CHEMICZNY I NATURALNY INHIBITOR KIEŁKOWANIA ZIEMNIAKÓW ORAZ ICH WPŁYW NA CECHY SENSORYCZNE BULW ODMIANY MICHALINA PO UGOTOWANIU

Transkrypt

1 CHEMICZNY I NATURALNY INHIBITOR KIEŁKOWANIA ZIEMNIAKÓW ORAZ ICH WPŁYW NA CECHY SENSORYCZNE BULW ODMIANY MICHALINA PO UGOTOWANIU dr inż. Magdalena Grudzińska, dr hab. Zbigniew Czerko IHAR-PIB, Zakład Przetwórstwa i Przechowalnictwa Ziemniaka w Jadwisinie Serock, m.grudzinska@ihar.edu.pl Streszczenie Wczesna odmiana Michalina należy do odmian rozpoczynających kiełkowanie w okresie przechowywania bardzo wcześnie. Ziemniaki bezpośrednio po zbiorze przechowywano w doświadczalnej przechowalni do kwietnia w temperaturze 5 i 8 o C, zaprawiając je chemicznym i naturalnym inhibitorem kiełkowania. Po przechowaniu ziemniaki gotowano i oceniano następujące cechy: rozgotowanie powierzchni, strukturę miąższu, mączystość, konsystencję oraz smak i zapach. Olejek eteryczny z goździka wykazał mniejszy efekt hamujący kiełkowanie bulw niż chemiczny, szczególnie pod koniec przechowywania. Naturalny olejek po kilkakrotnym zaprawianiu bulw nie zmienił w sposób istotny struktury miąższu oraz smaku i zapachu ziemniaków po ugotowaniu. Zapach olejku utrzymywał się tylko w bul-

2 Ziemniak Polski 2016 nr 1 41 wach surowych przed ugotowaniem. Odmiany wcześnie kiełkujące powinny być jak najszybciej zużywane, a na krótki okres przechowywania (3-4 miesiące) do zahamowania kiełkowania może być zastosowany środek naturalny. Słowa kluczowe: kiełkowanie bulw, naturalny i chemiczny inhibitor, ocena sensoryczna, przechowywanie, ziemniak Z akłady przetwórstwa spożywczego przechowują ziemniaki przeznaczone do bezpośredniej konsumpcji w temperaturze 4-5 o C. W tych warunkach okres fizjologicznego spoczynku bulw jest dłuższy niż podczas przechowywania w temperaturach wyższych (8 o C). Po rozpoczęciu kiełkowania bulw zwiększa się ich intensywność oddychania i transpiracji. Procesy te prowadzą do utraty turgoru oraz strat ilościowych i jakościowych, co może w negatywny sposób wpłynąć na cechy sensoryczne surowca (Zgórska, Grudzińska 2012). Jedną z możliwości ograniczenia tych procesów i zachowania odpowiednich cech organoleptycznych surowca jest stosowanie chemicznych inhibitorów wzrostu kiełków. Powszechnie stosowanym chemicznym inhibitorem kiełkowania jest CIPC (izopropyleno- N-3-chlorofenylokarbaminian chloroprofam). Alternatywą dla niego mogą stać się naturalne preparaty. Zgodnie z opublikowaną w Dzienniku Urzędowym Unii Europejskiej dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/128/ WE z dnia 21 października 2009 r., która ustanawia normy na rzecz zrównoważonego stosowania pestycydów oraz zachęca do stosowania alternatywnych, niechemicznych metod w rolnictwie. prowadzone są badania nad wprowadzeniem naturalnych środków olejków eterycznych z mięty pieprzowej, kminku, goździków, rozmarynu które mogą skutecznie ograniczyć kiełkowanie bulw w czasie przechowywania. Celem pracy było określenie skuteczności chemicznego i naturalnego inhibitora kiełkowania bulw po przechowywaniu oraz określenie wpływu tych inhibitorów na cechy sensoryczne ziemniaków po ugotowaniu. Materiał i metody Odmiana. Materiałem doświadczalnym były bulwy wczesnej odmiany Michalina, zarejestrowanej przez HZ Zamarte w 2010 r. Została wybrana, gdyż reprezentuje grupę odmian rozpoczynających kiełkowanie bardzo wcześnie w okresie przechowywania. Odmianę uprawiano na poletkach doświadczalnych, charakterystyka w tabeli 1. Charakterystyka wczesnej odmiany ziemniaka Michalina Tabela 1 Cechy konsumpcyjne Cechy przechowalnicze Typ kulinarny kolor miąższu kolor skórki okres bezwzględnego spoczynku fizjologicznego 1 trwałość przechowalnicza 2 B jasnożółty żółty skala 9-stopniowa: 1 krótki okres spoczynku fizjologicznego (kiełkowanie w pierwszym tygodniu listopada); 9 długi okres spoczynku (kiełkowanie w pierwszym tygodniu grudnia) 2 trwałość przechowalnicza wg Zakładu Przechowalnictwa i Przetwórstwa Ziemniaka IHAR-PIB to suma strat w ciągu 6 miesięcy przechowywania (ubytki naturalne porażenie chorobami przechowalniczymi kiełki) wyrażana w skali 9-stopniowej, gdzie 1 oznacza ubytki naturalne powyżej 15%, porażenie chorobami powyżej 1,3% oraz sumę strat powyżej 24%; 9 ubytki naturalne do 6%, porażenia chorobami 0, suma strat do 7,8%. Przechowywanie. Ziemniaki bezpośrednio po zbiorze umieszczono w przechowalni doświadczalnej w następujących warunkach: w okresie przygotowawczym przez pierwsze 2 tygodnie w temperaturze 15 o C, przy wilgotności względnej 90-95%; w ciągu następnych 2 tygodni temperaturę stopniowo obniżano do 5 i 8 o C, zachowując taką samą wilgotność. Zastosowano następujące kombinacje:

3 42 Ziemniak Polski 2016 nr 1 bulwy przechowywane w temperaturze 5 i 8 o C, niezaprawiane inhibitorami wzrostu kiełków próba kontrolna; bulwy przechowywane w temperaturze 5 i 8 o C zaprawiane naturalnym inhibitorem (olejek eteryczny otrzymany z goździka substancja czynna eugenol (monoterpen) w stężeniu 85% (jednorazowa dawka 3,6 ml/100 kg bulw). Terminy aplikacji środka podano w tabeli 2; bulwy przechowywane w temperaturze 5 i 8 o C zaprawiane chemicznym środkiem zawierającym substancję czynną chloroprofam (dawka 60 ml/t bulw). Oprysk wykonano jednorazowo na suche, dojrzałe fizjologicznie, nieuszkodzone bulwy w momencie załadunku ziemniaków do komory przechowalniczej ( ). Oba środki (chemiczny i naturalny) aplikowano tą samą metodą przy użyciu atomizera drobnokroplistego. Częstotliwość aplikacji naturalnego inhibitora wynikała z intensywności kiełkowania bulw. Środek stosowano tak często, aby kiełki nie wyrastały powyżej 2 mm (stan rozbudzony). Do oceny kiełkowania za termin jego rozpoczęcia przyjęto moment, kiedy 70% bulw osiągnęło kiełki o długości powyżej 2 mm. Zabieg zaprawiania naturalnym inhibitorem rozpoczęto w momencie, kiedy na bulwach pojawiły się pierwsze kiełki ( ). Tabela 2 Terminy aplikacji naturalnego inhibitora kiełkowania (goździk) bulw ziemniaka w czasie przechowywania w temperaturze 5 i 8 o C Data aplikacji Temperatura przechowywania 5 o C 8 o C Obróbka kulinarna. Po przechowaniu próby (ok. 20 bulw) z każdej kombinacji myto i obierano nożykiem szczelinowym (1,7 mm), a następnie gotowano metodą tradycyjną (wrzucając do wrzątku) do miękkości w standardowych proporcjach 0,5 kg ziemniaków i 0,7 dm 3 wrzącej wody bez dodatku soli. Ocena sensoryczna. Ugotowane ziemniaki oceniano organoleptycznie według instrukcji stosowanej w Centralnym Ośrodku Badania Odmian Roślin Uprawnych. Ocena obejmowała następujące cechy: rozgotowanie powierzchni tendencja do rozpadania się bulw w skali 4-stopniowej (1 powierzchnia niezmieniona, 4 warstwa korowa rozgotowana); konsystencja (zwięzłość) odporność na działanie siły mechanicznej w skali 4-stopniowej (1 zwięzła, 4 miękka, bulwa rozsypuje się); mączystość tendencja do rozsypywania się w skali 4-stopniowej (1 niemączyste, 4 bardzo mączyste); struktura miąższu ziarnistość w skali 4-stopniowej (1 delikatna, gładka, 4 szorstka, włóknista); smak i zapach w skali 9-stopniowej (1-3 nie nadaje się do konsumpcji, 8-9 bardzo dobry smak i odpowiedni zapach). Oceny dokonywał 5-osobowy zespół. Statystyka. Istotność wpływu inhibitorów na poszczególne cechy sensoryczne określono przy użyciu nieparametrycznej analizy wariancji. Do testowania różnic między średnimi rangami wykorzystano test Kruskala- -Wallisa. Analizę statystyczną wyników wykonano programem Statistica 12. Wyniki i dyskusja Termin rozpoczęcia kiełkowania bulw oraz tempo przyrostu kiełków podczas przechowywania zależy od odmiany i temperatury przechowywania (Hidalgo, Echardi 1983; Daniels-Lake i in. 2007). Termin rozpoczęcia kiełkowania oraz długość kiełków na bulwach odmiany Michalina przechowywanych w temperaturze 5 (A) i 8 o C (B) bez stosowania środków hamujących kiełkowanie (próba kontrolna) przedstawia tabela 3.

4 Ziemniak Polski 2016 nr 1 43 Tabela 3 Termin rozpoczęcia kiełkowania oraz długość kiełków na bulwach odmiany Michalina po przechowaniu w temp. 5 (A) i 8 o C (B) bez stosowania inhibitorów kiełkowania (A) Przechowywanie bulw w temperaturze 5 o Dł. C kiełków wrzes. paźdz. listopad grudzień styczeń luty marzec kwiecień (mm) I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III 50 (B) Przechowywanie bulw w temperaturze 8 o C wrzes. paźdz. listopad grudzień styczeń luty marzec kwiecień I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III 75 I, II, III dekady miesiąca Michalina charakteryzuje się bardzo wczesnym terminem rozpoczynania kiełkowania. W temperaturze 5 o C kiełkowanie rozpoczęło się w I dekadzie listopada, a w temperaturze 8 o C w III dekadzie października. Odpowiednio do temperatury przechowywania była zróżnicowana długość kiełków po przechowaniu (w kwietniu): 50 mm w 5 i 75 mm w 8 o C. Na rysunku 1 przedstawiono procentowy udział skiełkowanych bulw po przechowaniu w temperaturze 5 i 8 o C, zaprawianych chemicznym i naturalnym inhibitorem kiełkowania. Najbardziej efektywny okazał się preparat chemiczny zawierający chloroprofam; 100% bulw w próbie nie miało kiełków niezależnie od temperatury przechowywania. Naturalny preparat zastosowany kilkakrotnie w czasie przechowywania nie dał tak dobrego efektu. W niższej temperaturze przechowywania odnotowano ok. 20% bulw z kiełkami o długości do 5 mm, natomiast ilość skiełkowanych bulw do 5 mm była dwukrotnie większa. Dłuższe kiełki (6-10 mm) miały jedynie bulwy przechowywane w 5 o C ok. 8%. Według Czerki i innych (2012) naturalne preparaty po zastosowaniu w końcowym okresie przechowywania nie hamują efektywnie wzrostu kiełków na bulwach. Natomiast według Martina i innych (2014) lepsze efekty stosowania naturalnych preparatów z olejków eterycznych można uzyskać poprzez parowanie lub zamgławianie na gorąco. CH* - środek chemiczny hamujący kiełkowanie bulw z substancją czynną chloroprofam; N** - naturalny środek hamujący kiełkowanie bulw (olejek eteryczny z goździka) Rys. 1. Procentowy udział skiełkowanych bulw ziemniaka po przechowaniu w temperaturze 5 i 8 o C, zaprawianych chemicznym i naturalnym inhibitorem kiełkowania Zmiany jakości surowca w czasie długotrwałego przechowywania w znacznej mierze rzutują na odbiór wrażeń sensorycznych, a w rezultacie na ocenę wszystkich wyróżników jakości. Z punktu widzenia konsumenta ważne jest, aby ziemniaki charakteryzowały się dobrym smakiem, zapachem oraz wyglądem po ugotowaniu. Na rysunku 2 przedstawiono wyróżniki jakości oceny sensorycznej bulw odmiany

5 44 Ziemniak Polski 2016 nr 1 Michalina po ugotowaniu w zależności od zastosowanego inhibitora kiełkowania. Zastosowanie inhibitorów wpłynęło na stan rozgotowania powierzchni bulw przechowywanych w temperaturze 8 o C. Niezmienioną, błyszczącą jak u surowego ziemniaka powierzchnią po ugotowaniu cechowały się bulwy niezaprawiane (próba kontrolna 1,0 pkt). Lekko spękaną, matową, suchą powierzchnię miały bulwy ugotowane, które były zaprawiane zarówno chemicznym, jaki i naturalnym inhibitorem kiełkowania od 1,5 do 2,0 pkt (rys. 2A). Zaprawianie * Temperatura * * Zaprawianie n.i. Temperatura n.i.. Zaprawianie * Temperatura * Zaprawianie * Temperatura * Rys. 2. Rozgotowanie powierzchni (A), struktura miąższu (B), mączystość (C) oraz konsystencja (D) bulw odmiany Michalina po przechowaniu przez 6 miesięcy, niezaprawianych (próba kontrolna) i zaprawianych chemicznym i naturalnym inhibitorem kiełkowania w temperaturze 5 i 8 o C CH* chemiczny środek hamujący kiełkowanie bulw z substancją czynną chloroprofam; N* naturalny środek hamujący kiełkowanie bulw (olejek eteryczny z goździka), n.i. nieistotne, * istotne Tendencja do rozgotowania powierzchni miąższu wiąże się z wysyceniem blaszki środkowej ścian komórkowych. W ścianie komórkowej tkanki roślinnej frakcja tworząca blaszkę środkową odgrywa rolę usztywniającą i wzmacniającą (McComb, McCready 1952). Długotrwałe przechowywanie w wyższej temperaturze (8 o C) i związane z nim wzmożone procesy fizjologiczne (oddychanie i transpiracja) oraz zaprawianie preparatami mogło doprowadzić do minimalnego naruszenia struktury ścian komórkowych, co w konsekwencji wpłynęło w sposób istotny na zmiany rozgotowania powierzchni. Przedstawione wyniki (rys. 2B) dowodzą, że zaprawianie bulw w czasie przechowywania w temperaturze 5 i 8 o C nie miało istotnego wpływu na strukturę ugotowanych ziemniaków. Bulwy zarówno z próby kontrolnej, jak i z prób zaprawianych chemicznym i

6 Ziemniak Polski 2016 nr 1 45 naturalnym inhibitorem kiełkowania nie zmieniły struktury miąższu, która była delikatna i gładka (średnio 1,5 pkt). Z tendencją do rozgotowania powierzchni i zmian struktury ugotowanych ziemniaków nierozłącznie wiąże się inna cecha mączystość (rys. 2C). Zaprawianie bulw odmiany Michalina wpłynęło istotnie na tę cechę. Największą mączystością (3,0 pkt) cechowały się ziemniaki przechowywane w wyższej temperaturze (8 o C), zaprawiane inhibitorem naturalnym, natomiast najmniejszą (1,5 pkt) przechowywane w niższej (5 o C) i zaprawiane tym samym preparatem. Mączystość bulw zaprawianych chemicznym preparatem była na tym samym niezmienionym poziomie (2,2 pkt bulwy lekko mączyste) niezależnie od temperatury składowania. Konsystencja jest jedną z ważniejszych cech wpływających na konsumencką akceptację ziemniaków do bezpośredniej konsumpcji. Odpowiednia konsystencja bulw może być efektem dobrze dobranych parametrów technologicznych w procesie produkcyjnym (Rytel i in. 2006). Na rysunku 2D przedstawiono zmiany konsystencji ugotowanych bulw odmiany Michalina po przechowaniu w temperaturze 5 i 8 o C, zaprawianych i niezaprawianych preparatami zapobiegającymi kiełkowaniu. Olejek eteryczny z goździka wpłynął w istotny sposób na konsystencję bulw po ugotowaniu. Po kilkakrotnym zaprawianiu naturalnym inhibitorem bulwy przechowywane w temperaturze 8 o C po ugotowaniu miały dość miękką konsystencję (rozpadały się na kilka części po wkłuciu widelca), natomiast przechowywane w temperaturze 5 o C zwięzłą (1,0 pkt). Podobne właściwości konsystencji (dość zwięzła) miały bulwy gotowane, które w czasie składowania niezależnie od temperatury były zaprawiane preparatem chemicznym. Smak i zapach ziemniaków jest zależny od ich składu chemicznego. Nadmiar cukrów i popiołu pogarsza smak, natomiast wolne aminokwasy i nukleotydy oraz witamina C poprawiają smakowitość. Niekorzystnie na tę cechę oddziałuje zawartość glikoalkaloidów, nadając bulwom gorzki smak (Amer i in. 2014). W prezentowanych badaniach ugotowane bulwy, które zostały zaprawione chemicznym i naturalnym inhibitorem kiełkowania w czasie przechowywania, nie różniły się istotnie smakiem i zapachem od ziemniaków niezaprawianych (rys. 3). Zostały ocenione jako ziemniaki o dobrym i dość dobrym smaku (7,0 i 6,0 pkt). Podobne wyniki przedstawili m.in. Kalt i inni (1999), Cizkova i inni (2000), Martina i inni (2013), Gomes-Castillo i inni (2013), Grudzińska i Zgórska (2013) oraz Elbasir i inni (2014). Zaprawianie n.i. Temperatura n.i. Rys. 3. Smak i zapach ugotowanych ziemniaków odmiany Michalina po przechowaniu przez 6 miesięcy, niezaprawianych (próba kontrolna) i zaprawianych chemicznym i naturalnym inhibitorem kiełkowania CH* chemiczny środek hamujący kiełkowanie bulw z substancją czynną chloroprofam; N* naturalny środek hamujący kiełkowanie bulw (olejek eteryczny z goździka); n.i. nieistotne

7 46 Ziemniak Polski 2016 nr 1 Podsumowanie Ziemniaki jadalne w celu ograniczenia kiełkowania mogą być zaprawiane inhibitorami zarówno chemicznymi (substancja czynna chloroprofam), jak i naturalnymi (olejki mięty goździka, kminku). Olejek z goździka wykazał mniejszy efekt hamujący kiełkowanie bulw niż chemiczny, szczególnie pod koniec okresu przechowywania. Ograniczenie kiełkowania odmiany wcześnie rozpoczynającej kiełkowanie (Michalina) wymaga wielokrotnych zabiegów środkiem naturalnym w okresie przechowywania. Odmiany wcześnie kiełkujące powinny być jak najszybciej zużywane, a w krótkim okresie przechowywania (3-4 miesiące) do zahamowania kiełkowania może być zastosowany środek naturalny. Wykazano, że naturalny olejek eteryczny z goździka po kilkakrotnym zaprawianiu bulw nie zmienił w sposób istotny struktury miąższu oraz smaku i zapachu ziemniaków po ugotowaniu. Zapach olejku utrzymywał się tylko w bulwach surowych przed ugotowaniem. Literatura 1. Amer F. S., Reddivari L., Gaurav P., Madiwale G. P., Stone M., Holm D. G., Vanamala J Effect of genotype and storage on glycoalkaloid and acrylamide content and sensory attributes of potato chips. Am. J. Potato Res. 91, ; 2. Cizkova H., Vacek J., Voldrich M., Sevcik R., Kratka J Caraway essential oil as potential inhibitor of potato sprouting. Rost. Vyr. 46: ; 3. Czerko Z., Zgórska K., Grudzińska M Porównanie odmian ziemniaka pod względem reakcji na stosowanie inhibitorów kiełkowania. Biul. IHAR 266: ; 4. Daniels-Lake, B. J., Prange R. K The canon of potato science 41. Sprouting. Potato Res. 50: ; 5. ELbashir H. A., Halim A., Ahmed R., Yousif K.S Efficacy of different applications of spearmint oil on storability and processing quality of two potato varieties. J. Agri-Food Appl. Sci. 2(5): ; 6. Gomez-Castillo D., Cruz E., Iguaz A., Arroqui C., Virseda P Effect of essential oils on sprout suppression and quality of potato cultivars. Postharv. Biol. Techn. 82: 15-21; 7. Grudzińska M., Zgórska K Wpływ zastosowania S-karwonu jako naturalnego inhibitora wzrostu kiełków ziemniaka na jasność barwy chipsów ziemniaczanych. Żywność, Technologia, Jakość 4(89): ; 8. Hidalgo O. A., Echandi E Influence of temperature and length of storage on resistance of potato to tuber rot induced by Erwinia chysanthemi. Am. Potato J. 50: 1-15; 9. Martin M., Galand P., Bompeix G., Beyssac A Mint oil: a new natural sprout suppressant opportunity. [In:] 18 th Trienn. Conf. EAPR Oulu, Finland, July 24-29: 105; 10. Martin M., Bompeix G., Sardo A Improving the use of spearmint oil, a natural sprout inhibitor from hot-fogging to vapourt application. [In:] 19 th Trienn. Conf. EAPR Brussels, Belgium, July 06-11, oral presentation; 11. McComb E. A., McCready R. M Colorimertic determination of pectic substance. Anal. Chem. 24: ; 12. Rytel E., Tajner-Czopek A., Kita A., Lisińska G Konsystencja ziemniaków gotowanych i produktów smażonych w zależności od zawartości polisacharydów. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 511: ; 13. Zgórska K., Grudzińska M. 2012, Zmiany wybranych cech jakości bulw ziemniaka w czasie przechowywania. Acta Agroph. 19(1):