Prevention of after-cooking darkening of irradiated potatoes

Summary Potatoes of the variety ‘Kufri Chandramukhi’ exposed to 10 krad of gamma rays for sprout inhibition, tended to develop after-cooking darkening, after storage at 15°C, for over three months. The darkening could be prevented or reduced (a) by pre-peeling of tubers prior to cooking: or (b) by reconditioning the potatoes by keeping them at 34–35°C for 4–6 days; or (c) by soaking and cooking the tubers in solutions of diaminoethane-tetra-acetic acid disodium salt (EDTA) or citric acid. Prepeeled tubers cooked in the presence of the peel tissues or added phenolics like caffeic and chlorogenic acids showed darkening. The results implicate that this could be due to the interaction of phenolics with Fe⁺⁺ present in the tissues. The storage of irradiated tubers at low temperature also showed enhanced disapperance of carotenoids.     

Sensory and cooking quality of individually film wrapped potatoes

Newly harvested Russet Burbank potatoes were cured for 3 weeks at 15.5 C. The cured potatoes were individually film wrapped either immediately, or stored at 7.2 C for 12 weeks and then film wrapped. The film wrapped potatoes stored at 20 C were compared with nonwrapped potatoes stored at 7.2 C or 20 C for cooking time and various sensory characteristics. The sensory and cooking characteristics of the film wrapped potatoes stored at 20 C were better than the baking characteristics of nonwrapped potatoes stored at 20 C but not at 7.2 C. Individual film wrapping of potatoes significantly preserved the baking and cooking quality of potatoes during storage at 20 C, 60% RH.     

The formation of 5′-nucleotides during cooking of potatoes

Summary An optimum release of 5′-nucleotides in Bintje potato homogenates occurs at 52°C and pH 6.0. At higher temperatures there is an accumulation of 3′-nucleotides and oligonucleotides; at lower temperatures and lower pH-values there is an accumulation of nucleosides and further degradation products. Optimum activities in enzyme raw extract are reported for phosphodiesterase I (50°C, pH 5.5), phosphodiesterase II (60°C, pH 5.5), ribonuclease (70°C, pH 5.0), phosphatase (45–50°C, pH 5.0), phosphatase +5′-nucleotidase (45–50°C, pH 5.0). The relationship between the total enzymatic activities and the formation of 5′-nucleotides during cooking of potatoes is discussed.

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Zusammenfassung 5′-Nukleotide wirken in Lebensmitteln als geschmacksverst?rkende Verbindungen. Buri et al. (1970) hat bereits früher auf die Bedeutung dieser Verbindungen für den Geschmack von Kartoffeln hingewiesen und konnte zeigen, dass 5′-Nukleotide w?hrend des Kochprozesses aus Ribonukleins?ure (RNS) gebildet werden. Eine chemische Hydrolyse von RNS zu 5′-Nukleotiden kann ausgeschlossen werden; somit kommt nur eine enzymatische Freisetzung in Frage. Diese wird in der vorliegenden Arbeit untersucht. Es wurde aus Bintje-Kartoffeln ein vorgereinigter enzymatischer Extrakt hergestellt und dessen Enzymaktivit?ten wurden zun?chst mit spezifischen Substraten charakterisiert. Ribonuklease wurde mit zyklischem 2′, 3′-Cytidinmonophosphat gemessen und ergab optimale Aktivit?ten bei 70°C und pH 5.0 (Abb. 1 und 2). Phosphodiesterase I, untersucht mit dem Substrat α-Naphthyl-Thymidin-5′-Monophosphat, ergab optimale Aktivit?ten bei 50°C und pH 5.5 (Abb. 3 und 4). Phosphodiesterase II wurde mit Thymidin-5′-Monophosphat-p-Nitrophenylester geprüft und zeigte optimale Aktivit?ten bei 60°C und pH 5.5 (Abb. 5 und 6). Phosphatase wurde mit p-Nitrophenylphosphat gemessen und zeigte Optima der Aktivit?t bei 45–50°C und pH 5.0 (Abb. 7 und 8). Schliesslich konnte die gesamte Aktivit?t von Phosphatase und 5′-Nukleotidase gemeinsam mit dem Substrat 5′-Adenosinmonophosphat bestimmt werden, mit optimalen Aktivit?ten bei 45–50°C und pH 5.0 (Abb. 9 und 10). Sodann wurde mit RNS als Substrat die Anreicherung l?slicher Abbauprodukte im Bereich von 40–70°C und pH 4.0–7.0 untersucht. Dabei wurden 3′-Nukleotide, 5′-Nukleotide und Nukleoside getrennt erfasst. Die Resultate sind in Tabelle I zusammengestellt und zeigen das folgende. Die Freisetzung von Nukleotiden ist optimal bei 50°C und pH 6.0; es handelt sich vor allem um 5′-Nukleotide. Die Reaktion ist abh?ngig vom pH. 3′-Nukleotide werden erst bei Temperaturen von über 50°C freigesetzt, mit einem Optimum bei 70°C und pH 5.0. Nukleoside bilden sich bevorzugt bei 50°C und pH 5.0–5.5. Auf Grund dieser Ergebnisse wurde ein Kartoffelhomogenisat hergestellt und autoinkubiert; bei 52°C und pH 6.0 ergab sich eine maximale Freisetzung von 5′-Nukleotiden (Tab. 2). Aus diesen Ergebnissen kann geschlossen werden, dass ein spezifischer RNS-Abbau in der Kartoffel bis zu Temperaturen von 50°C bevorzugt durch das Enzym Phosphodiesterase I erfolgt, unter Bildung von 5′-Nukleotiden. Ribonuklease wird erst bei h?heren Temperaturen aktiv, sofern noch genügend Substrat vorhanden ist. Dabei ist auch der pH-Wert der Knollen von Bedeutung. Die freigesetzten 5′-Nukleotide sind stabil, weil die entsprechenden Nukleotidabbauenden Enzyme eine stark verschiedene pH-Abh?ngigkeit ihrer Aktivit?ten aufweisen. Die Knollenform und die damit verbundenen Kochzeiten sind sicherlich ein wichtiger Faktor, der diese enzymatischen Vorg?nge beeinflusst. Abschliessend kann festgestellt werden, dass nicht nur das Enzymsystem, sondern auch das pH der Knolle und die Temperaturverh?ltnisse w?hrend der Verarbeitung für die spezifische Freisetzung von 5′-Nukleotiden in zubereiteten Kartoffeln von Bedeutung sind.

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Résumé Les 5′-nucléotides sont d'importants renforcateurs de go?t dans les denrées alimentaires. Buri et coll. (1970) ont déjà mis en évidence l'influence de ces composés sur le go?t des pommes de terre et ont montré que les 5′-nucléotides se forment pendant la cuisson à partir d'acide ribonucléique (ARN). Une hydrolyse chimique de l'ARN libérant les 5′-nucléotides a pu être exclue, de sorte que seul un processus enzymatique peut être envisagé, lequel fait l'objet du présent travail. Un extrait enzymatique purifié a été préparé à partir de pommes de terre Bintje et son activité caractérisée à l'aide de substrats spécifiques. La ribonucléase, en présence de 2′, 3′-cytidine-monophosphate cyclique, a donné des activités optimales à 70°C et pH 5.0 (fig. 1 et 2). La phosphodiestérase I examinée avec le substrat α-naphtylthymidine-5′-monophosphate a présenté des optimums d'activité à 50°C et pH 5.5 (fig. 3 et 4). Les activités optimales de la phosphodiestérase II ont été situées à 60°C et pH 5.5 en présence de thymidine-5′-monophosphate-p-nitrophénylester (fig. 5 et 6). La phosphatase en présence de p-nitrophénylphosphate a donné des optimums d'activité à 45–50°C et pH 5.0 (fig. 7 et 8). Enfin, l'activité globale de la phosphatase et de la 5′-nucléotidase réunies a été déterminée avec le substrat 5′-adénosine-monophosphate, les optimums se situant à 45–50°C et pH 5.0 (fig. 9 et 10). Puis, en prenant l'ARN comme substrat, l'enrichissement en produits de dégradation solubles a été étudié entre 40 et 70°C et pH 4.0 et 7.0. Ces produits de dégradation, 3′-nucléotides, 5′-nucléotides et nucléosides ont été déterminés séparément et les résultats présentés dans le tableau 1. Il ressort de ces résultats que la libération de nucléotides, principalement des 5′-nucléotides, est optimale à 50°C et pH. 6.0 et que la réaction est dépendante du pH. Les 3′-nucléotides ne sont libérés qu'à des températures supérieures à 50°C avec un optimum à 70°C et pH 5.0–5.5. Sur la base de ces résultats, un homogénéisat de pommes de terre a été préparé et autoincubé; à 52°C et pH 6.0, on observe une libération maximale de 5′-nucléotides (tableau 2). On peut en conclure qu'il se produit une dégradation spécifique de l'ARN dans la pomme de terre jusqu'à une température de 50°C, due principalement à la phosphodiestérase I avec formation de 5′-nucléotides. La ribonucléase ne devient active qu'à des températures supérieures et pour autant qu'il reste suffisamment de substrat. Le pH des tubercules joue également un r?le. Les 5′-nucléotides libérés sont stables, les enzymes dégradant les nucléotides ayant des activités qui varient de manière très diverses avec le pH. La forme des tubercules, ainsi que les temps de cuisson qui en découlent, sont certainement un facteur important pouvant influencer ces processus enzymatiques. Finalement, et on peut constater que non seulement le système enzymatique, mais également le pH du tubercule et les températures mises en oeuvre pendant la préparation des pommes de terre ont une incidence sur la libération des 5′-nucléotides dans celles-ci.

     

The effect of cooking methods on the lipid composition of potatoes

The effect of boiling and baking in either a convential or microwave oven on the lipid content of potatoes was investigated. The crude lipid content of potatoes was lowered significantly by all methods of cooking. The loss was highest in potatoes cooked in a microwave oven, least in boiled tubers, and intermediate in tubers baked in a conventional oven. Similar trends were observed for both cortex and pith tissues. Generally, the phospholipid content followed the same trend as the crude lipid, the exception being the cortex tissue of tubers baked in the conventional oven, in which the greatest loss of phospholipid occurred. Cooking did not significantly alter the fatty acid composition of tubers. A possible relationship between the degree of cell rupturing, known to be influenced by different mechanisms of heat transfer, and the amounts of tuber lipid associated with different cooking methods was discussed.     

The influence of nitrogen and potassium fertilization on the cooking quality of potatoes

Summary The assessment system, worked out by the “Potato Quality” Working Group of the E.A.P.R. for the investigation of varieties, proved to be a useful system for investigating the influence of nitrogen and potassium fertilization on the cooking quality of potatoes. In addition to the influence of variety and “year” potassium, and especially nitrogen fertilization were in certain cases very important to the texture of cooked potatoes, but the response of the potatoes to fertilization greatly depends on other growing conditions, in this case possibly the quantity of water in the soil. Whenever nitrogen had any influence on texture properties, theEigenheimer variety always responded with a decrease in mealiness and dryness and with an increase in consistency, but the response of theLibertas variety was sometimes curvilinear. The influence of potassium was not very clear, although in most cases the specific gravity of the potatoes showed a marked response. No interaction between nitrogen and potassium fertilization with respect to texture was ever observed. The response of the foliage of the potatoes in the field, the yield and the specific gravity of the harvested potatoes afforded a very poor indication of the response of texture properties to fertilization. The colour of cooked potatoes of theEigenheimer variety was in some cases influenced by nitrogen fertilization, yellowness decreasing with increasing nitrogen fertilization. The influence of “year” on after-cooking discoloration was considerable, but fertilization also had a great influence, especially in the case of theLibertas variety, discoloration increasing with increasing nitrogen fertilization. Potassium fertilization sometimes counteracted to a certain extent the detrimental effect of nitrogen and in some cases the influence of nitrogen was greater when the potassium level was lower. As there were frequent interactions between “years” and fertilization this means that the response of after-cooking discoloration to fertilization probably depends on other growing conditions.

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Zusammenfassung Die w?hrend den Jahren 1957, 1958 und 1959 angelegten Feldversuche hatten den Zweck, den Einfluss der Stickstoff- und Kalidüngung auf die Speisequalit?t der Kartoffeln zu überprüfen. Als Düngermengen wurden den beiden VersuchssortenLibertas undEigenheimer 0, 60, 120, 180 und 240 kg N/ha in Kombination mit 0, 150 und 300 kg K₂O/ha abgegeben. Die Bonitierung der Speisequalit?t erfolgte nach dem durch die der Europ. Gesellschaft für Kartoffelforschung angeschlossenen Arbeitsgruppe “Qualit?tsprüfung” ausgearbeiteten Beurteilungsschema. Geprüft wurden jeweils drei Knollenmuster pro Düngungsnorm. Die Prüfungen wurden durch zwei eingearbeitete Experten getrennt durchgeführt. Nebst der Sorte und dem Versuchsjahr war unter bestimmten Bedingungen der Einfluss der Kali-und vor allem der Stickstoffdüngung auf die Textureigenschaften der Knolle bedeutend, doch letzteres trat nicht auf allen Versuchsfeldern in Erscheinung und schien auch ziemlich unabh?ngig vom Einfluss der Düngung auf den Ertrag und auf das spezifische Gewicht der Knolle zu sein. Es konnte auf mehreren Versuchsfeldern ein deutlicher Einfluss der Düngung auf die Krautentwicklung, den Ertrag und das spezifische Gewicht nachgewiesen werden, ohne dass sich dies auf eine Ver?nderung der Textureigenschaften der Knolle ausgewirkt h?tte. Teilweise konnte aber auch das Gegenteilige beobachtet werden. Wenn ein Einfluss der N-Düngung auf die Textur (Zerkochen, innere und ?ussere Mehligkeit, Trockenheit und Konsistenz) festzustellen war, so ?usserte er sich bei der SorteEigenheimer durch eine Abnahme der Mehligkeit und Trockenheit und eine Zunahme der Konsistenz, w?hrenddem sich beiLibertas eine Optimumkurve herausstellte. Der Einfluss von Kali war nicht deutlich. So nahm in einigen F?llen beiLibertas die Konsistenz, beiEigenheimer die Mehligkeit zu, doch konnte auch der umgekehrte Fall eintreten. Auf Grund der bisweilen zwischen dem Jahrgang und der Düngung festgestellten Interaktionen darf angenommen werden, dass der Einfluss der Düngung auf die Textureigenschaften deutlich von den übrigen Wachstumsbedingungen abh?ngig ist. In dieser Beziehung muss auch an die Unterschiede in der Bodenfeuchtigkeit gedacht werden, doch ist diesbezüglich unser Material zu gering, um sichere Rückschlüsse zu ziehen. Im Gegensatz zur SorteLibertas, wo die Düngung auf die Fleischafarbe der gekochten Knollen praktisch keinen Einfluss ausübte, war bei der SorteEigenheimer in einigen F?llen ein Aufhellen des Fleisches mit zunehmender N-Düngung feststellbar. Speziell beiLibertas übten Jahrgang und Düngung einen deutlichen Einfluss auf die Intensit?t der Verf?rbung des Knollenfleisches nach dem Kochprozess aus. Mit steigenden N-Gaben nahm die Verf?rbung merklich zu. Unter gewissen Bedingungen wirkte die Kalidüngung der nachteiligen Wirkung des Stickstoffes entgegen. Anderseits war in einigen F?llen eine Interaktion zwischen diesen beiden N?hrstoffen zu erkennen: mit abnehmender Kali-Düngung nahm der Einfluss des Stickstoffes zu. Im weitern kam manchmal auch eine Interaktion zwischen dem Jahrgang und der Düngung zum Ausdruck, so dass die Schlussfolgerung gezogen werden muss, dass die Reaktion der Verf?rbung des Knollenfleisches auf die Düngung ebenfalls von andern Wachstumsfaktoren beeinflusst wird.

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Résumé Dans le but d'apprécier l'influence de la fumure sur la qualité culinaire des pommes de terre, nous avons organisé nos essais de la fa?on suivante: Les diverses parcelles expérimentales re?urent: 0, 60, 120, 180 et 240 unités d'azote à l'hectare, ainsi que 0, 150 ou 300 unité de potasse à l'hectare pour les variétés considérées:Libertas etEigenheimer, durant les années 1957, 1958 et 1959. Les essais furent successivement conduits en sol sablonneux sec et en sol sablonneux humide. La qualité culinaire fut appréciée au moyen de trois échantillons pour chacune des deux variétés, par deux experts utilisant à cet effet un barème de taxation selon les dispositions définies par le groupe “Qualité de la pomme de terre” de l'Association européenne pour la recherche sur la pomme de terre. En dehors de l'effet attribuable à la variété et à l'année, la fumure potassique et surtout la fumure azotée ont une influence propre sur les propriétés de la texture. Cette influence ne se manifeste pas sur tous les champs d'essais et de plus, le rendement et le poids spécifique n'y sont guère sensibles. On pouvait remarquer dans quelques cas, soit une influence importante de la fumure sur le développement de l'appareil végétatif, sur le rendement et sur le poids spécifique et aucune sur la composition de la texture, soit le contraire. Si on observait une influence de la fumure azotée sur la texture (l'état farineux, la consistance de la chair et la sécheresse) celle-ci se manifestait avecEigenheimer par une diminution de l'état farineux, de la sécheresse et par une augmentation de la fermeté, tandis que surLibertas. on notait une courbe maxima. Dans certains cas, la consistance des tubercules deLibertas et l'état farineux desEigenheimer augmentaient avec la quantité de potasse apportée, mais on pouvait aussi constater le contraire. Comme il y avait un certain rapport entre l'année et la fumure apportée, on pouvait penser que la modification des propriétés de la texture lui est due. On pourrait aussi penser que l'humidité du sol joue un r?le, mais nos données sont insuffisantes pour pouvoir étre affirmatif. AvecLibertas, la couleur des tubercules cuits variat très peu en fonction de la fumure, mais avecEigenheimer ils devenaient moins jaunes avec une augmentation du nombre d'unités d'azote. Spécialement avecLibertas, le noircissement après cuisson, dont l'importance est proportionnelle à la quantité d'azote apportée, était aussi influencé par l'année. On put aussi remarquer que, dans certains cas, la potasse faisait diminuer l'effet du noircissement d? à l'azote. Enfin, comme on a vu qu'il peut y avoir une relation entre l'année et la fumure apportée, le fait d'observer une augmentation du noircissement en fonction de la fumure n'est pas suffisant pour conclure. Il faut aussi rechercher d'autres causes intervenant durant la végétation.

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The author was stationed at the Provinciaal Onderzoekeentru voor de Landbouw in Drenthe, Oostersingel 21a, Assen, Netherlands, by the Institute for Storage and Processing of Agricultural Produce (I.B.V.L.), Wageningen.