The chemical composition in different parts of the potato tuber during storage

Summary The distribution patterns of dry matter, starch, reducing sugars and total nitrogen were studied in the varietyBintje, stored at 10 C with and without sprout inhibitor. The cortex contained more dry matter and starch, though less reducing sugars and total nitrogen than the medulla. The highest dry matter (starch) content was in the cortical layer of the middle part of the tuber. In the medullary region the lowest total nitrogen was towards the rose end. During storage the differences in carbohydrate contents between cortex and medulla increase. Storage appears to results in a small accumulation of sugars which was somewhat higher in the sprouting tubers not treated with inhibitor. There was no evidence of an influence of the sprout inhibitor (IPC, CIPC) on the distribution pattern.

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Zusammenfassung Die vorliegende Ver?ffentlichung befasst sich mit Untersuchungen über die Verteilung und die Ver?nderungen von Inhaltsstoffen, wie Trockensubstanz, St?rke, reduzierende Zucker und Gesamtstickstoff in morphologisch verschiedenen Teilen der Kartoffelknolle (SorteBintje) w?hrend der Aufbewahrung bei 10 C. Ein Teil der Knollen wurde zu Beginn der Lagerung mit einem Gemisch von IPC und CIPC behandelt. In Tabelle 1 sind die verwendeten Zeichen erkl?rt. Es wurden getrennte Analysen vom Kronenende, vom mittleren Teil und vom Nabelende vorgenommen, wobei diese Partien noch in Markgewebe (Medulla) und Rindengewebe (Cortex) unterteilt worden sind (Abb. 1). Von jedem Muster wurden w?hrend der Aufbewahrungszeit vom November 1964 bis April 1965 monatliche Analysen durchgeführt. In Tabelle 2 und 3 sind die Ergebnisse zusammengefasst. Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse einer Varianzanalyse für die Gehalte und auch für die Gehaltsdifferenzen zwischen Cortex und Medulla. Tabelle 5 zeigt, welche Gehaltsdifferenzen in der Knolle signifikant sind, w?hrend Tabelle 6 den Einfluss der Zeit auf die Differenz zwischen Cortex und Medulla illustriert. Bezüglich der Verteilung der genannten Inhaltsstoffe l?sst sich folgendes beobachten. Trockensubstanz- und St?rkegehalt sind im Rindengewebe h?her als im Markgewebe. Das Rindengewebe im mittleren Teil der Knolle weist einen H?chstgehalt für diese Stoffgruppe auf. Der Gehalt an reduzierenden Zuckern ist im Markgewebe h?her als im Rindengewebe. W?hrend der Aufbewahrung bei 10 C zeigt sich für Trockensubstanz (St?rke) und Zuckergehalt eine zunehmende Divergenz zwischen Mark und Rinde. Auch der Abbau von Kohlehydraten ist im Markgewebe ausgepr?gter als im Rindengewebe. Der Gesamtstickstoffgehalt ist im Markgewebe h?her als im Rindengewebe. Im Markgewebe l?sst sich der niedrigste Gehalt am Kronenende feststellen. Der Einfluss der Aufbewahrungszeit kennzeichnet sich im allgemeinen durch eine geringe Anh?ufung von Zuckern, welche, im Vergleich zu den behandelten Knollen, in den unbehandelten Knollen etwas h?her ist. Da die Wasserverluste bei keimenden Knollen h?her sind, zeigt der anfangs abnehmende Trockensubstanzgehalt am Ende der Aufbewahrungsperiode wieder eine Zunahme. Es war in diesem Falle nicht m?glich, diese Unregelm?ssigkeit zu korrigieren, da die Analysen nicht zur Erhaltung von absoluten Werten vorgenommen worden sind. Es konnte kein Einfluss der Keimhemmungsmittel auf die Verteilung der Inhaltsstoffe in den Knollen nachgewiesen werden. M?glicherweise k?nnte ein solcher bei einer l?ngeren Aufbewahrungszeit unter h?heren Temperaturbedingungen noch eintreten. Die Ergebnisse k?nnen bei der Verarbeitung von Kartoffeln praktische Bedeutung haben, da beim Schneiden der Knollen mit dieser Verteilung zu rechnen ist.

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Résumé La présente publication relate les recherches sur la répartition et l'évolution des composants tels que substance sèche, amidon, sucres réducteurs et matière azotée totale dans les différentes parties morphologiques du tubercule (var.Bintje) au cours de la conservation à 10 C. Une partie des tubercules ont été traités au commencement de la conservation avec un mélange de IPC et CIPC. Tableau 1 donne la signification des symboles utilisés. On a exécuté des analyses séparées de l'extrémité de la couronne, de la section moyenne et du bout du hile, lesquelles parties ont en outre été partagées en tissu médullaire et tissu cortical (Fig. 1). Une analyse de contr?le était faite chaque mois sur chaque échantillon pendant la conservation de novembre 1964 à avril 1965. Les résultats sont rassemblés dans les Tableaux 2 et 3. Tableau 4 donne les résultats d'une analyse de la variance des teneurs et des différences de teneurs entre l'écorce et la moelle. Tableau 5 montre les différences de teneurs dans le tubercule qui sont significatives, tandis que le Tableau 6 illustre l'effet du temps sur les différences entre l'écorce et la moelle. On peut faire les observations suivantes au sujet de la répartition des composants sus-nommés. La matière sèche et la teneur en amidon sont plus élevées dans le tissu cortical que dans le tissu médullaire. Le tissu cortical de la partie médiane du tubercule montre la teneur la plus élevée des substances de ce groupe. La teneur en sucres réducteurs est plus élevée dans le tissu médullaire que dans le cortex. Pendant la conservation à 10 C, se révèle une divergence croissante entre la moelle et le cortex pour la matière sèche et la teneur en sucres. La dégénérescence des hydrates de carbone est également plus marquéc dans la moelle que dans le cortex. La teneur en matière azotéc totale est plus haute dans le tissu médullaire que dans le tissu cortical, tandis que dans la moelle la teneur la plus basse appara?t à la couronne. L'influence de la durée de conservation se caractérise d'une manière générale par une accumulation de sucres, laquelle est quelque peu plus haute dans les tubercules non traités que dans les tubercules traités. Comme les pertes d'eau sont plus élevées chez les tubercules en germination, la teneur en matières sèches, décroissante au commencement, montre de nouveau une augmentation à la fin de la période de conservation. Il n'a pas été possible de supprimer cette cause d'erreur car les analyses n'ont pas visé à des déterminations de valeurs absolues. On n'a décelé aucune influence des inhibiteurs de germination sur la répartition des composants du tubercule. Mais il est possible que cette influence se serait marquée par une période de conservation plus longue sous des conditions plus élevées de température. Ces résultats peuvent avoir une signification pratique pour l'industrie de la transformation des pommes de terre, puisque le sectionnement des tubercules met l'industriel devant cette répartition des composants.

     

Effect of whole seed tuber size and pre-plant storage conditions on yield and tuber size distribution of Russet Burbank

Field experiments were conducted in 1995, 1996, and 1997 at Agriculture and Agri-Food Canada’s Harrington Research Farm to assess the effect of whole seed tuber size and pre-plant seed storage conditions on processing yield (> 51 mm dia.) of potato (Solanum tuberosum L. cv Russet Burbank). Following commercial storage, seed tubers were stored at 4.4 C then subjected to one of three pre-plant treatments: (1) planted directly from storage, (2) held at 10 C for 3 wk before planting, or (3) green-sprouted for 3 wk before planting. Five sizes of whole seed were used (28, 42, 56, 70, and 84 g) with a variable size cut seed treatment added for comparison. Plots were harvested 138,134, and 131 days after planting in 1995, 1996, and 1997, respectively. Cut seed produced a higher yield of tubers > 51 mm diameter in comparison to all whole tuber seed sizes, with the exception of the 28 and 56 g sizes. In terms of total yield, the 28and 42-g whole seed tubers yielded significantly less than all other seed sizes examined. Warming or greensprouting seed tubers prior to planting did not increase tuber yield. The larger whole seed tuber sizes tended to result in greater numbers of stems and tubers per plant. To maximize marketable yield of Russet Burbank planted from whole seed tubers, it is recommended that the seed be between 28 and 42 g in size. Accepted for publication 25 May 2004.     

Influence of temperature and length of storage on resistance of potato to tuber rot induced byErwinia chrysanthemi

Tubers of 11 clones ofSolanum tuberosum subsp.andigena (andigena) and 12 cultivars ofS. tuberosum subsp.tuberosum (tuberosum) were inoculated with water suspensions (5.5 × 10⁴ 5.5 × 10⁵, 5.5 × 10⁶ CFU/ml) ofErwinia chrysanthemi. Tubers were inoculated immediately after harvest and after 6 and 16 wk of storage at 4 and 23°C. Tuber rot incidence in andigena and tuberosum increased as inoculum concentration increased. Based on tuber rot severity, clones of andigena were classified as resistant, intermediate, or susceptible and cultivars of tuberosum were classified as intermediate or susceptible. Rot severity increased in all tubers stored at 4°C and in tubers of tuberosum stored at 23°C; rot did not increase in tubers of andigena stored at 23°C. Electrolyte leakage (EL), total sugars (TS), reducing sugars (RS), non-reducing sugars (NRS) and dry matter (DM) were determined in non-inoculated tubers. There was a significant positive correlation between the rate of EL, concentration of RS and tuber rot in andigena and tuberosum. Tuber rot and DM were negatively correlated in tubers of andigena; but they were not correlated in tuberosum. Clones of andigena with low EL, TS, RS, and high DM were resistant to tuber rot, and the incidence of tuber rot in these clones was much less influenced by temperature and length of storage. The influence of temperature and length of storage on susceptibility toE. chrysanthemi may be explained by increased cell membrane permeability; increased leakage of accumulated sugars in potatoes stored at 4°C could favor bacterial proliferation resulting in more disease.     

Intersprout competition in the potato I. Effects of tuber size,sprout number and temperature on sprout growth during storage

Summary The rate of growth per sprout during storage was an inverse function of the number of growing sprouts per tuber and a positive function of tuber weight. The time of onset and intensity of intersprout competition were positive functions of storage temperature between 7 and 20°C. Temperature appeared to have a differential effect on the potential growth rate of the sprouts and on the rate at which nutrients became available in the tuber. The onset and intensity of competition was not affected by the distance separating the competing sprouts, suggesting a relatively unrestricted path of flow between the sprouts and their source of nutrients in the tuber. Mobilization of the tuber reserves appeared to occur simultaneously throughout the tuber. A possible relationship between intersprout competition and the growth habit of the lateral branches of the sprout is discussed.

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Résumé On a étudié dans trois essais sur la variétéArran Pilot les influences sur la croissance du germe, de la grosseur du tubercule, du nombre de germes par tubercule, de la température de conservation et de la distance entre les germes en concurrence. La première expérience a révélé que tout changement qui tend à accro?tre l'apport de substrat “tubercule” potentiellement disponible pour les germes (augmentation du poids du tubercule ou réduction du nombre de germes en développement par tubercule par dégermage ou comme résultat d'inhibition corrélative) provoque un accroissement du degré de croissance des germes individuels. De tels traitements modifient de la même fa?on la longueur (Fig. 1), le poids see (Tableau 2) et le nombre de noeuds (Tableau 3) des germes. Le poids sec moyen des germes par tubercule (Tableau 1) augmente avec le volume de germes chez les tubercules les plus gros utilisés (200 g). L'expérience 2 a montré que la vitesse d'élongation des germes sur des tubercules de 80 g augmentait avec le temps jusqu'à une valeur maximum puis commen?ait alors à tomber pour tous les traitements sauf pour les traitements de germination 1 et 2 à 7 C (Fig. 3). La valeur maximum était atteinte aprés 1, 2 et 3 semaines respectivement à 20, 15 et 10 C et après 4 semaines dans le traitement de germination 4 à 7 C. La longueur moyenne du germe à partir de laquelle apparait le déclin de la vitesse d'élongation est une fonction inverse du nombre de germes par tubercule. La longueur moyenne du germe (Tableau 4) et le poids sec moyen par germe (Tableau 6) à la fin de l'expérience étaient des fonctions inverses du nombre de germes par tubercule à toutes les températures sauf à 7 C, et les fonctions positives de la température de conservation. A 7 C, les moyennes des poids sees des germes par tubercule (Tableau 5) dans les traitements de germination 1, 2 et 4 étaient dans la proportion approximative 1, 2 et 4 à laquelle on s'attendait en l'absence de compétition. A des températures plus élevées la moyenne des poids sees de germes par tubercule n'était pas significativement affectée par le nombre de germes. Ces résultats indiquent que la compétition entre les germes apparait plus t?t et est plus intense à haute qu'à basse température. La température semble avoir un effet différentiel sur la vitesse potentielle de croissance des germes individuels et sur la vitesse à laquelle les matières nutritives deviennent disponibles dans le tubercule, les deux augmentant avec la température mais à vitesses différentes. Les résultats de l'expérience 3 démontrent que l'importance de la compétition, la longueur moyenne par germe, la moyenne de poids sec par germe, le poids sec moyen des germes par tubercule ne sont pas affectés par la distance séparant les germes en compétition (Tableau 7). II semble que la mobilisation des réserves du tubercule appara?t simultanément dans toutes les parties du tubercule. La forme de croissance des branches latérales des germes (Fig. 2) passe du diagéotropisme à un géotropisme négatif à une telle hauteur de noeud qui est une fonction inverse du nombre de germes par tubercule et une fonction positive du poids du tubercule (Tableaux 3 et 8). L'auteur discute de la part jouée par la compétition dans le contr?le de la forme de croissance des pousses latérales.

     

Changes in temperature and silo gas composition during ensiling, storage and feeding-out grass silage

An experiment is reported in which two bunker silos were filled with about 12 t of ryegrass; one was compacted with a surface pressure of 4·1 kPa and the other was not. Both were instrumented to record temperatures and gas compositions during fermentation and feed-out. Cores of silage (100 mm diameter) were removed from the bunkers and subjected to forced aeration in insulated cylinders. Simple mathematical models were used to simulate CO₂ leakage from the silos and the associated loss of dry matter, and temperature changes during the forced aeration of silage cores. The leakage of CO₂ from the silos, as shown by the fall in CO₂ concentration with time, could be described empirically by an exponential equation and could be simulated with a simple mathematical model. Experimental evidence supported the hypothesis that permeation was the main method of gaseous exchange during fermentation and feed-out, but gas mixing by diffusion and/or convection also occurred within the silos during fermentation. Dry-matter losses by aerobic activity during storage of 120–150 d were conservatively estimated to be about 0·3% and 0·9% for the uncompacted and compacted bunkers respectively. These were considered to be lower than those that could be expected in farm silos, because the sealing was likely to be more thorough. The silages were also more stable, when subject to aeration, than others examined in this laboratory, probably because of high contents of acetic, propionic and butyric acids. Simple mathematical models were of value, but greater sophistication is needed (e.g. multi-compartmental models) to deal comprehensively with the heat and gas flows found in the complex biophysical systems of silage.     

Influence of mefluidide on tuber development,maturity, and storage of Russet Burbank and Norland potatoes

Mefluidide {N-[2,4-dimethyl-5-[[(trifluoromethyl) sulfonyl] amino] phenyl] -acetamide}, a chemical with plant growth regulator properties, was applied to the foliage of potatoes (Solanum tuberosum L.) in field experiments to determine its effects on tuber development, maturity, and storage of the cultivars Russet Burbank and Norland. The rate of sucrose loss before harvest was reduced in mefluidide-treated plants. Total and marketable yields generally were lower in treated plants. Specific gravity tended to increase in Russet Burbank with application rates up to 1.0 kg ai/ha mefluidide. Preharvest treatments of mefluidide resulted in an increase in periderm thickness and russeting. However, weight loss during storage was greater in tubers from treated plants. Less sprouting occurred in storage in tubers from mefluidide-treated plants. Mefluidide resulted in a lower anthocyanin content and consequently an undesirable color change in Norland tubers.     

Effect of pre-planting temperature and light treatments of seed tubers on potato yield and tuber size distribution

Summary From 1985 to 1987 field experiments were caried out to test the influence of different pre-planting storage treatments on yield and size distribution of potato crops. The storage treatments included 4, 8 and 12°C in the light and in the dark, for different periods before planting. Subjecting the seed tubers to light at low temperatures induced crops to produce a larger proportion of smaller sized tubers while storing seed tubers at higher temperatures in the dark led to an increase of tubers >55 mm. These observations were confirmed in five field experiments with two cultivars at two sites and in three growing seasons.     

Effect of thermal packaging temperature on Chinese steamed bread quality during room temperature storage

In order to investigate the influence of different packaging temperature on thermal-vacuum packaged Chinese steamed bread (CSB) quality under room temperature storage, the packaging temperatures of 50 °C, 70 °C and 90 °C were set respectively to study the effect on the packaging vacuum degree (VD) and starch retrogradation properties. The VD and moisture content of thermal-vacuum packaged CSB significantly increased with the increase of the packaging temperature from 50 °C to 90 °C, while the hardness of CSB decreased, and there was no significant difference in moisture migration during room temperature storage. The results of X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and small angle X-ray scattering (SAXS) indicated that CSB packaged at different temperatures formed B-type crystals, leading to an enhanced the ordered and dense state of starch structure, and the semi-crystalline growth ring structure disappeared during storage. The influence of different packaging temperatures on VD of CSB could effectively hinder the formation of ordered and dense state of CSB starch, consequently delaying the crystallization of amylopectin and inhibiting the progress of staling. The result of this study is of great significance for improving the quality of starchy foods and guiding the industrial development of Chinese steamed bread.     

Effect of storage temperature and duration on quality and survival of potato transplants

Potato transplants (Solanum tuberosum) were harvested and stored at 1.7, 7.2, 12.8, 15.6 and 18.3°C between 4 and 8 days. The transplants were evaluated after storage for leaf color and drop, wilt, tuberization, and stolonization. After transplanting, the plants were evaluated for survival. At 1.7 and 7.2°C storage, the leaves were greener with less drop than at the higher temperatures. During storage above 7.2°C, the development of tubers and stolons continued. Plant survival was generally higher at 1.7, 7.2 and 12.8°C than at 15.6 and 18.3°C.     

Comparison of the effect of storage environment on tuber contamination withErwinia carotovora

Summary One tonne boxes of seed potatoes cv. Désirée contaminated withErwinia carotovora were held in four different types of farm stores. In general, contamination fell rapidly immediately after harvest and rose later in the storage season. The extent of these changes varied considerably with store type. The greatest reduction was from a log count of 5.5 to 2.1 after one month storage, followed by a rise to 5.1 prior to planting. No relationship was found between store temperature, relative humidity and change in contamination. There was some evidence that reduction in contamination was related to duration of ventilation, and rise in contamination to onset of sprouting. A sample held at a constant 4°C showed little reduction in contamination, and no rise occurred later in the storage season.     

Relation between black spot and composition of the potato tuber

Summary The differences in black spot susceptibility between potato varieties and samples of different origin cannot be explained by differences in tyrosine content or phenoloxidase activity of the tubers. Only 5–15% of the cells in a bruised part of the tissue are damaged and discoloured. Potato tubers, dissimilar in black spot susceptibility, have different potassium and dry matter contents. No differences exist in firmness and osmotic values. If the potassium supply is not limiting growth, the potassium content of potato tubers is about 650 meq. (25,4 g) per kg dry matter. Negligible black spot occurs in potatoes grown on silt soils in The Netherlands if the potassium content of the tubers exceeds 650 meq. per kg dry matter.

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Zusammenfassung Die Unterschiede in der Empfindlichkeit für Blaufleckigkeit zwischen Kartoffelsorten und Mustern verschiedener Herkunft k?nnen nicht durch die Unterschiede im Tyrosingehalt oder in der Phenoloxydase-Aktivit?t der Knollen erkl?rt werden (Abb. 1, Tabelle 1). Das Fehlen einer Korrelation mit dem Tyrosingehalt und die Tatsache, dass die ?nderung dieses Gehalts w?hrend der Reifezeit, verglichen mit den Unterschieden zwischen den Sorten, gering ist, weisen darauf hin, dass die Erntezeit, was ihren Einfluss auf den Tyrosingehalt betrifft, das Vorkommen von Blaufleckigkeit nich beeinflusst (Tabelle 2). In einer besch?digten Zelle wird das Tyrosin vollst?ndig in Melanin umgewandelt. Nur 5–15% der Zellen, im gequetschten Teil des Gewebes gleichm?ssig verteilt, werden verf?rbt. Kartoffelknollen, die in ihrer Empfindlichkeit für Blaufleckigkeit ungleich sind, weisen unterschiedliche Kalium- und Trockensubstanzgehalte auf. Keine Unterschiede bestehen in der Festigkeit des Fleiches und den osmotischen Werten (Tabelle 4). Wenn die Kaliumgabe das Wachstum nicht beschr?nkt, betr?gt der Kaliumgehalt der Kartoffelknollen ungef?hr 650 meq. (25,4 g) pro kg Trockensubstanz (Tabelle 5, Abb. 2). Auf den Tonb?den im Südwesten der Niederlande ist es schwierig. Kartoffeln mit einem Kaliumgehalt von über 650 meq. pro kg Trockensubstanz zu erzeugen (Tabelle 6). Nur geringfügige Blaufleckigkeit kommt bei Kartoffeln aus diesen B?den vor, wenn der Kaliumgehalt 650 meq. pro kg Trockensubstanz übersteigt (Abb. 5).

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Résumé Les différences dans la susceptibilité aux taches noires entre variétés de Pomme de terre et entre échantillons de diverses origines ne peuvent s'expliquer par des différences de teneur en tyrosine ou d'activité de la phénoloxydase des tubercules (Fig. 1, Tableau 1). Ce manque de corrélation avec la teneur en tyrosine et le fait que cette teneur est faible pendant la maturation comparée aux différences variétales suggèrent que le moment de l'arrachage, pour autant qu'il ait une action sur la tyrosine, n'influence pas l'incidence des taches noires (Tableau 2). Dans une cellule endommagéc la tyrosine est complétement convertie en mélanine. Seulement 5–15% des cellules, réparties uniformément sur la partie contusionnée du tissu, sont décolorées. Des tubercules de Pomme de terre, différents dans leur susceptibilité aux taches noires, ont des teneurs différentes en potassium et matière sèche. On n'aper?oit aucune différence dans la fermeté et valeur osmotique (Tableau 4). Si un apport complémentaire de potassium ne limite pas la croissance, la teneur des tubercules en cet élément est d'environ 650 méq. (25,4 g) par kg de matière sèche (Tableau 5, Fig. 2). Dans les sols argileux du sud-ouest de la Hollande il est difficile de récolter des pommes de terre avec des teneurs en potassium supérieures à 650 meq. par kg de matière séche (Tableau 6). L'apparition de taches noires est négligeable dans les tubercules récoltés sur ces sols si la teneur en potassium excède 650 meq. par kg de matière sèche (Fig. 3).

     

Integrated pest management of potato tuber moth in field and storage

Summary The potato tuber moth (PTM),Phthorimaea operculella (Zeller), is one of the most damaging pests of potatoes in field and storage. Tuber moth is active throughout the year in North Africa but is most active from late April to early August. Many cultural practices that are used by farmers to improve the yield and quality of potato can also limit the development of the potato tuber moth and minimise damage to tubers. As the farmers gain more experience with both agronomic practices and chemical insecticides, they are likely to rely more heavily on cultural practices and less on insecticides to manage PTM. Measures which could keep PTM damages in rustic and diffuse light stores to a minimum are discussed. Ideally, there is need to integrate pest management in potato fields and stores. PTM control in stores was found to be more effective if infestation in fields was kept to a minimum. Low infestation at harvest and rapid handling of the potatoes going into store established good initial storage conditions and decreased the likelihood of post-harvest losses. Biological insecticides in particular were more effective in preventing losses by insects in stores in cases where the initial level of infestation was relatively low.