Il tubero di patata è un prodotto biologico vivente. Essa attua le proprie attività fisiologiche anche durante la fase di stoccaggio in maniera, seppur minima, nel periodo della dormienza. I principali processi biologici del tubero in fase attiva sono: respirazione, traspirazione, cicatrizzazione, difesa dai patogeni, dormienza, germogliazione, trasformazione dei tessuti interni, trasformazione dei contenuti interni.Tramite la respirazione il ciclo del processo vitale viene ottenuto con l’energia occorrente che dapprima viene sintetizzata a partire dall’amido in carboidrati più semplici e la loro successiva ossidazione.Grazie appunto alla presenza di ossigeno nell’ambiente circostante viene rilasciato calore, anidride carbonica e acqua. Con questo trasferimento viene sprigionata dell’energia, che rivela un aumento della temperatura all’interno di un ambiente. Da un punto di vista pratico, un auto riscaldamento in un cumulo di patate si può calcolare dai 0.2 a 0.5 K (kelvin) giornaliero. Un gran numero di autori stabilisce la quantità di patate tramite la percentuale di CO2 liberata e trovano così dei riferimenti attorno al tubero come la temperatura circostante, il momento dello stoccaggio così come le differenze tra le varietà.
Cambiamenti nella composizione dell’aria hanno dall’altro canto l’influenza sull’attività respiratoria e nello stesso tempo anche le componenti interni dei tessuti della patata. Ad esempio un aumento dei zuccheri riduttori provoca degli effettivi negativi sulla qualità del prodotto durante la cottura o frittura. Ma anche un abbassamento della capacità del tubero sulla cicatrizzazione e la difesa contro patogeni come i marciumi secchi sono da osservare quando si riduce il contenuto di ossigeno e un aumenta invece l’anidride carbonica nell’aria. Come tasso di limite della emanazione di CO2 vale la regola, che da 4-5 °C produce un valore di 2 grammi ogni tonnellata e ogni ora, nella media 3-4 grammi e in situazione di stress anche oltre 10 grammi. La quantità dell’ossigeno dell’aria consumato corrisponde circa i 2/3 del diossido di carbonio liberato. L’emanazione di CO2 porta in maniera graduale ad un aumento graduale della concentrazione di tale gas di circa 0.2-0.3 % l’ora.
I prodotti del metabolismo come il calore, l’anidride carbonica e l’acqua sono da mandar fuori nella struttura grazie a delle attrezzature particolari. Indispensabile è un ricambio dell’aria oppure un rinfrescamento dell’aria quando le patate stoccate raggiungono dai valori critici oppure li superano. Dopo delle manifestazioni esterne, ad esempio una ferita, un attacco patogeno oppure nella germinazione, la respirazione aumenta in maniera considerevole. Tuberi immaturi appena raccolti respirano in maniera immediata più intensa rispetto a tuberi maturi. Grande influenza sulla intensità di respirazione sono anche i gradi di ripercussioni meccanici durante lo scavo e dei processi successivi. Anche frequenti sbalzi di temperatura porta ad un rialzo del tasso di respirazione. L’intensità di tale processo metabolico oscilla anche in base all’origine del prodotto e della dimensione del tubero. La respirazione porta in maniera anticipata ad una trasformazione fermentativa dell’amido in zucchero. A temperatura sono i 3 °C questa trasformazione avviene in maniera più intensa, tanto che le patate risultano dal gusto dolce. Questa reazione del tubero può essere appreso come una protezione dai danni da gelo, lo zucchero formato funge così da agente protettivo antigelo. In lingua tedesca si parla anche di “zucchero freddo”. Con l’inizio della germinazione, rispettivamente fine dello stoccaggio, segue altrettanto un aumento del contenuto zuccherino nelle cellule, per preparare in maniera preventiva l’energia necessaria per germinare. Lo zucchero preparato viene prevalentemente consumato tramite la respirazione, ma possono anche essere riconvertiti parzialmente in amido grazie ad un aumento della temperatura interna del tubero. L’ultimo processo avviene verso la fine di un lungo periodo di stoccaggio inseguito ai processi di invecchiamento delle membrane cellulari, irreparabilmente danneggiate in maniera incompleta. Si parla in questo caso di “zucchero invecchiato”.
La dormienza della patata è una condizione in cui l’intensità dei processi metabolici all’interno del tubero sono fortemente ribassati ed un assenza esterna dei fenomeni di crescita. Questo riposo vegetativo è però del tutto apparente, dato che tutti i processi vitali, ad esempio la divisione cellulare e la respirazione, continuano. La dormienza si suddivide in due gruppi:
- Dormienza naturale o profonda, nella quale il tubero anche a temperatura di oltre 8 °C non germina
- Dormienza forzata, dove tramite la regolazione della temperatura oppure l’applicazione di mezzi chimici/mezzi fisici (raggi ionizzanti) che impediscono la germinazione.
La germinazione visibile è collegata con una respirazione più forte e con un accumulo di zucchero nel tessuto meristematico. Una grande quantità di zucchero predisposto non è sufficiente per la partenza della germinazione, ma per la sua disponibilità.Condizioni per la germinazioni sono sia la temperatura esterna che anche i fattori interni. Solo dopo la differenziazione di equilibrio all’interno del tubero, la crescita delle sostanze fa sì che la patata inizia a germinare. Dei fattori esterni, che sul fatto fisiologico coinvolgono sia tuberi dormienti che germogliati, la temperatura gioca il ruolo decisivo. Gli effetti della temperatura si evince dalla trasformazione delle attività dei fermenti coinvolti come risultato della solubilità della CO2 nel succo cellulare e le modificate condizioni di reazione.
Il significato dell’invecchiamento fisiologico avviene in maniera rinforzata in base al potenziale di germinazione e alla vitalità del tubero. Tale invecchiamento fisiologico aumenta con il crescere della durata di conservazione con l’aumento delle temperature, con il cambiamento delle temperature e con la riduzione del turgore tramite la traspirazione e la germinazione. Tuberi fisiologicamente vecchi possono essere così deboli, che non riescono più a germogliare o in maniera molto striminzita. Ulteriormente coesiste sempre, con una fisiologia avanzata, una comparsa dell’annerimento della polpa. Soprattutto quando il turgore è basso e con un metabolismo variato in seguito alle oscillazioni di temperature si rompono le normali strutture dei tessuti, ciò comporta appunto ad una riduzione del potere germinativo. Tale manifestazione di questa caratteristica è fortemente dipendente dalla varietà, ma nessuna varietà o lotto rimane invariato sulla durata e sugli effetti di tali principi appena descritti.
Il trasferimento energetico dei metaboliti provoca da un punto di vista pratico un auto riscaldamento del cumulo di patate dai 0.2 ai 0.4 gradi Kelvin al giorno. La quantità di calore rilasciata effettua in base alla differenza della temperatura in aria da ambiente circostante, provocando una corrente verticale ascensionale (convezione) che causa uno scambio d’aria nella struttura. Con l’introduzione dell’aria fresca all’interno della struttura è possibile avere un ricambio d’aria. Nello stesso tempo avviene una eliminazione nella CO2. Durante la respirazione dei carboidrati con conseguente formazione di acqua (0,6 g/ ss) permane una parte del liquido nella cellula. L’altra parte si diffonde nei spazi intercellulari ed evapora nella superficie del tubero (traspirazione).
In generale, si evince sempre che il tubero seme sano nelle condizioni ambientali ottimali germina. Per questo motivo in base dei processi di riconoscimento del tubero seme, non viene eseguito nessuno test sulla germinabilità. Esistono però delle differenze varietali in base al potere germinativo, all’emergenza e allo sviluppo vegetativo iniziale. Ma spesso in base a ciascun condizione la differenza tra lotti diversi di una varietà risulta maggiore rispetto alla differenza tra varietà diverse. Se le patate in maniera insufficiente germogliano oppure non germogliano affatto, fattori interni o esterni sono intervenuti, condizionando il normale processo germinativo. Il fatto di una scarsa germogliazione può essere dovuto dalle condizioni di crescita fino alla raccolta dell’anno precedente, dalle condizioni in magazzino, oppure dalle condizioni di semina fino alla crescita vegetativa.
Autore: Peter Schuhmann
Fonte: Kartoffelbau 01-02/2013 pag. 42-45