WYKŁAD 1- 09.05.2016

Polska to światowy i europejski potentat w produkcji ziemniaków. Polska zajmuje czołowe miejsce w globalnej produkcji ziemniaków na świecie.

• Plon 19 ton/ha, skrobiowość 17-18%, uzysk skrobi ok. 3,5 ton/ha.

• Holandia plon60 ton/ha, skrobiowość ziemniaków 20%, uzysk skrobi 12 ton/ha.

• USA plon 20 ml ton/rok, roczne spożycie 50-65 kg/1 mieszkańca, 60% ogółu ziemniaków (wyroby przetworzone).

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA SKŁAD CHEMICZNY BULW ZIEMNIAKA:

• odmiana,

• gleba,

• nawożenie,

• zabiegi agrotechniczne,

• warunki klimatyczne,

• stopień dojrzałości bulw.

PRZECIĘTNY SKŁAD CHEMICZNY ZIEMNIAKÓW KONSUMPCYJNYCH:

• woda- ok. 75% masy bulwy,

• sucha substancja ok. 25% masy bulwy w tym skrobia 16-19%.

SKŁAD CHEMICZNY BULWY ZIEMNIAKA W PRZELICZENIU NA 100 g ŚWIEŻEJ TKANKI :

• woda(76,3%),

• sucha substancja (23,7%),

• skrobia (17%),

• cukry redukujące (0,3%),

• cukry ogółem (0,5%),

• włókno surowe (0,7%),

• białko surowe (2,00%),

• lipidy (0,12%),

• składniki mineralne(1,10%),

• kwasy organiczne (0,6%),

• witaminy (0,02%),

• barwniki (0,15 mg/100g),

• glikoalkaloidy (6,00 mg/100g),

• azotany (14,5mg/100g).

PRZECIĘTNA ZAWARTOŚĆ SKŁADNIKÓW CHEMICZNYCH W BULWACH ZIEMNIAKÓW:

• woda 75%

• skrobia 16-19%

• białko surowe 2%

• substancje mineralne 1%

• błonnik 1%

• cukrowce rozpuszczalne 0,5%

• inne składniki 0,5%

SKROBIOWOŚĆ ZIEMNIAKÓW

W zależności od zawartości skrobi ziemniaki dzieli się na:

• wysokoskrobiowe (powyżej 18%),

• średnioskrobiowe (15-18%),

• niskoskrobiowe (poniżej 15%).

SUBSTANCJE AZOTOWE ZIEMNIAKÓW

W ziemniakach średnio występuje 2% substancji azotowych jako białko surowe (8-10% suchej substancji) w tym 30-70% stanowi białko właściwe, pozostała część to peptydy, aminokwasy, amidy, związki amonowe.

Białko w ziemniakach posiada wysoką wartość biologiczną, zawiera wszystkie egzogenne aminokwasy niezbędne człowiekowi.

TŁUSZCZE

Ziemniaki zawierają 0,1% tłuszczu w świeżej masie tj. 0,4% w suchej substancji bulw.

Zewnętrzne partie bulwy zawierają 3 razy większą ilość tłuszczu niż wnętrze bulwy.

Tłuszcze ziemniaków posiadają wysoką wartość biologiczną ze względu na skad kwasów tłuszczowych. Obok kwasu palmitynowego i oleinowego występują kwas linolowy i linolenowy.

W ziemniakach występują również:

• Lecytyna odgrywająca ważną rolę w metabolizmie tłuszczów

• Wolna cholina i glicerofosforan choliny

WITAMINY W ZIEMNIAKACH

Zawartość witaminy C ziemniakach zależy głównie od:

• odmiany,

• czynników klimatycznych,

• gleba

• nawożenie odgrywają rolę drugorzędną.

Zawartość witaminy C obniża się w czasie przechowywania ziemniaków. Po 6 miesiącach przechowywania pozostaje tylko 1/3 zawartości początkowej.

Spożycie 200-300g ziemniaków dziennie pokrywa 50% zapotrzebowania człowieka na witaminę C.

W ziemniakach występują niewielkie ilości witaminy A, PP oraz kompleks witamin z grupy B.

WITAMINA	Zawartość w 100g świeżej masy bulw [ mg ]
Prowitamina A	0,011 – 0,056
Witamina B1	0,024 – 0,180
Witamina B2	0,0075 – 0,2
Witamina B6	Ok. 0,225
Witamina PP	0,36 – 2,0
Kwas pantotenowy	0,190 – 0,32
Witamina C	54
Witamina H	0,0006
Witamina K1	0,15 – 0,020

KWASY ORGANICZNE W ZIEMNIAKACH

W ziemniakach występują:

• kwas cytrynowy(0,08-0,55%),

• jabłkowy,

• szczawiowy.

Zawartość pozostałych kwasów jest niewielka. Kwasy te tworą głównie z nieorganicznymi fosforanami układ buforujący utrzymujący w bulwie pH 5,6-6,2.

BARWNIKI W ZIEMNIAKACH

• Karotenoidy (B-karoten – prowitamina A) w ilości 24 -26 μg w 100g odpowiadają one za żółte zabarwienia miąższu ziemniaków.

• Antocyjany – nadają bulwom charakterystyczne zabarwienie skórki.

• Flawonoidy – wywołują żółte zabarwienie miąższu

• Chlorofil – odpowiada za zazielenienie bulw poddanych działaniu promieni świetlnych w zewnętrznych warstwach pod skórką.

ENZYMY W ZIEMNIAKACH

• Fosforylazy – katalizujące rozkład i syntezę skrobi

• Inwertaza – enzym rozkładający sacharozę. Enzym nieaktywny w bulwach w stanie spoczynku. Jego aktywność ujawnia się w ziemniakach przechowywanych w niskich temperaturach oraz bulwach kiełkujących i kiełkach.

• Transferazy glikozydowe – biorą udział w przemianach sacharoza – cukry proste

• Hydrolazy glikozydowe (celulaza. Grupa enzymów pektynolitycznych) należy tu również glikozydaza rozkładająca wiązania glikozydowe w gluikoalkaloidach.

• Oksydoreduktazy – oksydaza polifenolowa (tyrozynaza) odpowiedzialna za enzymatyczne ciemnienie miąższu ziemniaka: fosfatazy, proteazy, lipazy, fosfolipazy.

ALKALOIDY W ZIEMNIAKACH

Solanina należy do glikoalkaloidów stanowiących silne trucizny układu nerwowego. Zawartość 2-20mg/100g świeżej masy. Największa jej ilość koncentruje się w zewnętrznych częściach bulwy i w pobliżu oczek. Zwiększoną zawartość solaniny posiadają bulwy niedojrzałe zazielenione oraz przechowywane przez dłuższy czas (w okresie wiosennym). Podczas kiełkowania solanina gromadzi się w kiełku.

WARTOŚĆ ODŻYWCZA ZIEMNIAKÓW:

• tanie źródło energii dzięki stosunkowo dużej zawartości skrobi

• wśród produktów roślinnych pod względem wartości odżywczej znajdują się między produktami zbożowymi a warzywami.

• przyczynia się do utrzymania równowagi kwasowo-zasadowej w organizmie dzięki dużej zawartości potasu

• zawierają białko w niewielkich ilościach, ale o dużej wartości biologicznej

Spożycie 200g ziemniaków dziennie pokrywa zapotrzebowanie na:

• energię 6,8%

• białko roślinne 12,6%

• węglowodany około 9,4%

• witaminy : C (51%), B₆(23%), B₁ (16%)

CIEMNIENIE ZIEMNIAKÓW

Ciemnienie enzymatyczne w ziemniakach surowych. Jest procesem oksydoredukcyjnym przebiegającym przy udziale tlenu, dlatego obserwuje się je przy przekrojeniu ziemniaków lub rozdrobnieniu. Katalizatorem reakcji jest enzym tyrozynaza (oksydaza fenolowa). Enzym ten można inaktywować w wyższej temperaturze. W przemyśle przeprowadza się blanszowanie. Obecność jonów Cl (np. NaCl) lub wolnego SO2 (siarczynowanie) również osłabia działanie tego enzymu.

Intensywność ciemnienia enzymatycznego ziemniaków jest łaściwością odmiany. Rolę odgrywa również korzystny wpływ dużych dawek potasu.

Ciemnienie nieenzymatyczne występuje w miąższu ziemniaków surowych i gotowanych.

O-difenole np. kwas chloragenowy, kawowy lub flawowy, ulegają utlenieniu tlenem powietrza w obecności jonów żelaza Fe2+, powodując szare zabarwienie miąższu.

Reakcje Maillarda – niska zawartość cukrów redukujących w ziemniakach powoduje niski stopień ciemnienia. SO2 wpływa hamująco na proces ciemnienia.

W katalogu CCA (wspólnotowy katalog roślin rolniczych) umieszczonych. W Polsce liczba odmian zarejestrowanych waha się od 130 do 136.

ODMIANY ZAREJESTROWANE W POLSCE

1. 136 odmian ziemniaka:

• 101 jadalnych: 22 bardzo wczesne, 26 wczesne, 38 średnio późne i późne

• 35 odmian skrobiowych: 5 wczesne, 10 średnio wczesne, 5 średnio późne, 15 późne

1. 63 odmiany zagraniczne

Parametry istotne dla producenta:

• Do końca lat 80: plon, odporność na choroby, trwałość przechowalnicza

• Obecnie: jakość, przydatność do przetwórstwa spożywczego, trwałość przechowalnicza, bezpieczeństwo, plon handlowy

ZIEMNIAKI JADALNE I DO PRZETWÓRSTWA – Wymagania

CECHY ZEWNĘTRZNE	CECHY WEWNETRZNE	BEZPIECZEŃSTWO
Kształt	Sucha masa	Pozostałości środków chemicznych
Wielkość	Cukry redukujące	Glikoalkaloidy
Głębokość oczek	Suma cukrów	Azotany
Defekty	Typ kulinarny
Wady fizjologiczne	Ciemnienie miąższu, bulw surowych i po ugotowaniu
	Smakowitość

Wymagania surowcowe ogólne:

• Regularność kształtu

• Płytko osadzone oczka

Cechy kulinarne stanowią podstawę do wyodrębnienia 4 podstawowych oraz 2 pośrednich typów kulinarno- użytkowych ziemniaków:

1. Typy podstawowe

1. „SAŁATKOWY”, którego powierzchnia podczas gotowania nie zostaje naruszona i jest błyszcząca, a miąższ ma konsystencję zwięzłą (twardą), nierozsypującą się po ugotowaniu, jest niemą czysty, wilgotny, o strukturze delikatnej. Polecany zwłaszcza na sałatki i konserwy.

2. „WSZECHSTRONNIE UŻYTKOWY”, którego powierzchnia podczas gotowania jest lekko spękana, matowa, a miąższ ma konsystencję dość zwięzłą (średnio zwięzłą), nierozsypującą się po ugotowaniu, jest lekko mączysty, lekko wilgotny, o dość delikatnej strukturze. Polecany jest zarówno do bezpośredniego spożycia (puree, zupy, ciasto ziemniaczane, zapiekanki), jak i do produkcji artykułów spożywczych – zwłaszcza frytek i suszów z ziemniaków gotowanych.

3. „MĄCZYSTY”, którego ¾ powierzchni podczas gotowania jest średnio spękana, a miąższ ma konsystencję dość miękką, rozsypującą się po ugotowaniu, jest mączysty i nieco suchy, a także o nieco szorstkiej strukturze. Polecany jest do bezpośredniego spożycia, zwłaszcza na puree, placki, pyzy, kluski śląskie, kopytka, zawiesiste zupy i sosy oraz do pieczenia lub produkcji artykułów spożywczych tj. susze z surowych ziemniaków czy chipsy.

4. „BARDZO MĄCZYSTY”, którego cała powierzchnia jest rozgotowana, a miąższ ma konsystencję miękką, rozpadającą się podczas gotowania, jest bardzo mączysty, suchy o szorstkiej strukturze. Polecany jest dla przemysłu do produkcji skrobi ziemniaczanej i alkoholu, natomiast nie jest polecany do bezpośredniego spożycia.

1. Typy pośrednie

AB- „SAŁATKOWY DO WSZECHSTRONNIE UŻYTKOWY” polecany jest do bezpośredniego spożycia, zwłaszcza na sałatki, gotowanie w całości oraz na produkty spożywcze mrożone i konserwowane.

BC- „WSZECHSTRONNIE UŻYTKOWY DO MĄCZYSTEGO” polecany jest do bezpośredniego spożycia zwłaszcza na puree, gotowanie w całości oraz na produkty spożywcze tj. susze z surowych i ugotowanych ziemniaków oraz na frytki i chipsy.

WPŁYW WYBRANYCH CECH NA JAKOSĆ PRODUKTÓW

Sucha masa i skrobia – ma istotne znaczenie niezależnie od kierunku przetwarzania.

• Zbyt niska zawartość obu składników w produkcji chipsów przyczynia się do zmniejszenia wydajności produkcji, zwiększenia zużycia oleju, a produkty są zbyt oleiste i mało chrupkie.

• Wysoka zawartość obu składników powoduje trwałość produktu.

• Surowiec o za malej zawartości suchej masy i skrobi może być przyczyną otrzymania frytek mało chrupkich o mazistym wnętrzu, a o zbyt wysokiej zawartości suchej masy – zbyt twardych, o spękanym wnętrzu.

• Mała zawartość skrobi i suchej masy w surowcu przetwarzanym na puree (płatki) lub granulat przyczynia się do uzyskania produktu o zbyt zwięzłej, szorstkiej strukturze.

• Za wysoka zawartość obu składników jest powodem rozpadania bulw i uwalniania wolnej skrobi. Uzyskany produkt charakteryzuje się po rehydratacji kleistą strukturą.