Z
Z
Z
A
A
A
W
W
W
A
A
A
R
R
R
T
T
T
O
O
O
Ś
Ś
Ś
Ć
Ć
Ć
C
C
C
U
U
U
K
K
K
R
R
R
Ó
Ó
Ó
W
W
W
W
W
W
Z
Z
Z
I
I
I
E
E
E
M
M
M
N
N
N
I
I
I
A
A
A
K
K
K
A
A
A
C
C
C
H
H
H
J
J
J
A
A
A
D
D
D
A
A
A
L
L
L
N
N
N
Y
Y
Y
C
C
C
H
H
H
D
D
D
O
O
O
S
S
S
T
T
T
Ę
Ę
Ę
P
P
P
N
N
N
Y
Y
Y
C
C
C
H
H
H
W
W
W
H
H
H
A
A
A
N
N
N
D
D
D
L
L
L
U
U
U
N
N
N
A
A
A
T
T
T
E
E
E
R
R
R
E
E
E
N
N
N
I
I
I
E
E
E
S
S
S
Z
Z
Z
C
C
C
Z
Z
Z
E
E
E
C
C
C
I
I
I
N
N
N
A
A
A
dr hab. inż. Barbara Wójcik-Stopczyńska
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
Pracownia Przechowalnictwa i Przetwórstwa, ul. Słowackiego 17, 71-434 Szczecin e-mail: Barbara.Wojcik-Stopczynska@zut.edu.pl
awartość cukrów jest ważną cechą jakości ziemniaków jadalnych. Istotne znaczenie ma suma cukrów (cukry ogółem), na którą składa się zawartość sa-charozy, glukozy i fruktozy, oraz zawartość cukrów redukujących, czyli glukozy i frukto-zy. Nadmiernemu poziomowi cukrów ogółem (>1% w świeżej masie) towarzyszy pogor-szenie cech organoleptycznych, związane głównie z pojawieniem się słodkiego posma-ku przyrządzanych ziemniaków (Leszczyński 2000). Szczególna rola cukrów redukujących ujawnia się zwłaszcza w wyrobach smażo-nych (frytkach i chipsach) i pieczosmażo-nych, po-wstających w wysokiej temperaturze (>120- -140oC). Cukry redukujące biorą udział (wraz z aminokwasami) w reakcjach Maillarda, wpływających na barwę, smak i zapach tych produktów. Podwyższona ich ilość w ziem-niakach skutkuje ciemną barwą (brązowie-niem) oraz gorzkawym smakiem otrzymywa-nych frytek i chipsów (Grudzińska, Zgórska 2008, 2010).
Mając na względzie jakość produktów ziemniaczanych, opracowano wymagania, zgodnie z którymi w świeżej masie ziemnia-ków przeznaczonych do bezpośredniej kon-sumpcji i przetwórstwa suma cukrów nie powinna przekraczać 1%, a cukrów reduku-jących 0,5%. Natomiast w ziemniakach wy-korzystywanych w przemysłowej produkcji frytek i chipsów zawartość cukrów redukują-cych nie powinna być większa niż odpo-wiednio 0,25 i 0,15% (Zgórska, Frydecka- -Mazurczyk 2002).
Należy podkreślić, że cukry redukujące mają istotne znaczenie nie tylko w kształto-waniu cech organoleptycznych smażonych i pieczonych produktów ziemniaczanych, ale mają też pewien wpływ na ich jakość zdro-wotną. Wspomnianym reakcjom Maillarda towarzyszy bowiem powstawanie szkodliwe-go dla zdrowia akrylamidu – związku neuro-toksycznego, genotoksycznego i kancero-gennego (Żyżlewicz i in. 2010). W procesie tworzenia akrylamidu obok wolnej asparagi-ny zasadniczą rolę odgrywają właśnie cukry redukujące. Wyniki badań wskazują, że ist-nieje ścisła, wprost proporcjonalna zależ-ność między zawartością cukrów redukują-cych w ziemniakach a ilością akrylamidu powstającego w otrzymywanych z nich pro-duktach smażonych. Za podstawowy czynnik hamujący tworzenie się akrylamidu uważa się stosowanie surowca o niskiej (0,1-0,2%) koncentracji cukrów redukujących (Bieder-mann-Brem i in. 2003; De Wilde i in. 2006). Ma to wpływ na bezpieczeństwo zdrowotne frytek i chipsów wytwarzanych zarówno przemysłowo, jak i w warunkach domowych, zwłaszcza że coraz chętniej, oprócz ziem-niaków gotowanych, jadamy ziemniaki sma-żone i pieczone.
Zawartość cukrów redukujących w ziem-niakach zależy od wielu czynników, m.in. odmiany, warunków klimatycznych i agro-technicznych wzrostu roślin oraz temperatu-ry w czasie zbioru i przechowywania bulw. Niska temperatura (<6oC) sprzyja bioche-micznemu rozkładowi zawartej w
kach skrobi do sacharozy, a następnie do glukozy i fruktozy (Frydecka-Mazurczyk, Zgórska 2002; Nourian i in. 2003). Ziemniaki przechowywane w temperaturze 8-10oC nie nagromadzają cukrów, ale bulwy szybciej ulegają procesom starzenia się i kiełkowaniu (Zgórska, Frydecka-Mazurczyk 2000). W przechowalniach ziemniaków jadalnych nie-dozwolone jest jednak stosowanie środków chemicznych hamujących te procesy (Gru-dzińska, Zgórska 2010).
Z kolei przechowywanie ziemniaków w ni-skiej temperaturze (3-5oC) jest korzystne dla ograniczenia procesów oddychania, transpi-racji i kiełkowania, ale skutkuje wzrostem zawartości sacharozy i cukrów redukujących (Nourian i in. 2003; Sowa-Niedziałkowska, Zgórska 2005). Dlatego przed wydaniem ziemniaków z przechowalni zaleca się ich rekondycjonowanie (ok. 14 dni w temperatu-rze 10-20oC). Koncentracja cukrów reduku-jących wówczas się obniża, w wyniku ich resyntezy do skrobi. Skuteczność tego za-biegu zależy jednak od cech odmianowych oraz właściwego doboru parametrów proce-su (Zgórska, Czerko 2006; Grudzińska, Zgórska 2010).
Wyniki badań eksperymentalnych wska-zują, że w ziemniakach świeżo zebranych zawartość cukrów jest na ogół niska (Rytel i in. 2008), natomiast w ziemniakach prze-chowywanych uzależniona od odmiany, temperatury przechowywania oraz efektyw-ności procesu rekondycjonowania (Nourian i in. 2003; Zgórska, Czerko 2006; Grudzińska, Zgórska 2010).
Niewiele jest badań dotyczących zawar-tości cukrów w ziemniakach dostępnych w handlu, kierowanych do konsumenta. Celem pracy była ocena zawartości cukrów ogółem
i redukujących w ziemniakach pochodzących z sieci handlowej, oferowanych do sprzeda-ży jesienią po zbiorze oraz na początku wio-sny – po przechowaniu.
Materiał i metodyka
Materiałem badawczym były ziemniaki jadal-ne dostępjadal-ne w różnych punktach handlu detalicznego na terenie Szczecina. Badania przeprowadzono w latach 2010 i 2011. Każ-dego roku ocenie poddawano ziemniaki do-stępne w handlu w październiku (tuż po zbio-rze) oraz w marcu (po przechowaniu). Zaw-sze oceniano po 8 prób (w sumie 32). Do badań kupowano 5-kilogramowe próby kra-jowych odmian jadalnych. W świeżej masie bulw oznaczano metodą Luffa-Schoorla (Krełowska-Kułas 1992) zawartość cukrów ogółem (czyli sumę cukrów) oraz zawartość cukrów redukujących (glukozę i fruktozę). Wyniki wyrażano w procentach świeżej ma-sy.
Wyniki i ich omówienie
W badanych próbach ziemniaków suma cu-krów oraz koncentracja cucu-krów redukujących były zróżnicowane w zależności od terminu zakupu (tab. 1). W ziemniakach kupowanych w październiku zawartość sumy cukrów mie-ściła się w przedziale 0,26-1,07% św.m., przy czym w latach badań 2010 i 2011 śred-nia koncentracja tych cukrów była do siebie zbliżona (odpowiednio 0,61 i 0,63%). W ziemniakach ocenianych w marcu (kierowa-nych do handlu po przechowaniu) suma cu-krów wahała się od 0,33 do 2,31% św.m., a ich średnia zawartość (1,44 i 1,34%) była ponad dwukrotnie wyższa niż w próbach z października.
Tabela 1
Porównanie zawartości sumy cukrów oraz cukrów redukujących w próbach ziemniaków dostępnych w handlu w październiku i w marcu
Marzec 2010 Marzec 2011 Zawartość cukrów (% św.m.) suma cukrów cukry redukujące suma cukrów cukry redukujące Zakres zawartości 0,69-2,31 0,44-2,11 0,33-2,81 0,18-2,04 Średnia 1,44 1,14 1,34 1,06 październik 2010 październik 2011 Zakres zawartości 0,26-0,92 0,14-0,58 0,28-1,07 0,10-0,87 Średnia 0,61 0,36 0,63 0,41
Podobna tendencja występowała w wypadku cukrów redukujących. W świeżej masie prób oce-nianych w marcu ich za-wartość była zróżnico-wana: od 0,18 do 2,11%, natomiast w październiku wynosiła od 0,10 do 0,87%. Średnia koncen-tracja cukrów redukują-cych w ziemniakach ku-powanych w marcu (1,14 i 1,06% odpowiednio w 2010 i 2011 r.) była 2-3 razy większa od przecięt-nej ilości tych związków w próbach z października (0,36 i 0,41% św.m., od-powiednio w 2010 i 2011 roku). Cukry redukujące miały dominujący udział w sumie cukrów. Na pod-stawie danych z tabeli 1 obliczono, że ich udział wynosił średnio ok. 59 i
65% (w próbach z października 2010 i 2011) oraz ok. 79% w próbach z marca obu analizowanych lat.
Stwierdzono, że w ocenie październikowej zawartością cu-krów ogółem odpowiadającą wymaganiom (tj. <1% św.m.) od-znaczało się 94% prób, natomiast w marcowej jedynie 31% (rys. 1). Zgodna z zaleceniami ilość cukrów redukujących (tj. <0,5% św.m.) występowała w 69% prób ziemniaków ocenia-nych w październiku i tylko w 12,5% prób badaocenia-nych w marcu (rys. 2).
Rys. 1. Procentowy udział prób ziemniaków o zgodnej z wymaganiami i nadmiernej zawartości sumy cukrów w zależności od okresu oceny
Rys. 2. Procentowy udział prób ziemniaków o zgodnej z wymaganiami i nadmiernej zawartości cukrów redukujących w zależności od terminu oceny
Przedstawione badania miały charakter wyrywkowy. Wskazują one jednak, że na terenie Szczecina w ziemniakach znajdują-cych się w handlu jesienią (po zbiorze) kon-centracja cukrów była na ogół niska, a jedy-nie w pojedynczych wypadkach przekraczała dopuszczalny poziom. Jest to zgodne z wy-nikami badań, w których w ziemniakach z upraw doświadczalnych wykrywano po
zbio-rze niską, choć zróżnicowaną w zależności od odmiany oraz warunków uprawy, zawar-tość cukrów (Płaza i in. 2008; Rytel i in. 2008; Grudzińska, Zgórska 2010).
Zastrzeżenia może budzić wysokie na-gromadzenie cukrów w ziemniakach dostęp-nych w sprzedaży w okresie wczesnowio-sennym (marzec), po przechowaniu. Przy-czyną mogło być przechowywanie w niskiej
temperaturze i brak lub niska skuteczność procesu rekondycjonowania, jak też prze-chłodzenie bulw w transporcie bądź podczas ich składowania w magazynach sklepowych. Wskazuje to na celowość wprowadzenia zmian (w rejonie Szczecina) w organizacji przechowywania i obrotu ziemniakami. Mogą one dotyczyć m.in. opracowania i przestrze-gania zasad zapobiegających przechłodze-niu ziemniaków znajdujących się w obrocie, jak też doboru do przechowywania odmian, które nie gromadzą cukrów w niskich tempe-raturach oraz efektywnie reagują na rekon-dycjonowanie. Badania Grudzińskiej i Zgór-skiej (2010) wykazały, że do takich odmian należą m.in. Gracja i Oman.
Uzyskane wyniki dowodzą, że ze względu na możliwość powstawania szkodliwego akrylamidu ziemniaki kupowane zwłaszcza wiosną, o wysokiej zawartości cukrów redu-kujących, powinny być w ograniczonym za-kresie wykorzystywane przez nabywców do pieczenia i sporządzania frytek. Wyniki ba-dań wskazują (Mojska i in. 2007), że wyższą koncentracją akrylamidu (nawet > 5000 µg/kg) charakteryzują się frytki przygotowy-wane w warunkach domowych niż w prze-mysłowych. W ograniczaniu ilości powstają-cego akrylamidu może być pomocne mo-czenie i blanszowanie frytek przed smaże-niem, które obniża zawartość cukrów redu-kujących w krajance (Pedreschi i in. 2007).
Podsumowanie
1. W ziemniakach znajdujących się w handlu
na terenie Szczecina w październiku (w la-tach 2010 i 2011) zawartość sumy cukrów i cukrów redukujących była w większości prób niska i zgodna z wymaganiami.
2. Ziemniaki dostępne w sprzedaży po
prze-chowaniu, zakupione w marcu 2010 i 2011 roku, charakteryzowały się na ogół wysoką zawartością sumy cukrów oraz cukrów redu-kujących; powinny być one w ograniczonym stopniu wykorzystywane do smażenia i pie-czenia ze względu na możliwość powstawa-nia szkodliwego akrylamidu.
3. W celu ograniczenia zawartości cukrów w
ziemniakach znajdujących się w handlu uza-sadnione wydaje się wprowadzenie zmian dotyczących warunków przechowywania i obrotu ziemniakami.
Literatura
1. Biedermann-Brem S., Noti A., Grab K. 2003. How
much reducing sugar may potatoes contain to avoid excessive acrylamide formation during roasting and baking? – Eur. Food Res. Technol. 217: 369-373;
2. De Wilde T., Meulenaer B., Mestdagh F., Govaert Y., Ooghe W., Fraselle S. 2006. Selection criteria for
potato tubers to minimize acrylamide formation during frying. – J. Agric. Food Chem. 54(6): 2199-2205;
3. Frydecka-Mazurczyk A., Zgórska K. 2002. Wpływ
jesiennego przechłodzenia bulw ziemniaka na zawar-tość glukozy, fruktozy i sacharozy. – Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 481: 141-146; 4. Grudzińska M., Zgórska
K. 2008. Wpływ zawartości cukrów w bulwach
ziem-niaka na barwę chipsów. – Żywność. Nauka. Techno-logia. Jakość 5(60): 107-115; 5. Grudzińska M.,
Zgórska K. 2010. Wpływ efektywności zabiegu
rekon-dycjonowania wybranych odmian bulw ziemniaka na barwę frytek. – Nauka. Przyroda. Technologie 4(2): 17--25; 6. Krełowska-Kułas M. 1993. Badanie jakości produktów spożywczych. PWE Warszawa; 7.
Lesz-czyński W. 2000. Jakość ziemniaka konsumpcyjnego.
– Żywność. Nauka. Technologia. Jakość. Suplement 4(25): 5-27; 8. Mojska H., Gielecińska I., Szponar L.
2007. Acrylamide content in heat-treated
carbohy-drate-rich foods in Poland. – Rocz. PZH 58(1): 345- -349; 9. Nourian F., Ramaswamy H. S., Kushalappa
A. C. 2003. Kinetics of quality change associated with
potatoes stored at different temperatures. – Lebensm.-Wiss. Technol. 36: 49-65; 10. Pedreschi F., Kaack K.,
Granby K., Troncoso E. 2007. Acrylamide reduction
under different pre-treatments in French fries. – J. Food Engin. 79: 1287-1294; 11. Płaza A., Ceglarek F.
2008. Skład chemiczny bulw ziemniaka
przeznaczo-nego do przetwórstwa spożywczego w zależności od nawożenia międzyplonami i słomą. – Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 530: 127-133; 12. Rytel E., Lisińska
G., Kozicka-Pytlarz M. 2008. Wpływ sposobu uprawy
na jakość konsumpcyjną ziemniaka. – Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 530: 259-269; 13.
Sowa-Niedział-kowska G., Zgórska K. 2005. Wpływ czynnika
ter-micznego i odmianowego na zmiany ilościowe w cza-sie długotrwałego przechowywania bulw ziemniaka. – Pam. Puł. 139: 233-243; 14. Zgórska K., Czerko Z.
2006. Rekondycjonowanie bulw przechowywanych w
niskiej temperaturze – metoda ograniczająca zawar-tość cukrów redukujących w bulwach ziemniaka. –
Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 2006. 511: 547-556;
15. Zgórska K., Frydecka-Mazurczyk A. 2000.
Wpływ warunków w czasie wegetacji oraz temperatury przechowywania na cechy jakości ziemniaków prze-znaczonych do przetwórstwa. – Biul. IHAR 213: 239- -248; 16. Zgórska K., Frydecka-Mazurczyk A. 2002.
Normy i wymagania jakościowe ziemniaków jadalnych oraz do przetwórstwa spożywczego. [W:] Produkcja i rynek ziemniaków jadalnych. Pr. zbior. pod red. J. Chotkowskiego. Wyd. Wieś Jutra Warszawa: 183-192;
17. Żyżlewicz D., Nebesny E., Oracz J. 2010.
Akry-lamid – powstawanie, właściwości fizykochemiczne i biologiczne. – Bromat. Chem. Toksykol. 3: 415-427
