I viraggi sono di grande importanza per la qualità della patata e i loro relativi prodotti, poiché i consumatori, in caso contrario, li respingono sia per motivi visivi che gustativi. La formazione verso il viraggio avviene già durante la crescita del tubero. Tuttavia appaiono solo dopo la raccolta, durante il processo di stoccaggio oppure durante la lavorazione in cucina o nelle industrie. In base all’origine distinguiamo viraggi di natura enzimatica e non enzimatica.
Tra le reazione enzimatiche del viraggio appartengono le ossidazioni, quindi a contatto diretto con l’aria per un determinato lasso di tempo (Rohbreiverfaerbung) ad esempio durante la prova tecnologica culinaria di patate crude in un impasto, realizzato a seguito di un processo di ridimensionamento del tubero tramite la distruzione delle membrane cellulari. La colorazione nera, di contro, avviene dalle ferite di pressione o schiacciamento, ad esempio da un trattamento non idoneo durante la raccolta così come durante la fase di immagazzinamento in entrata e in uscita. Durante la pelatura di questi tuberi sono visibili delle zone di pigmentazione bluastre nere attorno ai bordi del tubero. Nel corso della manifestazione di queste colorazioni nere, sicuramente accanto alla presenza di componenti chimici principali (polifenolossidasi, mono-difenoli), grande importanza assume anche la resistenza del tubero nei confronti delle ferite. Un alto contenuto in amido, rispettivamente sostanza secca, così come un minor turgore all’interno dei tessuti cellulari, portano ad un aumento della potenziale intensità di colore. Anche le cellule grossolane con granuli di amido irregolari e i tuberi di grosse dimensioni sono più disposti a cambiare colore rispetto ai tuberi di piccole dimensioni. Con l’aumento della turgescenza sono più sensibili ai danni meccanici, però meno predisposti al viraggio.
Entrambe le forme di viraggio enzimatico hanno delle cause ben diverse, portano però le stesse identiche reazioni verso le cosiddette melanine, un ampio gruppo di pigmenti scuri ramificati con una costituzione chimica alquanto complessa. Il tubero vivente reagisce alle ferite appena descritte con una suberificazione nel punto di ferita, sulla quale successivamente vengono formati dei legami fenolici. Quest’ultimi legami offrono alle piante una difesa contro le infezioni da ferita e sono di nuovo dei composti iniziali per queste reazioni di colore coinvolte.
Un altro gruppo di viraggio si sviluppa inseguito al calore ed è riconducibile ad una evidente reazione non enzimatica. Qui si parla della reazione di Maillard, che avviene soprattutto nei prodotti da fritto (pommes, chips, spadellate). La manifestazione del colore dipende nelle consuete condizioni in grande linee dal contenuto in zuccheri riduttori (glucosio e fruttosio). Bassi valori di questi zuccheri portano ad una lieve manifestazione del cambiamento di colore. Questi prodotti chimici finali di tale viraggio appartengono anche essi nel gruppo delle melanine. Essi contribuiscono inizialmente verso un gusto gradevole e positivo, ma diventano evidenti con un gusto amaro con concentrazioni più elevate. Inoltre prodotti fortemente virati possono contenere elevate quantità di acrilamide, una sostanza potenzialmente cancerogena, che si forma in condizioni di calore dai zuccheri riduttori e asparagina. Durante il processo di cottura possono formarsi dei complessi chimici di acido clorogenico e ferro, che rilasciano una colorazione blu grigio fino a nero. Nelle patate da consumo lesse viene indicato come “annerimento di cottura”. Questa manifestazione di colore è sempre causata dalla formazione di composti chimici iniziali. Un maggior contenuto in ferro nell’acqua di cottura può addirittura contribuire ad una maggior colorazione grigiastra ai bordi del tubero. Elevati contenuti in acidi organici (ad esempio acido citrico) riducono da un lato questo cambiamento cromatico, dato che sottraggono il ferro tramite altre formazioni chimiche complesse. Di queste cause chimiche e fisiologiche delle reazioni di viraggio appena esposte, può essere dedotto che può avvenire sempre un cambiamento di colore, quando determinate componente chimiche aumentano il fenomeno del viraggio e/o quando i legami contrastanti il fenomeno sono in basse quantità. Il livello del contenuto di questi legami chimici e quindi l’intensità del viraggio dipendono da vari fattori. Qui contano sia i fattori genetici, lo stadio di crescita, le condizioni di crescita durante il periodo vegetativo e anche le condizioni di raccolta e di stoccaggio.
Cambiamenti di colore non sono per ultimo dovute alle proprietà genetiche fisse. Così le varietà a ciclo precoce sono abitualmente riconosciute come resistenti al viraggio rispetto alle varietà a ciclo più tardivo. Il motivo è dovuto in prima linea al basso contenuto in tirosina e in sostanza secca. Tuttavia anche nelle varietà a maturazione tardiva sono disponibili lotti con basso viraggio. In generale vale a dire che tale viraggio varia attraverso una scelta varietale abbastanza ampia. Difatti tramite una mirata selezione sono state selezionate delle varietà che non mostrano più alcun viraggio enzimatico. Nei centri di ricerca si ambisce verso il raggiungimento di un bloccaggio molecolare dell’enzima chiave polifenolossidasi, dove determinati viraggi possono essere bloccati in maniera contemporanea del tutto. Negli ultimi anni le nuove varietà vengono sistematicamente ricercate e classificate verso la loro propensione sulla ossidazione e annerimento dopo la cottura. L’incidenza verso la reazione di Maillard viene indirettamente osservato durante l’attitudine culinaria della varietà per la produzione di prodotto da industria.
Anche il ciclo vegetativo ha una forte influenza per quanto riguarda il fenomeno del viraggio. Così aumenta il contenuto in tirosina, una delle componenti principali dei viraggi enzimatici, nel corso della vegetazione durante la crescita del tubero. Parallelamente aumentano in maniera continua i valori dell’annerimento e dei viraggi dovuto all’ossidazione. I tuberi molto giovani sono quindi caratterizzati da una bassa incidenza verso l’annerimento e l’ossidazione. Tuberi maturi, di contro, evidenziano un incidenza al viraggio molto più elevata. Diversamente se si parla di viraggi non enzimatici. Ad esempio la reazione di Maillard dipende dal contenuto in zuccheri riduttori. Se durante il corso del ciclo vegetativo vengono misurate elevate quantità nei tuberi, questi comporta ad un intensivo viraggio, quando da questi tuberi vengono ottenuti dei prodotti trasformati. Questo colpisce dapprima i tuberi molto giovani. Durante la crescita vegetativa si riducono i contenuti in zucchero in maniera drastica e rimangono su dei standard molto bassi. Questi tuberi sono caratterizzati da una bassa incidenza verso l’imbrunimento durante la frittura. Solo verso la fine del periodo di crescita, in relazione al calare delle temperature esterne, aumentano nuovamente i valori di glucosio e soprattutto di fruttosio, accompagnate successivamente da un cambiamento di colore durante la lavorazione. Per quanto riguarda l’acido clorogenico, si riduce man mano con l’avanzare del ciclo vegetativo. Questo comporta anche ad una minor possibilità all’annerimento durante la cottura. I giovani tuberi sono quindi spesso maggiormente predisposti all’annerimento rispetto a tuberi fisiologicamente più maturi.
Aumenti di precipitazioni oppure contenuti idrici elevati nel terreno possono avere degli effetti molto diversi per quanto riguarda il viraggio. Secondo una ricerca coesiste una connessione tra il livello delle precipitazioni nei periodi di vegetazione e i valori di potassio, sostanza secca e indice di annerimento. Non difficile è riconoscere questo collegamento visto che gli aumenti di precipitazione portano ad una riduzione e quindi nel contempo i valori di sostanza secca aumentano. Allo stesso modo possono essere ridotti le concentrazioni degli acidi organici. Come seguito di questi complessi aumenta il fenomeno dell’annerimento. Secondo altre prove anche l’aridità può portare ad un aumento dell’annerimento della pasta. Questo porta ad un chiaro aumento della sostanza secca nel tubero, che da parte sua aumenta la sensibilità verso il viraggio. In questo caso la predisposizione verso una ossidazione può essere ridotta, ad esempio con una irrigazione di soccorso. Come causa c’è sia un aumento del contenuto idrico (riduzione del contenuto di sostanza secca), che anche un cambiamento della nutrizione azotata, conseguenza che porta ad una riduzione del viraggio. Aumenti di radiazioni solari portano allo stesso tempo al aumento del contenuto di sostanza secca e amido e possono portare in questo modo verso la possibilità di contribuire ad un potenziale viraggio, soprattutto per quanto riguarda la maculatura nera (bruising). Questi aumenti di radiazioni porta allo stesso tempo ad una riduzione degli aminoacidi liberi e ammine, e viceversa, un aumento dell’acido ascorbico nel tubero. Per questo motivo viene osservato una bassa incidenza alla prova di ossidazione. Anche diverse temperature hanno una influenza sulle componenti, che portano ad aumento o ad una riduzione del viraggio enzimatico. Con basse temperature sotto i 10 °C vengono spesso misurati alti valori di osmosi nel tubero. Quindi si riduce in maniera evidente l’elasticità dei tessuti e anche la resistenza agli urti, così che ad esempio le basse temperature durante la raccolta incombono il rischio di annerimento.
Viraggi non enzimatici vengono imparte influenzati chiaramente dalla temperatura circostante. Così viene enunciato, che annate fredde contribuiscono ad un maggior annerimento di cottura, poiché sono presenti degli elevati contenuti in acido clorogenico e bassi contenuti in acido citrico all’interno del tubero. Si evidenzia pure che i prodotti trasformati dei paesi nordici sono più scuri rispetto ai paesi meridionali. Il motivo è un diverso arricchimento in glucosio, fruttosio e saccarosio. Compaiono nella fase finale del ciclo vegetativo dei periodi di basse temperature, questi portano verso un arricchimento di glucosio e fruttosio nella patata. Soprattutto nelle raccolte tardive e in condizioni di raccolta non idonee con basse temperature la qualità del prodotto può essere particolarmente influenzata durante la lavorazione.
L’influenza delle concimazione e degli apporti dei nutrienti può essere rilevante nella manifestazione di viraggi enzimatici. Secondo alcune prove, un aumento di apporto azotato nell’atto pratico provoca una maggiore ossidazione. A grandi linee lo stesso discorso vale anche per quanto riguarda il fosforo. Un aumento di tale effetto sulla quota di azoto avviene spesso solo se nel contempo viene osservato un apporto di potassio troppo basso. La causa è che un maggior apporto di azoto provoca un aumento delle attività enzimatiche della polifenolossidasi; mentre le concentrazioni di substrato (tirosina e fenoli nel complesso) salgono solamente per il rifornimento di potassio insufficiente. Collegamenti simili valgono pure per l’annerimento durante la cottura. Soltanto la reazione di Maillard può evidentemente essere un po’ attenuata tramite la concimazione di azoto, dato che la concentrazione dei zuccheri riduttori si riduce. Fattore cruciale per il viraggio è senza dubbio l’apporto di potassio. Un alto contenuto di potassio portano ad un abbassamento di sostanza secca e amido. Dall’altra parte il potassio è attivo nel succo cellulare osmotico e aumenta il contenuto idrico e quindi il turgore cellulare nei tessuti del tubero. Nello stesso tempo sono ridotti i contenuti alle sostanze fenoliche, mentre gli acidi ascorbici e altri acidi organici evidenziano un contenuto più elevato. In parte si può affermare che un apporto abbondante di potassio in parte può portare ad una maggiore sensibilità ai danni meccanici durante la raccolta, ma riduce fortemente la propensione alla maculatura nera e all’annerimento alla cottura. Questo coinvolge anche la prova di ossidazione. Con aumenti del potassio nel tubero l’ossidazione viene fortemente ridotta, se nello stesso tempo sussiste un certo quantitativo di azoto. Dall’altra parte contribuisce un apporto di azoto molto basso un rialzo dell’apporto potassico per nulla ad un cambiamento di viraggio. Anche qui le cause sono basate nuovamente sotto influenza complessa di sostanze nutritive accennate responsabile sui viraggio così come sulla riduzione dei contenuti interni.
Persino nelle condizioni ottimali c’è da calcolare durante il periodo dello stoccaggio un graduale aumento alla sensibilità verso il viraggio nel tubero. Spesso viene osservato che la sensibilità ai danni meccanici viene ridotta tramite la riduzione della turgescenza durante l’immagazzinamento. Ma nello stesso tempo incombe il pericolo della manifestazione di viraggi enzimatici (maculatura nera), dato che i valori di acidi ascorbico e acido citrico diminuiscono fortemente, i valore di tirosina abitualmente salgono. Per una temperatura di stoccaggio sotto 8 °C, segue inoltre un arricchimento di glucosio e fruttosio. Durante la lavorazione di questi tuberi si sviluppano successivamente i prodotti di trasformazione scuri. Per questo motivo i lotti da industria vengono conservata a delle temperature più elevate. Ma non solo la temperatura e l’umidità di stoccaggio hanno influenza sul potenziale di viraggio. Errori nella concimazione minerale durante il ciclo vegetativo così come tecniche e condizioni di scavatura non del tutto idonee rafforzano in maniera evidente la sensibilità verso il viraggio (maculatura nera), durante il periodo dello stoccaggio. Nelle patate immature raccolte è da osservare che durante il periodo di conservazione spesso può avvenire un aumento dei zuccheri riduttori. Una manipolazione errate durante lo scarico e carico della merce nei magazzini può portare ad un aumento dei zuccheri riduttori e quindi un maggior rischio di imbrunimento durante la frittura.
Fonte: Landesamt fuer Umwelt, Landwirtschaft und Geologie; Einflussfaktoren auf Ertrag und Inhaltsstoffe der Kartoffel (Kartoffelbau 6/97 pag . 234-240)
Autore: Hartmut Kolbe e Norbert U. Haase