержат крахмал, азотистые соединения, минеральные  вещества и витамины. Картофель является важнейшей продовольственной, кормовой и технической культурой. Картофель - высокоурожайная культура, клубни которой способны сохраняться в  течение длительного срока.

В основе лежкости картофеля лежит биологическое свойство клубней находиться после уборки более или менее продолжительный период в состоянии глубокого физиологического покоя. Продолжительность этого состояния зависит от сорта (от 1 до 3 месяцев) и в значительной степени определяется условиями выращивания и хранения.

Механизм состояния покоя  сложен и связан со специфическим  изменением структуры клетки и всего  обмена веществ. В клетках почек  покоящихся клубней обнаружено обособление  протоплазмы. Оно сопровождается сложными изменениями в строении и составе  ее наружного слоя. В покоящихся клетках отсутствуют плазмодесмы, связывающие их друг с другом в единое целое, когда клубни находятся в процессе роста. В период покоя поверхностные слои цитоплазмы клеток насыщаются липоидными и гидрофобными веществами, поэтому проникновение веществ в клетку, испарение воды из нее затруднены. Значительно увеличивается и электросопротивление тканей. Изменения происходят и в других структурах клетки, в том числе таких важных, как ядра, митохондрии, однако характер их изучен недостаточно.

Таким образом, клетки единого  органа растения - клубня оказываются  изолированными друг от друга, поэтому  интенсивность процессов жизнедеятельности  снижается до минимума.

Изменение обмена веществ  покоящихся клубней проявляется  в первую очередь в отчетливом снижении интенсивности всех процессов, особенно дыхания. Выделение СО2 клубнями в состоянии покоя при температуре около 4 0С составляет 3-6 мг/кг за 1 ч в зависимости от сорта. По окончании покоя в начале прорастания клубней интенсивность дыхания возрастает в 3-5 раз и более, правда это во многом связано и с повышением температуры хранения. При покое естественно, приостановлена меристематическая деятельность в почках. Однако длительные процессы, связанные с дифференциацией и развитием конусов нарастания медленно совершаются и во время него. Они накапливаются до определенного предела и становятся основной причиной окончания этого периода.

Процессы дифференциации составляют суть состояния покоя. Во время них почки подготавливаются к последующему вегетационному сезону так, как это запрограммировано  биологическими особенностями сорта.

В механизме состояния  покоя важную роль играют активаторы и ингибиторы роста, соотношение  содержания которых в почках определяет физиологическое состояние клубней. В клубнях картофеля обнаружена индолилуксусная кислота (ИУК) и  ее производные, из ингибиторов - В -ингибитор, а также некоторые другие ростовые вещества фенольной природы. Содержание активаторов превалирует с началом роста, а содержание ингибиторов - в состоянии покоя, что связано с окислительно-восстановительными процессами в тканях. Одни и те же ростовые вещества могут действовать в зависимости от уровня и направленности окислительно-восстановительного обмена то, как активаторы, то, как ингибиторы.

Важная биологическая  особенность клубней - способность  возобновлять покровную ткань в  местах механических повреждений. Значение этой особенности возрастает в связи  с широкой механизацией уборки и  послеуборочной доработке.

Лучше всего происходит рубцевание повреждений у растущих и свежеубранных  клубней. Эта способность сохраняется  и в первый период хранения, но с  началом образования ростков  теряется.

Образованию суберина (в высокой степени окисленного липоидного вещества) в зонах механических повреждений способствует хороший доступ кислорода и довольно высокая температура (10-18 ` С). Высокая влажность не требуется, интенсивное движение воздуха у поверхности повреждений не препятствует его образованию. Для формирования раневой перидермы ( несколько слоев новообразованных уплощенных клеток под слоем, пропитанным суберином) также необходима температура воздуха не ниже 7' С и почти полное насыщение его влагой. При правильном выборе сроков уборки, поддержании в первые две недели хранения температуры 10-18' С, относительной влажности воздуха 90 - 95% и интенсивном вентилировании образование новой покровной ткани происходит успешно.

При хранении картофеля в  холодильниках невызревшие клубни с неокрепшей кожурой рекомендуется  выдержать некоторое время при  повышенной температуре, т. е. организовать лечебный период, а затем перегружать  в холодильные камеры на постоянное хранение.

Продолжительность лечебного  периода определяется степенью поврежденности и зрелостью клубней.

Биосинтез суберина и образование перидермы происходят в результате интенсификации обмена веществ клубня, которая выражается в усилении дыхания, повышении активности окислительно-восстановительных ферментов - пероксидазы, полифенолоксидазы и других. Кроме суберина, образуются и другие вещества полифенольной природы фунгитоксического действия - кофейная, хлорогеновая кислоты. В связи с новообразованием клеток в прираневой зоне увеличивается содержание нуклеиновых кислот и азотистых веществ.

Важное технологическое  значение имеют процессы взаимопревращений  крахмал - сахар. В вызревших клубнях  при нормальных условиях хранения содержится в среднем 15-18 % крахмала и 0,5-1,5 % сахаров. При падении температуры, особенно ниже 3 С, из-за осахаривания крахмала происходит интенсивное накопление сахаров. Небольшая часть их расходуется на дыхание. Одновременно совершается и обратное преобразование сахаров в крахмал. Однако при пониженной температуре скорость этого процесса замедляется в значительно большей степени, чем осахаривание крахмала, что является причиной накопления сахаров. Если количество сахаров возрастает до 7-8 %, клубни станут сладкими на вкус. Процесс накопления сахаров при недлительном “холодном” хранении обратим при последующем отеплении клубней, во время которого в значительной степени ресинтезируется крахмал. В результате клубни могут остаться физиологически здоровыми и их вкус станет нормальным. Чем ниже температура “холодного” хранения и чем дольше ее действие, тем медленнее осуществляется ресинтез крахмала, а при переходе определенных пределов первоначальное соотношение крахмал/сахар не достигается вовсе.

Накопление сахаров в  клубнях следует рассматривать  как их защитную реакцию на охлаждение. При превращении крахмала в сахара во много раз возрастает концентрация клеточного сока, что обуславливает  повышение устойчивости раствора к  замораживанию. Установлено также, что сахара обладают специфическим  защитным действием по отношению  к структурам и ферментным системам клетки при охлаждении. Однако чрезмерное развитие процесса осахаривания крахмала во время охлаждения нарушает работу ферментных систем, осуществляющих обратный синтез крахмала, и приводит к физиологическим расстройствам.

Они проявляются в подавлении образования ростков, результатом  чего будут изреженные, запоздалые всходы и снижение урожая семенного  картофеля. Поэтому к “холодному”  хранению семенного материала следует  подходить осторожно и после  него подвергать клубни длительной выдержке при повышенной температуре. Так  же физиологические расстройства будут  проявляться в следующем. У клубней  с высоким содержанием сахаров  легко образуются внутренние потемнения мякоти. Это объясняется взаимодействием  сахаров, содержащих альдегидную группу, с образованием темноокрашенных  веществ - меланоидинов.

Из других особенностей картофеля  важное значение в технологии его хранения имеют следующие. Картофель отличается сравнительно невысоким тепло- и влаговыделением.

2. Сорта картофеля,  условия хранения

Из большого числа районированных сортов картофеля наиболее распространены и пригодны к длительному хранению из ранних - Новоусманский, Горизонт, Приекульский Ранний, из средних Огонек, Камераз, из поздних - Лорх, Сотка. Лежкость сортов может меняться в зависимости от зоны возделывания. Так же используются сорта Фаленский, Темп, Лощицкий, Столовый 19, Любимец. При подборе сорта для выращивания на длительное хранение в хозяйстве, кроме лежкости, необходимо учитывать срок созревания, засухоустойчивость, фитофтороустойчивость, урожайность.

Хранение картофеля продовольственного назначения подразделяют на следующие  периоды - послеуборочный (лечебный” - дозревание), основной (глубокий вынужденный  покой) и весенний (после начала прорастания).

Лечебный период имеет  продолжительность от нескольких дней до 2-3 недель в зависимости от степени  вызревания и механической поврежденности продукции. Для вызревших здоровых клубней с окрепшей кожурой, незначительно  поврежденных при уборке, продолжительность  лечебного периода минимальна. Их требуется лишь отделить от земли  и просушить, если уборка осуществлялась в дождливую погоду. Для недозрелых клубней с неокрепшей кожурой и значительным числом механических повреждений продолжительность его максимальная.

Во время лечебного  периода необходимо создавать условия  дозревания клубней и зарубцовывания механических повреждений. Сам процесс дозревания картофеля исследован еще недостаточно. Известно, что он не ограничивается огрублением и утолщением кожуры. Происходит также превращение сахаров в крахмал, образуются более высокополимеризованные вещества азотистого комплекса, в конусах нарастания завершаются процессы вхождения в глубокий покой. В это же время идет образование суберина и раневой перидермы на поврежденных участках. Для осуществления дозревания клубней и зарубцовывания механических повреждений благоприятна температура 15-20 ` С и относительная влажность воздуха 85-95 %. К концу периода температуру снижают до 10 0С и переходят к охлаждению.

По окончании лечебного  периода нужно снизить температуру  примерно до 2-5 0С. Именно при таких  условиях наблюдается сбалансированное замедление обмена веществ в клубнях. При отклонении температуры от указанного уровня наблюдается повышение выделения СО2.

В основной период хранения для каждого сорта или группы сортов следует поддерживать определенную температуру. Для сортов Приекульский Ранний, Фаленский 1- 2 0С; Огонек, Темп, Лощицкий, 2-3 0С; Лорх, Столовый 19, Любимец 3-5 0С.

Охлаждение картофеля, т.е. переход от лечебного к основному  периоду хранения, следует провести побыстрее. Это способствует продлению сроков хранения без прорастания и препятствует развитию микробиологической порчи. Однако недостаточно вызревшие клубни нельзя сразу охлаждать - в них могут наступить физиологические расстройства, ослабление устойчивости. Обычно в соответствии с погодными условиями охлаждение в условиях средней зоны в буртах и хранилищах с естественной вентиляцией происходит за 40 -60 дней, в хранилищах с активным вентилированием - за 20-30 дней, т. е. за сутки температура снижается на 0,5 - 1 0С. Более высокая скорость охлаждения клубней не рекомендуется.

Относительная влажность  воздуха в основной период должна быть высокой - 90-95 %. В исключительных случаях прибегают к понижению  температуры в лечебный и основной периоды хранения до 1 0С, например, когда  приходится хранить партии картофеля пораженные фитофторой, с целью ограничения развития болезни.

Весенний период наиболее ответственный, так как к концу  февраля - началу марта начинается прорастание  почек клубней. Чтобы продлить состояние  вынужденного покоя, температуру снижают  на 1- 3 0С по сравнению с основным периодом. Благодаря большой теплоемкости клубней удается создать запас  холода и не допустить повышения  температуры штабеля картофеля, несмотря на повышение наружной температуры. Таким образом можно сохранить клубни без образования ростков значительной длины до конца апреля - начала мая, т. е. до посадки. При необходимости хранить картофель более продолжительные сроки пониженную температуру поддерживают в холодильниках и снеговых буртах.

Условия хранения зависят  от назначения продукции. Семенной материал хранят при обычной температуре  в пределах 2-4 0С.

Если при хранении продовольственного картофеля в весенний период применяют  меры для максимально возможной  задержки образования ростков, то при  хранении семенного материала, особенно ранних сортов, необходимо к моменту  высадки клубней стимулировать  образование недлинных ростков, которые не обламывались бы в картофелесажалках. Для этой цели чаще всего применяют  отепление клубней на свету при  температуре 15-18 0С в течение 2-3 недель. На клубнях образуются короткие толстые  ростки, всходы появляются раньше, повышается урожай. Такую подготовку проводят как в специальных светлых  отапливаемых помещениях, так и в  самих хранилищах при искусственном  освещении. Клубни картофеля следует  размещать в один - два слоя в  небольших ящиках - лотках или лучше - в полиэтиленовых мешках.

3. Способы хранения

Существуют полевой метод  хранения и стационарный. Метод полевого хранения включает хранение в типовых  и модернизированных буртах и  траншеях и на постоянных буртовых площадках.

Метод хранения в стационарных хранилищах более современен. Основные типы хранилищ следующие:

- с естественной вентиляцией,  охлаждаемые наружным воздухом, за счет тепловой конвекции;

- с принудительной вентиляцией,  охлаждаемые наружным воздухом, подаваемым вентиляторами, в том  числе - через штабель продукции  по методу активного вентилирования;

- холодильники, т.е. хранилища  с искусственным охлаждением;

- холодильники с контролируемой  атмосферой.

Выбор способа хранения происходит в зависимости с его экономической  оценкой.

Различные способы полевого хранения используются главным образом  для хранения семенного картофеля, в основном в условиях сельскохозяйственного  производства,

Бурты представляют собой  валообразные удлиненные штабеля, наземные или в неглубоких котлованах, укрытые  обычно соломой и землей и оборудованные  приточно-вытяжной вентиляцией для  контроля температуры. Траншеи - удлиненные ямы, заполненные продукцией, укрытые  также как и бурты, и оборудованные  системой вентиляции и котлованами, своеобразные буртотраншеи. Принципиальных различий между буртами и траншеями нет.

Первое звено в технологии хранения картофеля - уборка. После  уборки как при ручной, так и на комбайнах проводят полевую сортировку, при которой стремятся отделить больные и поврежденные клубни, а здоровые распределяют по фракциям.

В тех случаях, когда с  уборки поступает выровненный здоровый материал, а работа организована так, что дефектные клубни удается  отделить в поле, сортировку можно  не проводить. Клубни сразу загружают  в хранилища.

При крупных комплексах хранилищ в специализированных картофелеводческих хозяйствах предусмотрены специальные  площадки под навесом, оснащенные вентиляционными  установками для обсушивания  партий мокрой продукции и проведения лечебного периода, сортирования, затаривания  клубней, их временного хранения с последующей  механизированной перегрузкой на постоянное зимнее хранение.

Хранение в буртах и  траншеях широко распространено особенно в хозяйствах. В полевые хранилища  закладывают до 60-70 % семенного картофеля.

При эксплуатации буртов и  траншей необходим регулярный контроль за температурой. В первый период ее проверяют ежедневно, а после нанесения полного укрытия и стабилизации режима - два, а затем и один раз в неделю. С наступлением устойчивой зимы с мощным снеговым покровом за состоянием объекта хранения следят не только по температуре, но и путем контрольных вскрытий, которые проводят в тихую, не слишком морозную погоду. Если температура в бурте понизилась до 0-1 ' С и продолжает падать, необходимо нанести дополнительное укрытие - торф, опилки, снег или обложить боковые грани бурта горячим навозом. Если температура повысилась до 6-8 ` С и продолжает подниматься следует усилить вентиляцию. В тех случаях, когда прием не помогает, картофель переносят в помещение. При значительном удалении буртов от хранилищ, а также в сильные морозы их вскрывают, картофель замораживают, а затем используют на корм скоту.

Стационарных хранилищ для  картофеля еще недостаточно. На городских  плодоовощных базах картофель сохраняют  в основном в крупных хранилищах, а в весенний период - в холодильниках.

В хранилищах с естественной вентиляцией его размещают в  закромах слоем 1,6 - 1,8 м - семенной и  до 2,0 - 2,2 м - продовольственный. При  загрузке картофеля в закрома  стремятся не повреждать клубни. Недопустимо  хождение непосредственно по насыпи, для этой цели применяют специальные  трапы. Основной технологический недостаток хранения в закромах - образование  значительного градиента температуры  в результате отпотевания клубней  в верхней зоне. Обычно для предотвращения отпотевания в закромах с естественной вентиляцией поверхность насыпи укрывают рыхлым теплоизолирующим материалом - соломой, стружками, несколькими слоями соломенных матов, рогожи, мешковины  и другими. В этом случае слой отпотевания  перемещается на теплоизолятор и  увлажняет его, а не клубни. Теплоизолятор  приходится время от времени заменять, обычно каждые 2-3 дня. Если слой загрузки картофеля не велик ( 1,2 -1,4 м), определенный эффект дает устройство гребневой поверхности насыпи. Чередующиеся гребни высотой примерно 0,5 м способствуют рассеиванию тепла из штабеля и снижают вероятность отпотевания. Полностью предотвратить отпотевание можно, разместив клубни в мелкие ящики и сложив последние в продуваемые штабеля. К этому способу прибегают при хранении нележких сортов в семеноводческих хозяйствах, ценных селекционных образцов на опытных станциях. Иногда клубни при этом опыливают сухим мелом.

В хранилищах с активным вентилированием картофель размещают  в закромах с глухими стенами  высотой 3,5 - 5 м. В них можно создать  определенный режим для каждого  сорта, поэтому такие хранилища  оборудуют в семеноводческих  хозяйствах. Выравнивание температуры  по слоям достигается периодическим  вентилированием, и отпотевания  не происходит, если перекрытие надежно  утеплено.

Массовое хранение продовольственного картофеля выгоднее всего в хранилищах с активным вентилированием, загружаемых  сплошным высоким слоем. При такой  загрузке хранилище представляет собой  один закром, без проездов и проходов, и весь его объем используется полностью. Вдоль стен хранилища  устанавливают деревянные щиты, чтобы  клубни не соприкасались с бетоном  и кирпичом и не подморозились при промерзании стен. При таком способе успешное хранение возможно только при условии загрузки здоровой, неповрежденной, стандартной продукции.

В крупных хранилищах городских  плодоовощных баз, а также в пригородных  специализированных хозяйствах, располагающих  штабелерами-погрузчиками, широко применяют хранение картофеля в контейнерах. На крупных плодоовощных базах городов и промышленных центров для длительного хранения картофеля используют и холодильники.

В стационарных хранилищах необходим повседневный контроль температуры  и относительной влажности воздуха. В хранилищах с естественной и  принудительной вентиляцией ограничиваются несколькими точками измерения  температуры - в нижнем ярусе вблизи ворот и дверей на высоте 0,2 м от пола; в среднем ярусе в середине прохода на высоте 1,6 - 1,7 м от пола, иногда в верхнем ярусе в 0,4 - 0,6 м от потолка. Относительную влажность  воздуха фиксируют в среднем  ярусе. В хранилищах с активным вентилированием  не ограничиваются измерением температуры  в проходной части, а устанавливают  термометры в нижнем (0,2 м от пола) и верхнем (0,3-0,4 м от поверхности  штабеля) слое картофеля.

В закромных хранилищах используют вытяжные термометры в деревянных трубах - чехлах типа буртовых. Гораздо совершенней  системы дистанционного контроля температуры  при помощи термометров сопротивления  или термопар.

Состояние картофеля в  хранилищах определяют при отборе м товарном (клубневом) анализе проб. Такие анализы в зависимости от состояния продукции поводятся 1-3 раза в два месяца.

В весенне-летний период, когда  среднесуточная наружная температура  повышается до 8- 10 ` С и выше, удовлетворительно  сохранить картофель можно только с применением холодильников. В  них обычно загружают партии хорошо сохранившихся клубней для снабжения  населения картофелем весной и летом, до поступления нового урожая. Картофель  здесь размещают в ящиках или контейнерах. При выгрузке картофеля из холодильников клубни отепляют постепенно.

Завершающий этап хранения продовольственного картофеля - товарная обработка перед реализацией. Наиболее простой ее вид - ручная переборка  с отбраковкой дефектных клубней. Разработаны совершенные механизированные линии по товарной обработке клубней  с сортировкой, мойкой, сушкой и мелкой фасовкой, обеспечивающими высокое качество продукции. Такие линии устанавливают при группах из 8-12 хранилищ, в зависимости от их вместимости, в отдельном светлом и теплом цехе товарной обработки.

4. Типы тары  и упаковочные материалы

Для предотвращения механических повреждений и механизированного  выполнения погрузоразгрузочных операций при уборке, транспортировании и  хранении картофеля применяют различные  виды тары.

Контейнеры - крупные ящики  с внутренним объемом 0,5 - 1 куб. м и более, собранные из деревянных реек на металлическом каркасе, различной конструкции и марок. Они могут быть стационарными и складные - на 250 - 400 кг продукции - для картофеля. Дно у некоторых контейнеров представляет собой поддон. Перевозят загруженные контейнеры обычно автотранспортом или тракторными тележками- контейнеровозами.

При транспортировании картофеля  используют также тканевые мешки. Для  расфасовки используют сетки.

Литература

1. Широков Е.П. “Технология  хранения и переработки плодов  и овощей с основами стандартизации”  - М.: Агропромиздат, 1988 г.