Клубни отличаются от корневищ тем, что у них стебель короткий и толстый, а листья недоразвиты. Как и на всяком побеге, у них имеются почки и расположены они на верхушке и в пазухах недоразвитых листьев. Придаточные корни на клубнях не развиваются. Клубни у картофеля вырастают из подземных почек не сразу. Сначала из почки растёт длинный белый подземный побег — столон. Столон живёт меньше года. Верхушка со временем начинает утолщаться и превращается к осени в клубень.
В клубне накапливается много крахмала в виде мелких зёрен. Клубень картофеля — это видоизменённый побег с утолщённым стеблем и мелкими листьями.
Что делать. Рассмотрите внешнее строение клубня картофеля.
Что наблюдать. Найдите на его поверхности верхушечную и пазушные почки (глазки), рубцы от листьев (бровки) и рубец от отделившегося столона.
Что делать. Подсчитайте число глазков на клубне.
Что наблюдать. Найдите на клубне верхушку и основание.
Обратите внимание на неравномерное распределение глазков на утолщённом стебле.
Ту часть клубня, где больше глазков, называют верхушкой, а противоположную где рубец от столона — основанием.
Что делать. Разрежьте клубень на две части. На разрез клубня капните каплю раствора иода.
- Как изменилась окраска разреза клубня?
- Какие вещества отложены в клетках клубня?
- Каково значение клубня в жизни растения?
Подготовить к отчёту. Зарисуйте в тетради внешний вид клубня и подпишите его части. Запишите признаки, доказывающие, что клубень — это побег.
Клубень является утолщенным окончанием подземного стеблевого побега – столона. На таком видоизмененном стебле недоразвиваются также и листья, сохраняясь в виде небольших чешуек или в виде более или менее широкого р у б ц а. В пазухах видоизмененных или атрофированных листьев залегают г л а з к и.
Части клубня (рис. 96 ). В клубне различают пуповинный конец — место прикрепления клубня к столону – и противоположный вершинный конец, или вершину клубня, являющуюся растущим концом клубня, с верхушечной точкой роста.
Со стороны пуповины у некоторых сортов часто наблюдается на клубне углубление – столонная впадина, у других этой впадины нет или она слабо заметна.
Можно различать также верхнюю и нижнюю стороны клубня. Верхняя сторона обращена к поверхности почвы и обычно более выпуклая. Нижняя сторона плоская или вогнутая.
Форма клубней картофеля разнообразна и варьирует по сортам и в зависимости от почвенных и климатических условий. Но все разнообразие клубней в этом отношении можно свести к трем основным формам, остальные формы являются лишь видоизменениями их. Различают форму круглую, удлиненную и овальную (рис. 97).
В круглой форме продольный и поперечный диаметры почти равны. У клубней с удлиненной формой продольный диаметр не менее двух с половиной раз превышает поперечный. Овальная форма – промежуточная между первыми двумя.
Форма клубня (за немногими исключениями) меняется с возрастом.
Все описания формы приводятся для зрелых клубней.
О к р а с к а м я к о т и клубня у различных сортов картофеля бывает белой, желтой, красной и синей.
Желтомясые сорта, как правило, богаче беломясых азотистыми веществами.
Различная н а р у ж н а я о к р а с к а к л у б н я зависит от количества пробкового вещества коры клубня и от пигмента, заключенного в соке клеток коры.
При тонком пробковом слое коры просвечивает окраска мякоти, и, например, желтомясые клубни картофеля кажутся желтыми. По мере утолщения пробкового слоя окраска клубней меняется от кремневой до коричневой.
При отсутствии пигмента в клетчатом соке коры клубни являются белыми.
Окрашенные клубни могут быть розовыми, светло-красными, красными, темно-красными, светло-синими, темно-синими.
Распределение пигмента может быть равномерным и неравномерным. В последнем случае окраска сосредоточена либо в глазках, либо в промежутках между ними.
Кожура клубня может быть гладкой или шероховатой, как бы сетчатой.
Чечевички. На поверхности клубня можно обнаружить небольшие светлые точки, так называемые чечевички, при помощи которых происходит дыхание и испарение влаги из клубня.
Глазки располагаются на клубне неравномерно. Больше всего глазков на ввершине клубня, значительно меньше – на пуповинном конце. Точно так же на верхней стороне сосредоточено больше глазков, чем на нижней.
Глазки клубня представляют собой углубления, окаймленные со стороны пуповинного конца дугообразным следом опавшего недоразвитого листа – листовым рубцом (бровью).
Листовой рубец может иметь различную форму: он бывает длинным или, наоборот, коротким, резким или слабо заметным.
Число глазков на клубне разнообразно и более или менее постоянно для сорта.
Глазки бывают окрашенные или неокрашенные, глубокие или мелкие, а иногда выступают на поверхности клубня в виде бугорков. Большая глубина глазков является практически отрицательным признаком.
Почки. В каждом глазке помещаются обычно три (реже более) почки. Наиболее развитые из них при благоприятных условиях трогаются в рост. Обычно почки верхних глазков развиты лучше всех и дают самые сильные ростки. Средняя часть клубня и пуповина имеют более слабые почки.
Ростки. Почки, проросшие в темноте, образуют бледные, удлиненные и более или менее тонкие ростки, так называемые этиолированные ростки.
На свету образуются укороченные и плотные ростки. В зависимости от сорта ростки, выращенные на свету, бывают окрашены в цвета зеленый, красно-фиолетовый и сине-фиолетовый. Последние две окраски зависят от пигмента клеточного сока – антоциана.
Окраска ростков – весьма устойчивый и важный систематический признак картофеля и лучше различима на клубнях, проращенных при слабом освещении.
Анатомическое строение клубня картофеля
Некоторые части внутреннего (анатомического) строения клубня картофеля можно обнаружить на разрезе невооруженным глазом. Представляя собой видоизмененный стебель, клубень картофеля напоминает его и своим анатомическим строением.
На разрезе через м о л о д о й к л у б е н ь можно обнаружить следующие части. В центре клубня распологается с е р д ц е в и н а, окруженная кольцом открытых (содержащих камбий) проводящих пучков. Проводящий луб этих пучков вместе с лубяной паренхимой широким слоем лежит снаружи от камбия.
По мере развития клубня, которое происходит в результате деятельности камбиального слоя клеток, в молодом клубне намечаются изменения, делающие клубень более приспособленным к отложению запасных питательных веществ, в частности крахмала, и отличающие его строение в зрелом виде от типичного строения стебля.
Невооруженном глазом можно обнаружить на продольном разрезе зрелого клубня кольцо сосудистых пучков, которое распологается близко к поверхности клубня, подходит вплотную к глазкам и у некоторых сортов окрашено в тот же цвет, что и кожура.
Средняя часть клубня, как и в молодом возрасте, занята сердцевиной, причем в самом центре клубня распалогаются наиболее водянистые клетки, отчего центральная часть иногда выделяется большим темным бесформенным пятном.
Микроскопическое исследование среза через картофельный клубень представляет следующую картину (рис. 98).
Наружный слой состоит из нескольких рядов опробковевших клеток п е р и д е р м ы, сменившей эпидермис молодого клубня. Эти опробковевшие клетки защищают клубень от потери влаги и неблагоприятных внешних воздействий.
По направлению внутрь клубня перидерма переходит в к о р у. При наличии промежуточных клеток переход этот может происходить постепенно. У окрашенных клубней именно в этих промежуточных слоях клеток, следовательно во внешних клетках перидермы, находится пигмент. Кора состоит из паренхиматических клеток, заполненных крахмальными зернами, и проводящих элементов луба – ситовидных трубок.
Далее, внутри располагается слой образовательной ткани, или камбия. За камбиальным слоем следует к о л ь ц о с о с у д и с т ы х пучков.
Благодаря деятельности камбия происходит развитие клубня в толщину и образование лубяной и древесинной частей клубня. Большую часть луба в клубне картофеля составляет лубяная паренхима, а древесины – древесинная паренхима. Проводящие элементы занимают здесь ничтожную часть общей массы. Центральная часть клубня занята сердцевиной с отходящими от нее лучами, направленными к почкам.
Паренхима состоит из крупных и тонкостенных клеток. Клетки эти, как уже отмечено, заполнены крахмальными зернами, причем распределение крахмала в них неравномерное. Наиболее богаты крахмалом внутренние клетки коры и внешние клетки сердцевины, приближающейся с обоих сторон к камбиальному слою. По мере удаления от камбия к центру клубня количество крахмала в клетках уменьшается.
Центральная часть клубня водяниста, и клетки ее становятся полупрозрачными. В коре клубня, наоборот, наиболее богаты крахмалом внутренние части; во внешних же клетках коры, расположенных под пробковым слоем, преобладают азотистые составные части клубня.
Крахмальные зерна картофеля эксцентрично-слоистые и могут быть различной величины, причем преобладание крупных или мелких зерен характерно для сорта.
Следует отметить хорошо выраженную у клеток паренхимы способность в случае повреждения клубня усиленно делиться перегородками, параллельными поврежденной поверхности, и образовывать новый слой пробки, предохраняющей клубень от высыхания.
Сорта картофеля
В России районировано около 200 сортов картофеля. По скороспелости сорта разделяются на 5 групп: раннеспелые (ранние) – с вегетационным периодом 80-90 дней; среднеранние (вегетационный период 110-115 дней); среднеспелые (115-125 дней); среднепоздние (125-140 дней) и позднеспелые (вегетационный период 140-150 дней и более.
По хозяйственному назначению сорта картофеля разделяют на столовые, технические (заводские), столово-технические, кормовые, универсальные и используемые для приготовления полуфабрикатов и для переработки.
К столовым сортам относят картофель различной спелости, с хорошими пищевыми и вкусовыми качествами клубней, с не темнеющей и без цветных пятен мякотью, без ржавой пятнистости и внутренних пустот. По назначению выделяют четыре типа столового картофеля: А – винегретный с неразваривающимися клубнями; В – со связной мякотью для поджаривания и переработки; С – с довольно рассыпчатой мякотью для большинства блюд; Д – с очень рассыпчатой мякотью для приготовления пюре и печения клубней.
Технический картофель – это преимущественно позднеспелые сорта для переработки на крахмал, амилазу, спирт и др.
Столово-технические сорта имеют повышенную крахмалистость и не темнеющую мякоть с хорошим вкусом. Они годны для использования в пищу и для технической переработки.
Кормовым сортам характерна высокая урожайность и повышенное содержание в клубнях белка и крахмала.
Группу универсальных сортов составляет преимущественно среднеспелый и среднепоздний картофель, отличающийся высокой урожайностью, хорошим вкусом, не темнеющей мякотью клубней, высоким содержанием крахмала и белка, а также хорошей лёжкостью при хранении. Они используются на продовольственные, технические и кормовые цели.
Сорта для переработки и приготовления полуфабрикатов (производство чипсов, соломки, крупки, крекеров, замороженного картофеля и др.), должны содержать в клубнях не менее 20 % сухого вещества и минимум редуцирующих сахаров, а также иметь не темнеющую мякоть клубней в сыром и варёном виде.
В каждом хозяйстве целесообразно выращивать одновременно два-три сорта разной спелости. Это даёт возможность несколько растянуть период уборки картофеля. Продолжительный срок уборки даёт возможность меньше привлекать дополнительной рабочей силы, сократить потери, снизить сезонность использование трудовых ресурсов и повысить производительность труда, а также рациональнее использовать технику. Поэтому рекомендуется иметь в хозяйстве ранних и среднеранних сортов – 40 %, среднеспелых – 35 %, среднепоздних и поздних – 25 % от общей площади под картофелем.
На продольном разрезе спелого клубня под микроскопом выразительно видно такие элементы: шкурку (у молодого клубня эпидермис), кору, камбий, сосудистые щепотки, сердцевину. Шкурка – внешний защитный слой клубня, состоит из нескольких рядов опробкованных клеток вторичной покровной ткани – перидермы. Под шкуркой размещается кора, которая состоит из паренхимных клеток, заполненных крахмальными зернами, и ведущих элементов луба – ситоподобных трубок флоэмы. За корой находится слой клеток камбия, с которого до центра клубня образуются элементы ксилемы. Центральная часть клубня заполнена паренхимными клетками сердцевины, которая радиальными лучами расходится к леткам в местах их размещения. В паренхимных клетках клубней содержатся крахмальные зерна. Наибольшее количество их находится во внутренних клетках коры и внешних – сердцевины, наименьшая – в составе водянистых клеток центральной сердцевины.
2. Процессы, происходящие в клубнях при хранении картофеля.
Под режимом хранения понимают совокупность факторов, параметров и условий внешней среды, обуславливающих сохранность картофеля.
— физические (испарение влаги, выделение тепла, изменение температуры);
— физиолого – биохимические (дыхание);
Интенсивность испарения зависит от состояния покровных тканей, степени гидрофильности клеточных коллоидов, режима хранения.
В среднем считается, что за 1 сутки 1 тонна картофеля испаряется 250 – 300 г. влаги.
Т.к. картофель дышит, то в процессе дыхания выделяется тепло (максимальное количество осенью и весной) и составляет в зависит от температуры 2 – 20 о С (1300 – 3000 кДж/т в сутки).
Максимальное количество тепла может вызвать самосогревание картофеля.
Роль дыхания – обеспечение тканей энергией для обеспечения жизнедеятельности. Это сложный процесс, состоящий из химических превращений ( с участием ферментов).
Интенсивность дыхания – зависит от степени зрелости (выше у молодого картофеля);
— от наличия повреждений;
— от времени хранения.
Основная причина порчи картофеля – это развитие микроорганизмов, сопровождающееся значительным выделение тепла, а за счет низкой тепло — и температуропроводности происходит самосогревание картофеля. Срочно необходимо перерабатывать или применять активное вентилирование.
3. Технологическая схема производства быстрозамороженных биточков и котлет, режимы, основное оборудование.
Биточки – не обжаренные замороженные картофелепродукты, кругленькие, высотой 20 – 25мм массой 50-80г.
Пищевая ценность биточков: белок – 4 – 6%;
углеводы – 22 – 30%;
витамины В, РР – 0,5 -3 мг%;
витамин С – 3 мг%
сод. сух вещ-в – 75%.
Энергетическая ценность биточков – 100 – 110 ккал.
1). Подача на производство из хранилища.
Транспортером, электрогрузчиком в контейнерах, гидротранспортером.
В моечных машинах барабанного, лопастного и вибрационного типа. Камнеловушка. Качество мойки зависит от степени загрязнения, от кратности и способа обмена воды. Лучше мойку по принципу противотока 1-3 м 3 /1т t=15-20 о С, для засохшей грязи – теплая вода.
Калибровочные машины барабанного типа (три секции 40х40, 50х50, 60х60), роликового типа.
— механическая (20% — отходы, +15 – 30% — дочистка). Валковые, абразивные периодического или непрерывного действия. 5 – 10 мин. Можно применять глубокую очистку — 20 мин.
— паровая очистка. Пар – р=0,4 – 0,8 МПа, от 30 сек. до 1,5 мин (в зависимости от размера). Слой пропаривается с водой + перепад давления (растрескивание). Кожица снимается щеточными машинами барабанного типа с водой.
— химический способ (щелочью). 10 – 15 мин. Нейтрализуется щелочь лимонной кислотой, затем картофель промывают водой.
— электротермическая + механическая. T = 900 – 1000 о С.
— пароводотермическая – сначала паром, потом водой.
Режут на пластины 10 – 12мм, затем на брусочки при одновременной подаче воды.
— в воде по режимам в зависимости от качества продукта.
Для воды: t = 75 – 95 о С, 5 – 10 мин.
В шнековом измельчителе типа мясорубки. На конце – диск с дырочками.
8). Смешивание компонентов.
Пюре через дозатор массой 70кг подается в смеситель, куда одновременно поступают подготовленные порошкообразные компоненты:
— сухое молоко; Каждого по 850г.
— мука пшеничная 1,2кг.
Диаметр гнезда формовочной машины примерно 60мм, всего 6 гнезд.
Смесь продавливается поршнем и отрезается струнным ножом.
Биточки поступают на сетчатую ленту транспортера.
Льезон – смесь муки и воды, перемешанные в течение 15мин. И отфильтрованные.
Сетчатый транспортер с биточками обливается сверху льезоном.
11). Удаление избытка льезона.
Воздухом под давление.
На сетчатом транспортере, который движется в панировочных сухарях и сверху биточки также обсыпается сухарями.
13). Биточки после панировки охлаждаются до t 25 о С (воздухом на транспортере или в охлаждающей камере). Затем замораживают в скороморозильных камерах при t = -26 — — 40 о С, 35 – 40 мин.
Производство биточков на основе сухого картофельного пюре.
Из хлопьев, гранул, крупки.
Пюре измельчают, просеивают, пропускают через магниты, восстанавливают водой до получения натурального картофельного пюре. Далее по технологической схеме.
4. Замораживание продуктов в хладагентах. Преимущества и недостатки способа.
Это является традиционным способом замораживания. При этом способе хладагент непосредственно контактирует с пищевым продуктом и, соответственно создаются лучшие условия для теплообмена между поверхностью продукта и хладагентом. Эта особенность обусловила ряд преимуществ этого способа. Иммерсионный способ обеспечивает более высокую скорость замораживания и меньший уровень потерь в процессе замораживания и последующего оттаивания. Вместе с тем, иммерсионному способу присущи и некоторые недостатки, к которым, прежде всего, относится возможность проникновения хладагента в тело продукта. Основное требование в подобных случаях состоит в полной индифферентности хладагента и отсутствии каких бы то ни было реакций между ним и компонентами замораживаемых продуктов. И еще одно требование: хладагент или примеси хладагента должны быть безопасны для здоровья, а остатки хладагента после замораживания не должны оказывать вредного воздействия на человеческий организм.
Замораживать продукты можно прежде всего с помощью диоксида углерода. При температуре 20° С он сжижается под давлением 5,85 МПа (58,5 кгс/см 2 ). Эта жидкость затвердевает под атмосферным давлением при температуре —78,47° С в так называемой сухой лед, теплота сублимации которого составляет 137 ккал/кг. При наиболее простом способе замораживания диоксид углерода от сублимации сухого льда или испарения жидкости свободно выходит из сосуда и не участвует в замкнутом холодильном цикле. В качестве хладагента используют также однокомпонентные водные растворы (обычно хлористого натрия) и двухкомпонентные, содержащие хлористый натрий и хлористый кальций. Рассол можно охлаждать при помощи встроенных или выносных теплообменников, а также путем впрыскивания в раствор жидкого азота.
5. Виды, назначение и способы внесения добавок при производстве картофельных биточков. Их влияние на пищевую ценность готового продукта.
1). Мука пшеничная.
Продукт переработки зерна. Подразделяется на типы (хлебопекарная, кондитерская, макаронная), на виды (пшеничная, ржаная, соевая, кукурузная), на сорта (I, II и высшего).
Для производства биточков используют муку I и высшего сорта.
Средний хим. состав муки:
Вода – 14%, крахмал – 70%, белка – 10%, сахара – 2%, зола – до 1%, а также клетчатка, пектиновые вещ – ва. По золе определяют сорт муки.
2). Сухое молоко цельное или обезжиренное.
Получают высушиванием из пастеризованного молока распылительным способом или контактным (пленочным) (на барабанах).
Подразделяется по сортам в зависимости от жирности – 20% и 25% жирности.
3). Яичный порошок – получают распылительным способом в распылительной сушилке.
4). Вкусовые добавки: соль.
По способу производства подразделяется на виды:
— молотая соль разных видов (каменная, самосадочная);
— от крупноты помола (сеяная лил несеянная);
Делится на 4е сорта: экстра, высший, I и II.
Экстра и высший по помолу подразделяются на номера: 0,1,2. Для производства биточков используется соль номера 0 и 1.
Внесение добавок повышает пищевую ценность продукта.
6. Требования к качеству сырья и готовой продукции.
Поступившее сырьё взвешивается и подвергается техническому анализу по следующим показателям: внешний вид, запах и вкус, размер плодов, форма, цвет мякоти, массовая доля крахмала, наличие повреждений, массовая доля растворимых сухих веществ в соке по рефрактометру.
Для определения качества плодов и овощей отбирают разовые или точечные пробы общей массой не менее 10 % плодов в выборке. Контроль за остаточными количествами пестицидов и содержание нитратов проводят в соответствии с утверждёнными нормами.
Качество продукции оценивается по трем группам показателей:
органолептическим – внешний вид, вкус, запах, цвет, консистенция;
физико-химическим – кислотность, содержание жира, поваренной соли, сахара и сухих веществ.
микробиологическим – общее количество микроорганизмов в 1 г продукта не более 10 3 ; отсутствие в 1 г продукта бактерий группы кишечной палочки и коагулазоположительных стафилококков; отсутствие бактерий рода протей в 0,1 г продукта; отсутствие бактерий рода сальмонелл в 25 г продукта.