Потемнение сырого очищенного или разрезанного картофеля на воздухе обусловлено окислением веществ фенольного характера при участии полифенолоксидазы. Субстратом для образования темноокрашенных веществ в сыром картофеле является аминокислота тирозин, а также хлорогеновая, кофейная кислоты, антоциан, флавон и др. Потемнение мякоти при варке клубней картофеля вызывается образованием хелатовидных соединений железа и хлорогеновой кислоты.
Относительное повышение содержания уксусной и аскорбиновой кислот в картофеле задерживает окисление фенольных соединений и меланина.
Метеорологические условия сезона выращивания, оказывая влияние на активность биохимических процессов и формирование технологических свойств, определяют срок уборки и возможного использования картофеля для переработки. Так, в сезон 1972 г. (засушливый год) почти все исследуемые сорта оказались пригодными для переработки на жареный хрустящий картофель в августе, тогда как в 1973 г. (прохладное лето с большим количеством осадков) лучшим сроком уборки для переработки был сентябрь.
На качество картофеля и его технологические свойства значительное влияние оказывают и агротехнические мероприятия.
Так, например, установлено, что дожди и полив в начале развития растений ускоряют созревание клубней и повышают содержание в них сухого вещества и крахмала, а в конце развития задерживают созревание и снижают крахмалистость.
Сам факт благоприятного действия удобрений на урожай бесспорен, однако дозировка и вид вносимых удобрений зависят от почвы, климата и особенностей выращиваемого сорта картофеля (ранний или поздний). Так, под ранний картофель можно вносить вдвое больше азотных удобрений, чем под поздний, потому что для ранних сортов важно быстрое развитие мощной ботвы, которая способна обеспечить пластический материал для раннего формирования клубней. В то же время следует учесть, что избыток азота, вызывая чрезмерный рост ботвы, задерживает созревание клубней, понижает их устойчивость к механическим повреждениям и болезням во время хранения. Высокие дозы азота при недостаточном калийном питании вызывают потемнение мякоти при переработке картофеля. С усилением калийного питания потемнение снижается.
Содержание калия в клубнях может служить индикатором склонности картофеля к потемнению мякоти. Относительно высокое содержание его в клубнях (от 2 до 3 % сухой массы) показывает невысокую склонность мякоти к окраске.
В 1970-1974 гг. на трех опытных станциях в Дании проводились исследования по влиянию на качество клубней возрастающих доз калия (0, 90, 180, 270 кг/га) и было установлено, что по мере увеличения доз калия качество чипсов улучшалось.
Для обеспечения хорошего качества картофеля следует вносить фосфорные и калийные удобрения, которые способствуют накоплению крахмала, сухих веществ, синтезу белка, снижают количество отходов при сортировке, повышают устойчивость к механическим повреждениям.
В НИИКХе изучалось влияние различных доз и соотношений минеральных удобрений на содержание редуцирующих сахаров и крахмала. Было выявлено, что азотные, фосфорные и калийные удобрения в соотношении N:Р:К в пропорции 1:2:1 и 1:1:2 снижали содержание редуцирующих Сахаров, тогда как использование азотного удобрения в соотношении 2:1:1 увеличивало количество Сахаров в исследуемых сортах. Эта разница по вариантам сохранялась до конца сезона хранения. Содержание крахмала в конце сезона хранения в клубнях, выращенных при удвоенном фосфорном и калийном удобрении, было выше, чем при удвоенном азотном удобрении.
Выявлено, что сера как необходимый элемент питания картофеля активно участвует в азотном обмене. Качество и вкус картофеля значительно улучшаются, если в составе удобрений имеется не менее 30-60 кг серы на 1 га. При исключении серы из состава удобрения в клубнях снижается содержание крахмала, витамина С и белка.
Качество, сохранность и пригодность картофеля для переработки зависят также от условий уборки, транспортировки и режима хранения.
В связи с механизацией процессов уборки, обработки и закладки картофеля на хранение значительно повысилась доля механически поврежденных клубней, что увеличивает количество отходов при переработке, повышает потери в процессе хранения из-за развития микроорганизмов, проникающих в раневую поверхность. Нарушение целости кожуры вызывает усиление интенсивности дыхания и потери сухих веществ, снижает качество клубней как сырья для переработки. Оптимальный режим температуры, относительной влажности и состава газовой среды при хранении картофеля зависит от биологических особенностей сорта, состояния клубней при уборке.
Первый период хранения называется лечебным, так как при благоприятных условиях в это время заживают ранения клубней, идут процессы дозревания. Температура в этот период должна быть в пределах 15-20 °С. При наличии в партии картофеля клубней, пораженных болезнями, рекомендуется снижать температуру до 13 °С. Относительная влажность воздуха в лечебный период должна быть около 95 %.
Необходимым условием для заживления клубней и образования раневой перидермы на их поверхности является наличие кислорода. С этой целью проводится интенсивная вентиляция, обеспечивающая подачу воздуха 70 м3/т в час, а при закладке недозревшего картофеля с влажной поверхностью и неокрепшей кожурой подача воздуха увеличивается до 90 м3/т в час. Опыты показали, что более интенсивная подача воздуха в лечебный период способствовала более равномерной температуре и влажности воздуха в насыпи картофеля и лучшей сохранности клубней. Удельная подача воздуха 90 м3/т в час и температура 16-17 °С обеспечили выход стандартной продукции по сорту Лорх на 8,4 % больше, чем в случае подачи воздуха 60 м3/т в час при температуре 12-13 °С, а по сорту Столовый 19 - на 7,5 %.
Расчет экономической эффективности показал, что удельная подача и температура воздуха в лечебный и последующие периоды оказывают влияние на себестоимость картофеля. При хранении картофеля в лечебный период при температуре 16-17 °С и удельной подаче воздуха 90 м3/т в час себестоимость хранения составила 16,52 руб./т, при температуре 12-13°С и той же удельной подаче воздуха -18,51 руб./т, а при температуре 12-13 °С и подаче воздуха 60 м3/т в час - 22,19 руб./т. Удельная подача воздуха и температура хранения в лечебный период могут несколько варьировать в зависимости от физиологического состояния и качества поступающей на хранение продукции.
Второй период характеризуется постепенным снижением температуры в насыпи до 5-6°С, потребное количество воздуха для охлаждения - 60-70 м3/т в час, относительная влажность воздуха не ниже 75 %.
В основной зимний период удельная подача воздуха может быть снижена до 50-60 м3/т в час, а температуру следует поддерживать на уровне 2-4°С, причем режим температуры следует дифференцировать в зависимости от биологических особенностей сорта и срока возможного использования картофеля на переработку.
Последний период связан с подготовкой картофеля для переработки. В этот период создаются условия, направленные на понижение количества редуцирующих Сахаров в клубнях, которые накапливаются в период хранения при пониженных температурах. Для этого проводят кондиционирование, т. е. выдержку клубней при температуре 12-15°С в течение 10-15 дней (до момента снижения редуцирующих сахаров до 0,4%). Скорость процесса ресинтезирования и необходимость выдержки клубней в кондиционере зависят от биологических особенностей сорта.
В исследованиях, проведенных во ВЗИППе, было установлено, что на скорость сахаронакопления и количество редуцирующих сахаров оказывают влияние не только температура при хранении, а также степень зрелости клубней перед закладкой и метеорологические условия при выращивании.
Так, клубни, выращенные в условиях жаркого и засушливого лета 1972 г. и заложенные на хранение в вызревшем состоянии, характеризовались меньшей сахаронакопляющей способностью по сравнению с картофелем, выращенным в условиях влажного и прохладного лета 1973 г. Причем метеорологические условия лета 1973 г. способствовали не только высокому, но и более интенсивному накоплению редуцирующих Сахаров в клубнях заложенного на хранение картофеля уже в первые месяцы.
Степень зрелости картофеля перед закладкой на хранение оказала также большое влияние на ресинтезирующую способность клубней при кондиционировании после холодного хранения. Наибольшей скоростью ресинтеза после холодного хранения характеризовались клубни урожая 1972 г. Следует отметить, что снижение Сахаров при тепловом воздействии является важным свойством картофеля, идущего на переработку, так как от скорости ресинтеза крахмала в клубнях зависит их устойчивость к заболеваниям, степень прорастания и величина потерь сухих веществ на дыхание, оказывающих влияние на производственные потери.
Следовательно, при рекомендации режима хранения нужно учитывать не только целевое назначение картофеля, но также степень зрелости и качество клубней перед закладкой его на хранение.