Po przerwaniu wegetacji bulw i złożeniu ich na przechowywanie procesy fizjologiczno-biochemiczne zachodzą w nich nadal i prowadzą do zmian ilościowych i jakościowych. Zapewnienie optymalnych warunków podczas przechowywania ziemniaków ograniczy straty do minimum.
Aktywność procesów zachodzących w bulwach jest uzależniona od odmiany, dojrzałości bulw i od warunków przechowywania. W początkowym okresie przechowywania intensywność procesów jest jeszcze wysoka, ale już po miesiącu spada do minimum. Ponowny wzrost aktywności następuje dopiero pod koniec przechowywania. W wyniku tych przemian bulwy tracą na jakości poprzez:
- zmniejszenie wyjściowej masy – powstają tzw. ubytki naturalne, spowodowane procesami życiowymi (oddychanie i transpiracja);
- straty masy w wyniku porażenia bulw patogenami chorobotwórczymi;
- zmianę składu chemicznego;
- straty wywołane procesem kiełkowania.
Ubytki naturalne. Transpiracja wody z bulwy, a tym samym ubytki masy, są uzależnione od odmiany, dojrzałości bulw, skorkowacenia perydermy oraz warunków przechowywania – głównie temperatury i wilgotności wentylowanego powietrza. Dlatego zaleca się, aby wilgotność względna powietrza w miejscach magazynowania ziemniaków wynosiła 90–95%. Najwięcej wody ziemniaki tracą w pierwszym etapie przechowywania. Po pierwszym miesiącu ubytki wynoszą 1–3%, gdyż w początkowym etapie przechowywania proces korkowacenia perydermy nie jest jeszcze zakończony. W następnych miesiącach intensywność transpiracji zmniejsza się i miesięczne ubytki zależnie od odmiany wynoszą 0,5–1,0%. Pod koniec okresu przechowywania następuje zwiększenie transpiracji.
Oddychanie bulw jest wieloetapowym procesem, który polega na utlenianiu węglowodanów (skrobi i cukrów) i wydzielaniu dwutlenku węgla, wody i energii cieplnej. Ubytki naturalne masy bulw w wyniku oddychania są stosunkowo niewielkie i po okresie przechowywania wynoszą około 1%, co stanowi 10–15% ogólnych ubytków naturalnych.
Kiełkowanie. Bezpośrednio po zbiorze bulwy ziemniaka znajdują się w stanie fizjologicznego spoczynku i w zasadzie, nawet w sprzyjających warunkach, nie kiełkują. Na długość uśpienia bulw największy wpływ ma temperatura panująca w miejscach składowania. Niska temperatura ogranicza skłonność do kiełkowania i do powstawania ubytków naturalnych. Optymalna temperatura podczas przechowywania dla sadzeniaków wynosi 3ºC. W celu ograniczenia kiełkowania ziemniaków jadalnych należy je przechowywać w temperaturze 4ºC. Inną metodą ograniczania kiełkowania jest wykorzystanie chemicznych lub naturalnych inhibitorów. Metoda ta jest zalecana dla ziemniaków przeznaczonych do przetwórstwa spożywczego, które wymagają wysokiej temperatury przechowywania – 8ºC.
Porażenie bulw chorobami przechowalniczymi jest najbardziej szkodliwe gospodarczo, gdyż wpływa na zwiększenie strat, obniża jakość oraz zmniejsza wartość nasienną sadzeniaków. Do najczęściej występujących chorób w czasie przechowywania zalicza się: zarazę ziemniaka, zgniliznę suchą, mokrą i mieszaną.
Zaraza ziemniaka wywołana przez grzyb Phytophtora infestans jest jedną z najgroźniejszych chorób bulw. Grzyb w okresie wegetacji, w odpowiednich dla swego rozwoju warunkach, poraża najpierw części nadziemne roślin, a następnie bulwy. Zainfekowane bulwy mogą gnić w polu, a jeśli infekcja nastąpiła pod koniec okresu wegetacji, to proces gnicia może wystąpić dopiero w czasie przechowywania. Takie bulwy łatwo ulegają wtórnej infekcji innymi patogenami. Dla uniknięcia strat w przechowalni plantacja ziemniaków powinna być właściwie chroniona.
Bulwy ziemniaka porażone zarazą ziemniaka
Sucha zgnilizna, powodowana przez grzyby z rodzaju Fusarium, rozwija się głównie w bulwach uszkodzonych lub porażonych innymi chorobami, np. zarazą ziemniaka. Temperatura przechowywania ma duży wpływ na wielkość strat wywołanych tą chorobą. Niska temperatura hamuje rozwój patogena w miąższu bulw.
Bulwa porażona suchą zgnilizną
Mokra zgnilizna jest chorobą bakteryjną, wywołaną głównie przez bakterie z rodzaju Erwinia. Wysoka temperatura i wilgotność względna powietrza, a także wzrost stężenia CO2 w atmosferze, stymulują rozwój choroby. Ma to zazwyczaj miejsce w źle wietrzonych pryzmach ziemniaka. Natomiast zgnilizna mieszana rozwija się, gdy dochodzi do wniknięcia dwóch lub kilku patogenów do bulwy.
Bulwa porażona mokrą zgnilizną
Przyczyną zmian jakościowych są procesy fizjologiczno-biochemiczne, zachodzące w przechowywanych bulwach ziemniaka. Na jakość ziemniaków podczas przechowywania duży wpływ mają: temperatura, wilgotność powietrza, dostęp światła i długość czasu przechowywania.
Uzyskanie dobrych jakościowo produktów smażonych z ziemniaków (frytki, czipsy) zależy głównie od utrzymania niskiego poziomu cukrów redukujących, który nie powinien przekraczać 0,15% dla czipsów i 0,25% dla frytek. Przechowywanie ziemniaków w temperaturze 8ºC i utrzymanie niskiej zawartości CO2 przez codzienną wymianę powietrza umożliwia uzyskanie produktów smażonych o wymaganej jakości.
Zawartość glikoalkaloidów w bulwach zwiększa się w trakcie przechowywania, szczególnie w wyższych temperaturach oraz w bulwach uszkodzonych i przechowywanych w pomieszczeniach z dostępem światła. Jednak zawartość glikoalkaloidów w bulwach przechowywanych w optymalnych warunkach zwykle nie przekracza szkodliwego progu, który wynosi 200 mg/kg świeżej masy. Zawartość witaminy C w miarę upływu czasu przechowywania spada i po 7. miesiącach składowania wynosi 50% wyjściowej zawartości.
Na obniżenie jakości przechowywanych bulw wpływają również uszkodzenia mechaniczne. Ilość uszkodzeń wewnętrznych w postaci ciemnej plamistości wzrasta pod koniec okresu przechowywania, szczególnie w wyższej temperaturze. Natomiast odporność perydermy na zewnętrzne uszkodzenia mechaniczne pod koniec okresu przechowywania jest wyższa niż na jego początku.
Zasady utrzymania optymalnych warunków w przechowalni
Na długotrwałe przechowywanie nadają się ziemniaki, które wykazują wysoką trwałość przechowalniczą, czyli charakteryzują się małymi ubytkami naturalnymi, niewielkim porażeniem chorobami przechowalniczymi oraz długim okresem spoczynku. Do przechowalni nie mogą być składowane ziemniaki mokre i mocno uszkodzone.
Na podstawie wieloletnich badań w zakresie przechowalnictwa opracowano zalecenia dotyczące optymalnych warunków przechowywania bulw ziemniaka w zależności od ich przeznaczenia. Cały sezon przechowalniczy można podzielić na etapy, w których występują: zróżnicowana temperatura, wilgotność oraz intensywność wietrzenia.
I etap – wstępny okres przechowywania
Etap ten jest uważany za najważniejszy, gdyż rzutuje na poziom strat w całym okresie przechowywania. Wyodrębnia się w nim fazę osuszania bulw, dojrzewania i zabliźniania uszkodzeń. Tuż po złożeniu ziemniaków do przechowywania należy dążyć do jak najszybszego ich osuszenia, aby usunąć wilgoć znajdującą się na powierzchni bulw. Taki zabieg znacznie ogranicza rozwój chorób przechowalniczych.
Praktycznie przez pierwsze 2–5 dób przechowywania wietrzenie powinno być bardzo intensywne (ciągłe), aby możliwe było usunięcie nadmiaru wilgoci, wydzielanego przez bulwy dwutlenku węgla i ciepła w procesie oddychania. Temperatura wentylowanego powietrza powinna być nieznacznie niższa od temperatury ziemniaków.
W tym czasie następuje zabliźnianie zranień i tworzenie skorkowaciałej skórki, która ogranicza rozwój chorób. Długość fazy dojrzewania trwa przeciętnie 14 dni w temperaturze około 15ºC. W niższych temperaturach ta faza się wydłuża.
II etap – schładzanie
Po zakończeniu fazy dojrzewania bulwy powinny być równomiernie schładzane do poziomu temperatury wymaganej w długotrwałym przechowywaniu. Obniżanie temperatury w polskich warunkach klimatycznych można uzyskać w tempie 0,2–0,5ºC na dobę. Wilgotność względna powietrza, niezależnie od kierunku użytkowania, powinna być wysoka i wynosić 90–95%. Najkorzystniejsze warunki do wentylacji występują w nocy w godzinach 2oo–7oo.
III etap – długotrwałe przechowywanie
W tym okresie temperatura przechowywania powinna wynosić 3ºC dla sadzeniaków, 4–5ºC dla ziemniaków jadalnych i 8ºC dla przetwórstwa. Temperatura ziemniaków powinna być stabilna, a wilgotność względna powietrza na poziomie 92–98%. W okresie zimowym odpowiednie warunki do wentylacji występują przez cały dzień. W celu obniżenia stężenia CO2 wentylacja powinna być prowadzona codziennie, przynajmniej przez 0,5 godziny.
W tym najdłuższym etapie przechowywania na wielkość strat wpływa temperatura, wilgotność powietrza, czas magazynowania, a także trwałość przechowalnicza odmiany.
IV etap – przygotowanie ziemniaków do ich użytkowania
Na 10 dni przed rozładunkiem przechowalni temperatura powinna być podniesiona do 10–15ºC. Ma to na celu zwiększenie odporności bulw na uszkodzenia i zmniejszenie zawartości cukrów.
Wentylacja przechowalni
Zasadniczym celem wietrzenia przechowalni jest utrzymanie stabilnej temperatury i wilgotności ziemniaków, odpowiedniej dla danego kierunków użytkowania. Do osuszenia ziemniaków w pierwszym okresie przechowywania powinno być używane powietrze atmosferyczne o temperaturze niższej niż temperatura ziemniaków. Ciepłe powietrze może być również użyte, ale musi mieć niską wilgotność względną (50–60%), aby nie doprowadzić do kondensacji wilgoci na bulwach.
Po okresie osuszania wilgotność powietrza atmosferycznego podczas wentylacji powinna być jak najwyższa (do 98% Rh), a tempo schładzania pryzmy ziemniaków w okresie jesiennym zbliżone do tempa spadku temperatury zewnętrznej. Dzienne obniżanie temperatury powinno wynosić 0,3–1,0ºC.
Wentylację należy wykonać, kiedy temperatura powietrza zewnętrznego jest o 2–3ºC niższa od temperatury ziemniaków. Wówczas można uzyskać efekt obniżenia temperatury ziemniaków bez nadmiernego zróżnicowania temperatury między górą i dołem pryzmy.
Wentylacja powinna być stosowana tylko do obniżania i wyrównywania temperatury ziemniaków. Nadmierne wietrzenie przyczynia się do wzrostu strat. Przy braku nawilżania w przechowalni należy dążyć do wietrzenia powietrzem atmosferycznym o dużej wilgotności (nad ranem). W okresach wzrostu temperatury powietrza atmosferycznego powyżej temperatury ziemniaków może być włączana na krótki czas wentylacja wewnętrzna.
Zimą temperatura w pryzmie ziemniaków może być ustabilizowana na stałym, odpowiednim poziomie, co wskazywałoby, że wietrzenie jest zbędne. W takim przypadku wskazane jest przewietrzanie pryzmy codziennie przez około 0,5 godz. Przy zawilgoceniu wierzchniej warstwy ziemniaków należy je osuszać, wietrząc powietrzem mieszanym. Głównym czynnikiem decydującym o technologii przechowywania jest optymalne dla danego kierunku użytkowania ziemniaków wykorzystanie warunków atmosferycznych, z uwzględnieniem temperatury w całym sezonie oraz dobowego rozkładu temperatury i wilgotności.
