В предлагаемой научно-исследовательской работе дана классификация сортов картофеля по кулинарному типу, общая характеристика крахмала, а также описан метод определения содержания крахмала в зерне, муке и мучнистых материалах. Знание содержания крахмала в различных сортах картофеля дает возможность сделать правильный выбор соответствующего сорта картофеля для приготовления того или иного блюда.
Авторы работы:
Алексей БЕЛЕНИК, Маргарита КУЗЬМИЧ,
учащиеся 9 «Г» класса
Руководитель работы:
Татьяна СОРОКО,
учитель химии и биологии,
ГУО «Средняя школа № 39 имени И.Д.Лебедева г. Гродно,
7950483@rambler.ru
Введение и значимость работы
Картофель – одна из важнейших сельскохозяйственных продовольственных культур (рис, пшеница, кукуруза) в мире. Родиной картофеля считается Южная Америка. В Европе картофель появился во второй половине XVI века, и изначально его рассматривали как декоративное ядовитое растение. Спустя годы французский агроном Антуан-Огюст Пармантье доказал, что картофель обладает высокими вкусовыми и питательными качествами. В Россию картофель был завезен в конце XVII века Петром I.
В Беларуси картофель начали выращивать в середине XVIII века, но до первой половины XX века он не играл особой роли в питании. В XIX веке посадки картофеля в Беларуси постоянно расширялись, и его стали выращивать как кормовую и техническую культуру. Им кормили свиней, коров, овец, кур и индеек. Из картофеля делали крахмал, сладкую патоку, дрожжи. В домашнем хозяйстве тертым картофелем мыли ткани. Картофельная революция в Беларуси началась в годы первой Мировой войны, когда картофель стали широко употреблять в пищу из-за нехватки зерна. Сегодня Беларусь входит в десятку ведущих мировых производителей картофеля [2].
Основной целью выращивания картофеля является получение продуктов питания для человека, кормов для животных и сырья для промышленности. В настоящее время, благодаря высокой приспособляемости к различным условиям, картофель выращивают во всех частях света. В мире существует около 5000 сортов картофеля. В Беларуси насчитывается 184 сорта сельскохозяйственной культуры, которые внесены в государственный реестр. Из них 53 вида являются разновидностью белорусской селекции [2].
По питательной ценности картофель является очень ценной культурой. В клубнях картофеля содержится витамин С (аскорбиновая кислота), витамины В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), РР (никотиновая кислота), В6 (пиридоксин), каротин, который в организме человека и животных превращается в витамин А, а также фолиевая кислота, железо, калий, кальций, фосфор, магний [3].
Картофель – это, прежде всего, продукт питания. Из картофеля можно приготовить около 3500 блюд. Но как выбрать сорт картофеля по назначению, например, для жарки – чтобы картофель был с румяной корочкой и не рассыпался, для пюре – чтобы нежный и воздушный, для салата – чтобы кусочки были идеальной формы. Чтобы правильно выбрать сорт картофеля важно знать его кулинарный тип, который зависит от процентного содержания крахмала, потому что именно крахмал и определяет технологические свойства, вкус, плотность или водянистость, рассыпчатость картофеля, его способность сохранять форму или развариваться [1].
Заинтересовавшись содержанием крахмала в картофеле, мы решили изучить свойства крахмала, от чего зависит и как влияет его содержание на вкусовые характеристики сортов, и определить, сколько же его содержится в различных сортах картофеля, районированных в Гродненской области.
Гипотеза: в различных сортах картофеля содержится разное количество крахмала, которое влияет на выбор соответствующего сорта для приготовления того или иного блюда.
Цель работы – определить количество крахмала в картофеле сортов «Кроне», «Скарб», «Палац», «Королева Анна», выращенных в условиях Гродненского района.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
– собрать и систематизировать теоретический материал по сортам картофеля «Кроне», «Скарб», «Королева Анна», «Палац», районированным в Гродненском районе, и изучить литературные данные по строению и функциям крахмала.
– определить содержание крахмала в клубнях картофеля районированных сортов «Кроне», «Скарб», «Королева Анна», «Палац».
Объект исследования: клубни сортов картофеля «Кроне», «Скарб», «Королева Анна», «Палац».
Предмет исследования: содержание крахмала в районированных сортах картофеля «Кроне», «Скарб», «Королева Анна», «Палац».
Классификация сортов картофеля
Очень тяжело выбрать лучшие сорта картофеля, ведь все зависит от того, как планируется употребление этого картофеля. Некоторые сорта подходят для пюре, но абсолютно не годятся для других блюд. Согласно международной классификации, все сорта картофеля делятся на несколько кулинарных типов. Их отличие – это содержание крахмала, который определяет консистенцию мякоти клубня и их назначение. Классификация и сортов картофеля по кулинарному типу представлена в таблице 1 [10].
Таблица 1 – Характеристика сортов картофеля по кулинарному типу
|
Признак |
А – салатный тип |
В – универсальный тип |
С – тип |
D – тип |
|
Крахмалистость |
до 11 % |
11–15 % |
16–20 % |
более 20 % |
|
Разваристость |
не разваривается |
слабо разваривается. При жарке мякоть становится мягкой внутри с хрустящей корочкой снаружи |
сильно разваривается |
очень сильно разваривается |
|
Консистенция |
плотная |
умеренно плотная |
мягкая |
мягкая |
|
Мучнистость |
отсутствует |
слабомучнистый |
умеренно мучнистый |
очень мучнистый |
|
Водянистость |
водянистая |
умеренно водянистая |
слабо водянистая |
не водянистая |
|
Назначение |
для салатов, жарки и барбекю |
картофель фри, чипсы, супы, идеально для тушения |
пюре, в качестве начинок, для запекания |
для пюре, запеканок, фритюра, чипсов, не подходит для жарки и салатов |
|
Сорта |
Дельфин, Зорачка, Сифра, Румба, Каррера, Алладин, Аннушка |
Скарб, Гала, Уладар, Бриз, Лилея, Кроне, Криница, Ласунак, Вектор, Фальварак (идеален для картофеля фри), Румба, Каррера, Алладин, Ред Скарлет, Лазурит, Королева Анна, Палац |
Дина, Акцент, Живица, Криница, Талисман, Янка, Маг, Веснянка, Ласунок, Волат, Вектор, Журавинка, Адретта, Зарница, Рагнеда |
Здабытак, Маг, Атлант, Синтез, Темп, Максимум |
Однако большинство сортов принадлежат к смешанному типу, например: АВ – Ред Скарлет, Аннушка, Гала, Зорачка; ВС – Скарб, Гала, Ласунак, Вектор, Ред Скарлет; СД – Атлант, Талисман.
Сорт картофеля «Скарб»
Картофель «Скарб» был выведен в Беларуси в научно-исследовательском институте картофелеводства и плодоовощеводства в 1997 году З.А.Семеновой, Л.И.Пищенко, Е.Г.Рындиной и А.Е.Зуйковым [11].
Отличительная черта картофеля – высокие вкусовые качества. Картофель не разваривается и не темнеет при термообработке. Кожура светло-золотистая, ровная, гладкая, имеет небольшие, неглубокие глазки, равномерно располагающиеся по всей поверхности. С одного куста можно собрать 12–18 картофелин. Средняя масса одного клубня достигает до 200 грамм. Мякоть ярко-желтая, нежная, однородная.
В картофеле содержится около 17% крахмала. Самые большие урожаи этот сорт даёт на песчаных и супесчаных грунтах [11].
Сорт картофеля «Кроне»
Сорт картофеля «Кроне» был выведен немецкими агрономами фирмы Bavaria-Saat GBR. Автор сорта – Ludwig Simon. Плоды обладают овальной формой и гладкой поверхностью, на которой располагаются маленькие, редко обнаруживаемые глазки. Мякоть желтоватая, не слишком водянистая, с плотной структурой, не чернеет на воздухе [9].
В клубнях содержится примерно 12–16 % крахмала, корнеплоды плохо развариваются. Один плод в среднем весит 100–160 г. На кусте в среднем образуется 10–15 клубней. Сбор корнеплодов проводится только в сухую погоду. Выкопанные клубни должны полежать на грядке 2–3 часа. Самые большие урожаи этот сорт даёт на песчаных почвах [9].
Сорт картофеля «Королева Анна»
Сорт картофеля «Королева Анна» был выведен немецкими учёными при совместном сотрудничестве фирм Solana GmbH & CO KG и Saka Pflanzenzucht GmbH & CO KG (Гамбург, Германия). В 2015 г. этот сорт был внесён в государственный реестр Республики Беларусь. «Королева Анна» – это ранний и среднеранний столовый сорт картофеля, отличающийся хорошим вкусом, нетребовательностью в уходе, высоким иммунитетом против различного рода вредителей, а также возможностью длительного хранения спелых клубней. Клубни картофеля удлинённо-овальные, ровные и гладкие, кожура крепкая и имеет жёлтый цвет, на ней почти нет глазков. Мякоть клубней желтая. Содержание крахмала 13,1–14,4 %. Масса спелого корнеплода составляет 84–137 г. На кусте может быть от 6 до 16 клубней [13, 14].
Сорт картофеля «Палац»
«Палац» – это раннеспелый сорт картофеля, выведенный белорусскими селекционерами в 2017 году. Под каждым кустом образуются 8–10 выровненных, овальных или удлиненно-овальных с гладкой поверхностью светло-красных клубней, массой 60–90 г каждый. Кожура тонкая, прочная, без большого количества глазков, блестящая, светло-красного цвета. Поверхность картофеля ровная. Светло-желтая мякоть плотная, но сочная, без мучнистости и водянистости. При чистке мякоть корнеплодов не темнеет [8]. Отварной картофель практически не разваривается и не теряет форму. В составе мякоти содержится до 14% крахмала. «Палац» произрастает на рыхлых, дышащих, влагопроницаемых и не кислых почвах [8, 12].
Общая характеристика крахмала
Крахмал – это полисахарид растительного происхождения со сложным строением. Он находится в специальных клетках растений – амилопластах в виде зёрен. Формы зёрен различаются и зависят от вида растений. Крахмальные зёрна представляют собой слоистые крупицы размером от 2 до 100 мкм, внешне напоминающие сферы, овалы, многогранники. Растут крахмальные зёрна слой за слоем: на старый слой наращивается новый и так далее. Крахмальные зёрна в клубнях картофеля плавают в клеточном соке, а в семенах злаков склеены между собой клейковиной [1, 4, 6].
Формула крахмала (C6H10O5)n. В состав крахмала входят два структурно различных углевода – амилоза и амилопектин, которые можно выделить в чистом виде. Соотношение амилозы и амилопектина различно в различных видах крахмала: амилозы 13–30 %; амилопектина 70–85%. Данные полисахариды сильно различаются по своим физическим и химическим свойствам [4, 6, 7].
Молекула амилозы представляет собой длинные линейные неразветвленные цепочки остатков α-глюкозы (200–1000 структурных единиц), соединенных α-1,4-гликозидными связями. Цепочка амилозы закручена в спираль. На каждый виток спирали приходится по шесть остатков α-глюкозы. Благодаря такому строению амилоза растворима в горячей воде. От йода амилоза окрашивается в синий цвет [4].
Амилопектин – полисахарид, образованный разветвлёнными цепочками остатков α-глюкозы (6000–40000 структурных единиц), соединённых α-1-4 и в точках разветвления цепи α-1-6-гликозидными связями (через каждые 20–25 остатков α-глюкозы).
Помимо полисахаридов (амилозы и амилопектина) в состав крахмала входят неорганические вещества (остатки фосфорной кислоты), липиды, жирные кислоты. В картофельном крахмале присутствуют также витамины B1, B2, B3 (PP), B4, B5, B6, B9, С и E, а также макро- и микроэлементы: кальций, железо, магний, фосфор, калий, натрий, цинк, медь, марганец, селен.
Материалы и методы исследования
При воздействии на крахмал 7,5 %-й HCl в течение семи суток при температуре 18–20 °С крахмал переходит в так называемую растворимую форму. Это свойство крахмала и было использовано нами для его количественного определения.
Для проведения исследования были взяты четыре сорта картофеля районированных в Гродненской области: «Кроне», «Скарб», «Королева Анна», «Палац». Клубень картофеля очищали от кожуры и натирали на мелкой терке.
Из натертой массы картофеля брали навеску массой 1,24 г – сорт «Королева Анна», 1,84 г – сорт «Скарб», 1,60 г – сорт «Кроне» и 1,36 г – сорт «Палац». Затем добавляли 7,5%-ю HCl в соотношении 1:2 (2,48 мл для навески сорта «Королева Анна», 3,68 мл для навески сорта «Скарб», 3,20 мл для сорта «Кроне» и 2,72 мл для сорта «Палац» соответственно) и продолжали растирать до образования равномерной кашицы в гомогенизаторе.
Гомогенат фильтровали через 2 слоя марли в чистые стеклянные пробирки, закрывали их пробками и хранили при комнатной температуре в течение 7 дней.
По истечении этого времени в чистые стеклянные пробирки вносили по 10 мкл семидневного фильтрата и добавляли по 5 мл воды (разбавление в 500 раз) и хорошо перемешивали.
Затем нагревали на водяной бане в течение 5 минут.
После этого из пробирок брали по 0,25 мл смеси, добавляли по 0,25 мл воды и по 0,5 мл 0,2%-го раствора йода в 2% йодистом калии.
Развившуюся окраску фотометрировали на спектрофотометре при длине волны 590 нм в кювете с длиной оптического пути 10 мм.
Контролем служила проба, состоящая из 0,5 мл воды и 0,5 мл 0,2%-го раствора йода в 2% йодистом калии. Количество крахмала в пробах находили, используя калибровочный график, построенный по стандартному раствору крахмала.
Стандартный раствор крахмала: в колбу вместимостью 500 см3 помещали 0,25 г крахмала и 10 см3 дистиллированной воды, перемешивали, добавляли около 300 см3 теплой (50 °С) воды, нагревали колбу на водяной бане до 95 °С, охлаждали струей водопроводной воды. Раствор количественно переносили в мерную колбу вместимостью 500 см3, доводили водой до метки и перемешивали. В 1 см3 приготовленного раствора содержится 0,5 мг крахмала, т.е. 0,5 г/1000 мл или 0,5 мг/мл [3, 5].
Построение градуировочного графика.
1 К 0,01 мл стандартного раствора крахмала + 0,49 мл H2O dist. + 0,5 мл 0,2%-го раствора йода в 2% йодистом калии = 0,005 мг крахмала/мл.
2 К 0,015 мл стандартного раствора крахмала + 0,485 мл H2O dist. + 0,5 мл 0,2%-го раствора йода в 2% йодистом калии = 0,0075 мг крахмала/мл.
3 К 0,02 мл стандартного раствора крахмала + 0,48 мл H2O dist. + 0,5 мл 0,2%-го раствора йода в 2% йодистом калии = 0,01 мг крахмала/мл.
4 К 0,03 мл стандартного раствора крахмала + 0,47 мл H2O dist. + 0,5 мл 0,2%-го раствора йода в 2% йодистом калии = 0,015 мг крахмала/мл.
5 К 0,05 мл стандартного раствора крахмала + 0,45 мл H2O dist. + 0,5 мл 0,2%-го раствора йода в 2% йодистом калии = 0,025 мг крахмала/мл.
Развившуюся окраску фотометрировали на спектрофотометре при длине волны 590 нм в кювете с длиной оптического пути 10 мм. Контролем служила проба, состоящая из 0,5 мл H2O dist и 0,5 мл 0,2%-го раствора йода в 2% йодистом калии. Измерения начинали с контроля. По ΔD590 построили калибровочный график [3, 5].
Результаты исследования и их обсуждение
В результате нашего исследования можно с уверенностью сказать, что различные сорта районированного сорта картофеля содержат разное количество крахмала. Полученные данные представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Содержание крахмала в различных сортах картофеля
|
Сорт картофеля |
Содержание крахмала |
|
«Скарб» |
182 |
|
«Королева Анна» |
142 |
|
«Палац» |
138 |
|
«Кроне» |
63,2 |
Из исследованных нами районированных в Гродненском районе сортов картофеля видно, что сорт «Скарб» содержит больше всего, а сорт «Кроне» – меньше всего крахмала. Сорта с низким содержанием крахмала идеальны для салатов и первых блюд. Они не развариваются и не рассыпаются, в холодном виде сохраняют свои вкусовые качества.
Чем меньше в картофеле крахмала, тем клубни тверже и меньше развариваются, а также меньше впитывают масла при жарке, ломтики не темнеют и не распадаются, сохраняя свою форму. Высокая же крахмалистость делает картофель мягким, хорошо разваристым [10].
Мы решили проверить свои результаты на практике и отварить исследуемые сорта картофеля. Исходя из данных, сорта «Скарб», «Королева Анна» и «Палац» являются слаборазваристыми (содержание крахмала 11–15 %).
При варке сорт картофеля «Скарб» разварился больше всего. Следующий по разваристости сорт «Королева Анна». Третий по разваристости – сорт «Палац». Они действительно являются слаборазваристыми сортами и идеально подходят для приготовления картофеля фри, чипсов, супов, для тушения, так как содержание крахмала в них находится на среднем уровне. А вот сорт картофеля «Кроне» не разварился вовсе (Приложение 1).
Сорта с низким содержанием крахмала идеальны для салатов и первых блюд. Это полностью подтверждает полученные нами результаты.
Дополнительно к нашему исследованию по содержанию крахмала мы решили сами попробовать получить крахмал из исследуемых сортов картофеля. Для проведения эксперимента брали по 1 кг картофеля каждого сорта (Приложение 2).
Больше всего крахмала было получено из 1 кг картофеля сорта «Скарб» – 20 грамм. 11 грамм крахмала было получено из 1 кг картофеля сорта «Королева Анна». Из 1 кг сорта картофеля «Кроне» мы получили 5 грамм крахмала. 2 грамма крахмала было получено из 1 кг сорта картофеля «Палац» (Приложение 3).
Выводы
1 Содержание крахмала в районированных в Гродненском районе сортах картофеля различно и составляет: 182 мг/г (18,2%) в сорте «Скарб», в сорте «Королева Анна» – 142 мг/г (14,2%), в сорте «Палац» – 138 мг/г (13,8%) и в сорте «Кроне» – 63,2 мг/г (6,32 %).
2 Определение количества крахмала в изучаемых сортах картофеля указывает на возможность использования данного сорта для конкретного блюда.
3 Сорта с низким содержанием крахмала идеальны для салатов и первых блюд. Они не развариваются и не рассыпаются, в холодном виде сохранят свои вкусовые качества. Высокая же крахмалистость делает картофель мягким, хорошо разваристым.
Практические рекомендации
Для выгодного экономического и промышленного получения крахмала мы рекомендуем выращивать в условиях Гродненского района сорта картофеля «Скарб» и «Королева Анна». Поскольку содержание крахмала в картофеле влияет на вкусовые характеристики сортов, и в различных сортах картофеля содержится разное количество крахмала, которое влияет на выбор соответствующего сорта для приготовления того или иного блюда, мы рекомендуем использовать памятку-буклет по содержанию крахмала в различных сортах картофеля (Приложение 4).
Список использованных источников
1 Ауэрман, Т.Л. Основы биохимии / Т.Л.Ауэрман, Т.Г.Генералова, Г.М.Суслянок. – Учебное пособие для вузов. – М.: Наука, 2011. – 513 с.
2 Кабашникова, Л.Ф. Количественный анализ свободных и связанных углеводов в одной навеске растительной ткани / Л.Ф.Кабашникова, Л.Н.Калитухо, А.В.Деревинский. – Учеб.-метод. пособие. – Мн.: БГПУ, 2003. – 22 с.
3 Казаков, Е.Д. Биохимия зерна и продуктов его переработки: учеб. пособие для вузов / Е.Д.Казаков, В.Л.Кретович. – 2-е изд., перераб и доп. – М.: Агропромиздат, 1989. – 368 с.
4 Петров, О.А. Основы биохимии / О.А.Петров, М.Е.Клюева, О.В.Малкова. – Учебное пособие. – Ивановский государственный химико-технологический университет.: Иваново, 2008. – 48 с.
5 Починок, О.И. Методы биохимического анализа растений / О.И.Починок. – Киев.: Наукова думка, 1976. – 333 с.
6 Славянский, А.А. Технология cахаристых продуктов: крахмала и крахмалопродуктов / А.А.Славянский. – Учебное пособие. – М.: МГУТУ, 2012. – 230 с.
7 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://agronom.expert/posadka/ogorod/paslenovye/kartofel/kak-opredelit-soderzhanie-krahmala-v-kartofele.html. – Дата доступа: 01.02.2023.
8 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://agronom.expert/posadka/ogorod/paslenovye/kartofel/palats.html. – Дата доступа: 27.01.2023.
9 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://agronomya.com/kartofel-krone.html. – Дата доступа: 27.02.2023.
10 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://dzen.ru/media/valentinka/kak-vybrat-sort-kartofelia-dlia-piure-i-jarki-fritiura-i-salata-klassifikaciia-po-kulinarnomu-tipu-na-zametku-sadovodu-i-kulinaru-61dd243294e1827ca00bca57. – Дата доступа: 04.01.2023.
11 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ferma.expert/rasteniya/ovoshchi/kartofel/kartofel-skarb. – Дата доступа: 25.02.2023.
12 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ogorodguru.com/ovoshhi/kartofel-palats. – Дата доступа: 17.01.2023.
13 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ogorodum.ru/kartofel-koroleva-anna-opisanie-sorta-foto-i-otzyvy.html. – Дата доступа: 15.01.2023.
14 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://stroy-podskazka.ru/kartofel/sorta/koroleva-anna/. – Дата доступа: 16.03.2023.
Предложить публикацию