Созревание клубнеплодов и корнеплодов

Созревание таких частей растения, как клубни и корпи, имеет особенности. Так, клубнеобразованне у большинства сортов картофеля начинается в период бутонизации. Во время созревания клубней в основном наблюдается синтез крахмала и белков. В начальный период клубнеобразования интенсивность синтеза крахмала незначительна. Сахара, поступающие из надземных органов, остаются в большинстве клубней в свободном состоянии.

В летний период (июль — август) содержание крахмала в клубнях за декаду может увеличиваться на 3—4%. т. е. прирост его за сутки составляет 0,3—0,4%. Суточный прирост массы клубней картофеля на гнездо равен 30 — 40 г, крахмала — до 6 г. Отток пластических веществ к клубням происходит до полного отмирания листьев и стеблей.

Установлено, что у большинства сортов картофеля максимальное содержание крахмала наступает раньше, чем заканчивается период вегетации. Дальнейшее нахождение клубней па растении нежелательно, так как приводит к снижению содержания в них сухих веществ и крахмала. Уменьшение количества крахмала в клубнях в конце физиологического созревания объясняется расходованием его на дыхание, так как отсутствует приток к ним сахаров.

В клубнях картофеля при их созревании меняется соотношение активности аи (5-амилазы и фосфорилазы). Одновременно с биосинтезом крахмала наблюдается и накопление белков. Однако биосинтез их осуществляется медленнее, чем крахмала. В молодых клубнях белков меньше, чем в зрелых. Однако в связи с тем, что на первых этапах созревания клубней биосинтез крахмала замедленный, соотношение крахмал: белок ниже, чем в зрелых клубнях. Исследования (И. Г. Вывалько и др.) с применением метода меченых атомов показали, что аминокислоты (алаппн. глицин, тирозин) наряду с глюкозой и пируватом могут служить исходными веществами для биосинтеза крахмала в клубнях картофеля. Предварительно эти аминокислоты участвуют в реакциях дезаминирования и превращения в молекулы гексоз. Накопление белков, как и накопление крахмала, зависит от сорта картофеля. У ранних сортов картофеля, по данным А. С, Вечера и М. Н. Гопчарпка, наибольшее количество белкового азота наблюдалось на 90—100-и день после посадки, т. е. в период максимального накопления сухих веществ в клубнях. В дальнейшем происходило некоторое снижение содержания белков. У позднеспелых сортов наибольшее количество белкового азота отмечалось на 120—130-й день после посадки.

Как правило, поздние сорта картофеля характеризуются более высоким содержанием растворимого в клеточном соке белка и белкового азота в клубнях по сравнению с ранними, среднеранними п среднеспелыми сортами. По мере созревания клубней количество небелкового азота возрастает. Чем сорт более раннеспелый, тем интенсивнее идет накопление небелкового азота в клубнях. Поэтому запаздывание с уборкой ранних сортов картофеля, предназначенных для пищевых целей, недопустимо, так как приводит к уменьшению содержания белка п ухудшению качества клубней.

В клубнях картофеля синтезируется небольшое количество жиров и липидов — 0,10—0,15% массы сырого вещества. Хотя количество жира в картофеле невелико, он имеет большое значение, повышая пищевую и кормовую ценность этой культуры. Доказано, что более 50% жирных кислот картофеля составляют ненасыщенные жирные кислоты. Клубни картофеля имеют кислую реакцию (pH сока 5,6—6,2), что связано с содержанием значительного количества органических кислот. Среди них преобладает лимонная кислота — 0,4—0,8% сырой массы клубней. Наибольшее количество лимонной кислоты (1%) характерно для свежеубранных клубней.

В зрелых клубнях содержится в среднем следующее количество витаминов, мг % на массу сырого вещества: С—10—12, РР—0,4—2, Вс—0,9, В,—0,05—2, В*—0,1—0,2, каротина —до 0,05. При формировании клубней наблюдается интенсивный синтез витамина С, что связывают с превращением гексоз и соответствующих уроноиновых кислот (В. Л. Кретович), Максимальное содержание витамина С отмечается в клубнях в период наиболее интенсивного роста, к моменту наступления физиологическом зрелости клубней оно уменьшается.

Условия выращивания — питания и водоснабжения — в значительной мере влияют на химический состав клубней картофеля. Бесхлорные калийные удобрения способствуют биосинтезу крахмала. Картофель очень чувствителен к наличию хлора в почве. Вносимый в почву в виде хлористого калия, он вызывает глубокие изменения в обмене веществ растений картофеля, в результате чего снижается урожай и ухудшаются вкусовые н кулинарные качества клубней. Хлоридные формы удобрений повышают интенсивность потемнения сырых и вареных клубней. Потемнение мякоти сырых клубней картофеля связывают с ферментативным окислением фенольных соединений (главным образом тирозина) при участии дифенолоксидаз. Эти формы удобрении увеличивают концентрацию хлорогеновой кислоты в клубнях. Почернение мякоти клубней после варки обусловливается образованием комплекса иона трехвалентното железа и орто-дигидрофенола. Лимонная кислота образует с железом бесцветный комплекс, ослабляя степень почернения клубней. Увеличение содержания калия в клубнях при внесении сульфатных форм удобрений стимулирует биосинтез и накопление лимонной, кислоты, в результате потемнение клубней при варке ' уменьшается. Исследования Р. Холидея показали, что недостаток не только калия, но и фосфора и кальция усиливает почернение картофеля при варке. Склонность к нему возрастает при высоком содержании железа в почве.

По данным Д. Н. Прянишникова, при внесении под картофель сульфата калия в клубнях накапливается 20% крахмала, а при использовании калийной соли—17%. Применение азотных удобрений повышает содержание крахмала и белков в клубнях. почвенный климатический корнеплод солеустойчивость В корнеплодах сахарной свеклы основной составной частью является сахароза — в среднем 16—20%; на воду приходится 75—80%. В них содержатся также дисахарид мальтоза (I — 2%), трисахарид рафиноза, моносахариды глюкоза и фруктоза (до 1%). В состав корнеплодов входят пектиновые вещества в виде водонерастворимого протопектина, содержание которого равно 1,5—2,5%. Общее количество азотистых веществ в корнеплодах составляет 0,15—0,25%, в основном они состоят из белков и свободных аминокислот. В корнеплодах физиологически зрелой сахарной свеклы содержится 0,006—0,1% крахмала, 3—5% органических кислот (щавелевая, лимонная, яблочная, винная, янтарная и др.), около 1% клетчатки. В молодых корнеплодах, где происходит интенсивное новообразование клеток, много азотистых веществ, моносахаридов и воды. Кроме того, в корнеплодах накапливаются вещества, составляющие так называемый «вредный азот», который при производстве сахара препятствует его кристаллизации. Указанный азот состоит из холина, который образуется в результате ферментативного метилирования аминоэтилового спирта; бетаина, синтезируемого в процессе метилирования азота гликокола; аспарагина и глутамина. Бетаина — (CH3)3N+CH2-СОО~ — в корнеплодах содержится 0,6%, а в старых листьях—до 3% (на сухое вещество).

Изучение ферментативной активности сахарной свеклы показало, что на ранних этапах развития активна инвертаза. Корнеплод — орган запаса сахарозы. Реакции расщепления сахарозы с участием сахарозосинтетазы и сахарозофосфатсинтетазы в энергетическом отношении более эффективны, чем гидролиз сахарозы под действием инвертазы, так как в первом случае образуется активированная форма глюкозы — УДФГ — прямой предшественник целлюлозы, после ее превращения в другие нуклеозиддифосфатсахара участвует в синтезе гемицеллюлоз и пектиновых веществ корнеплода. Условия выращивания оказывают большое влияние на активность и направленность действия сахарозосинтетазы. Так, высокие дозы азота в сочетании с увлажнением усиливают активность этого фермента в сторону расщепления сахарозы, способствуют усилению ростовых процессов.