Przechowalnictwo ziemniaka w świetle unormowań HACCP

Integracja Polski ze strukturami Unii Europejskiej oraz nowelizacja prawa w zakresie warunków zdrowotnych żywności i żywienia nałożyły na wszystkie podmioty gospodarcze zajmujące się produkcją lub obrotem żywnością obowiązek wdrożenia i stosowania systemu HACCP. Prawidłowe wdrożenie, utrzymanie oraz przeprowadzanie kontroli i audytów w ramach systemu HACCP gwarantują wytwarzanie produktów żywnościowych o wysokich cechach jakościowych i znikomych stratach ilościowych. Wymagania jakościowe bulw ziemniaków, w postaci nie przetworzonej, reguluje Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi [2003], przepisy rozporządzenia nie obejmują ziemniaków wczesnych  i ziemniaków jadalnych przeznaczonych do przetwórstwa spożywczego i przemysłowego. Rozporządzenie to zastąpiło nieobowiązujące już polskie normy: PN-75/R-74553, PN-75/R-74450 oraz PN-82/R-74456. Sposób pobierania próbek ziemniaków do badań zawarty jest  w nadal obowiązującej normie PN-75/R-74452. Rozporządzenie opracowano bazując na standardach międzynarodowych OECD i polskich normach. Wytyczne obowiązujących rozporządzeń i norm w zakresie przechowalnictwa ziemniaków mogą posłużyć do przygotowania i organizacji systemu HACCP odnośnie warunków jakim powinna odpowiadać przechowalnia plonu ziemniaka.

Przechowywanie plonów ziemniaka

Przechowalnictwo ziemniaka należy do najważniejszych etapów w jego produkcji. Warunki przechowywania plonów ziemniaka zostały określone w polskich normach oraz
w ministerialnych rozporządzeniach, są one również przedmiotem ciągłych badań branżowych jednostek naukowo-badawczych. W okresie przechowywania bulwy narażone są na straty jakościowe i ilościowe, których wielkość według w skrajnych przypadkach może sięgać nawet 80% plonu biologicznego – przeciętnie jednak straty wnoszą 5-30%. Można przyjąć, że obecnie w Polsce plon ziemniaka w przewadze (głównie w mniejszych gospodarstwach indywidualnych) przechowywany jest w kopcach, piwnicach lub budynkach gospodarczych adaptowanych na przechowalnię. Ten sposób składowania, ze względu na nieprawidłowe warunki termiczne i wilgotnościowe oraz utrudnione procesy przewietrzania, przynosi wysokie straty jakościowe i ilościowe. Gospodarstwa wielkoobszarowe nastawione na produkcję roślin okopowych dysponują przechowalniami technologicznymi wyposażonymi w urządzenia automatycznie sterujące warunkami termiczno wilgotnościowymi i aktywne systemy wietrzenia komór.

Przechowywanie masy organicznej bulw ziemniaka wiąże się ze spadkiem jej wagi
w wyniku naturalnych procesów fizjologicznych: oddychania, transpiracji i kiełkowania. Poprzez stworzenie odpowiedniego mikroklimatu w pomieszczeniu przechowalni możliwe jest znaczne ograniczenie strat ilościowych plonu. Obok ubytków naturalnych mogą występować straty masy bulwy ziemniaka powstałe w wyniku działania i rozwoju chorób przechowalniczych. Straty tego rodzaju pociągają za sobą oprócz spadku ilościowego masy plonu również pogorszenie się jego jakości. Nabywca ma prawo odmówić przyjęcia partii ziemniaków, która odznacza się kolejnymi cechami dyskwalifikującymi je jako plon handlowy:

• porośnięcie kiełkami o długości powyżej 3 mm,

• powierzchniowo nadmiernie zawilgoconych,

• zaparzonych - bulwy pozbawione turgoru, z oznakami więdnięcia, z widocznym zaciemnieniem miąższu na przekroju, rozciągającym się między powierzchnią bulwy a pierścieniem wiązek przewodzących, niekiedy sięgającym w głąb miąższu,
  a czasami z pękającym miąższem,

• zapleśniałych - bulwy pokryte pleśnią na części lub całej powierzchni;

• zmarzniętych - bulwy, w których po skaleczeniu skórki paznokciem lub na przekroju wyczuwa się kryształki lodu, lub bulwy miękkie, z których wycieka woda; na przekroju tkanki zdrowej i obumarłej tworzy się strefa zaciemniona lub nieregularna szczelina;

• zanieczyszczonych środkami ochrony roślin - bulwy z pozostałością środków ochrony roślin w formie stałej, ciekłej lub z pozostałością obcych zapachów.

Głównymi przyczynami pojawiania się wyżej wymienionych cech dyskwalifikujących plon ziemniaka w obrocie handlowym są uszkodzenia powstałe w trakcie zbioru, transportu, załadunku i rozładunku oraz nieprawidłowe warunki przechowywania bulw. Naruszenie ciągłości struktury perydermy bulwy ziemniaka powoduje nie tylko niekorzystne zmiany
w jej wyglądzie i estetyce ale również wzmaga podatność rośliny na działanie szkodliwych chorobotwórczych bakterii i wirusów.

Według zaleceń Metodyki Integrowanej Produkcji Ziemniaków w przechowalnictwie można wyróżnić kilka etapów. Etap I nazwany został wstępnym okresem przechowywania ziemniaka i uważany jest za najważniejszy w całym okresie przechowywania. Wyodrębnia się w nim fazę osuszania bulw, dojrzewania i zabliźniania uszkodzeń. Tuż po złożeniu ziemniaków do przechowywania należy jak najszybciej osuszyć powierzchnię bulw. Jest to bardzo ważne szczególnie przy zbiorze bulw mokrych. Praktycznie przez 2-3 pierwsze doby przechowywania, wietrzenie powinno być bardzo intensywne, aby możliwe było usunięcie nadmiaru wilgoci, wydzielanego przez bulwy dwutlenku węgla i ciepła w procesie oddychania. W drugiej fazie następuje gojenie zranień (zabliźnianie) i tworzenie skorkowaciałej perydermy. Są to procesy bardzo korzystne, gdyż sprzyjają one ograniczaniu nadmiernemu wydzielaniu wody z bulw i zapobiegają rozwojowi zgnilizn. Szybkość tych procesów zależy głównie od temperatury i odmiany. Zalecana temperatura - około 15°C - sprawia, że zabliźnianie uszkodzeń i korkowacenie skórki zachodzi szybko i skutecznie. Wyższe i niższe temperatury zdecydowanie wydłużają czas trwania tych korzystnych procesów. Długość fazy dojrzewania trwa przeciętnie 14 dni. Niewłaściwe postępowanie
z ziemniakami w tym czasie powoduje zawilgocenie bulw, zaparzenie i pleśnienie, wzmożone procesy oddychania i wydzielania wody, zahamowanie lub wydłużenie czasu korkowacenia skórki i zabliźnienia uszkodzeń mechanicznych. Tym niekorzystnym zmianom można zapobiec poprzez intensywną wentylację w pomieszczeniach przechowalniczych wyposażonych w urządzenia wentylacyjne a w kopcach tradycyjnych osuszyć bulwy przez wymianę mokrej słomy (po okryciu ziemią pozostawić odsłoniętą kalenicę na całej długości kopca). Należy unikać bezpośredniego okrywania pryzm ziemniaczanych folią, gdyż efekt będzie odwrotny – zamiast osuszenia, nastąpi skraplanie pary wodnej.

Etap II określany jest mianem schładzania gdyż po zakończeniu fazy dojrzewania, bulwy powinny być powoli schładzane do poziomu temperatury wymaganej w długotrwałym przechowywaniu. Obniżenie temperatury powinno być powolne (od 0,3 do 1°C w ciągu doby) do temperatury właściwej dla danego kierunku użytkowania. Wilgotność względna powietrza niezależnie od kierunku użytkowania powinna wynosić 95%.

Po zakończeniu okresu przygotowawczego, którego czas składowania wynosi około
4 tygodni, następuje okres długotrwałego przechowywania i zarazem stanowi III etap przechowywania. Czas jego trwania jest zróżnicowany i uzależniony od terminu zagospodarowania bulw ziemniaka. Temperaturę należy utrzymywać na poziomie uzyskanym w końcowym etapie schładzania, zgodnie z przeznaczeniem ziemniaków. Wilgotność względna powietrza niezależnie od kierunku użytkowania powinna wynosić 90-95%. Na wielkość strat i ubytków w tym etapie wpływa temperatura, wilgotność powietrza, czas magazynowania, a także uwarunkowania odmiany pod względem trwałości przechowalniczej.

Przygotowanie ziemniaków do ich użytkowania stanowi IV etap przechowywania. Optymalna temperatura i wilgotność powietrza, podobnie jak w poprzednim etapie zależy od kierunku użytkowania. Podwyższenie temperatury ma na celu zwiększenie odporności bulw na uszkodzenia i obicia w czasie rozładunku, sortowania oraz zmniejszenie zawartości cukrów redukujących w bulwach (rekondycjonowanie).

Plon ziemniaka przechowywany w piwnicach i kopcach wraz z nadejściem przedwiośnia i wyższych temperatur narażony jest na intensywne kiełkowanie. W okresie tym, w celu zminimalizowania strat biologicznych, zalecane jest stosowanie inhibitorów kiełkowania bulw czyli środków z grupy regulatorów wzrostu stosowanych bezpośrednio na magazynowane bulwy w formie aerozolowania czy zamgławiania lub przed zbiorem na rośliny.

Wymagania stawiane obiektom przechowalniczym i kontrola mikroklimatu

Metodyka Integrowanej Produkcja Ziemniaków opracowana przez Państwową Inspekcję Roślin i Nasiennictwa zaleca określone optymalne warunki przechowywania bulw ziemniaka w zależności od ich przeznaczenia. W tabeli nr 1 przedstawiono wymagane wartości temperatur i wilgotności względnej powietrza zależnie od etapu przechowywania
i kierunku użytkowania ziemniaków.

Tabela nr 1. Wymagana temperatura i wilgotność względna powietrza zależnie od etapu przechowywania i kierunku użytkowania ziemniaków.

Metodyka integrowanej produkcja ziemniaków wymaga aby teren, na którym mają być założone kopce był równy, suchy o przepuszczalnym podłożu. Na glebach zwięzłych trzeba zadbać o odprowadzenie wód opadowych. W celu równomiernego nagrzewania się kopca od słońca a także równomiernego schładzania wskazane jest usytuowanie kopców
w kierunku północ-południe. Przed usypywaniem pryzmy należy podłoże wyrównać na głębokość do 10 cm. Szerokość kopca powinna wynosić 180 cm. Po usypaniu pryzma wymaga wyrównania w formę trójkąta o wysokości 90 cm. Do pomiaru temperatury powinno się używać termometrów kopcowych lub włożyć rurkę z PCV z boku pryzmy na głębokość około 30 cm i do pomiaru temperatury wpuszczać zwykły termometr. Okrycie kopca składa się z dwóch warstw: jesiennej i zimowej. Okrycie jesienne zabezpiecza przed przymrozkami
i umożliwia łatwiejsze odprowadzenie ciepła i wilgoci w pierwszej fazie przechowywania. Kiedy temperatura w kopcu spadnie do 3°C i zamarznie ziemia okrywowa kopca, jest to najlepsza pora do okrywania zimowego. Okrywa ta składa się z dwóch warstw: słomy grubości 10-15 cm i ziemi grubości 15 cm. Na zimę kopiec powinien być obsypany ziemią całkowicie bez zostawiania wolnej kalenicy. Kontrola kopca powinna obejmować ocenę wizualną stanu bulw, szczególnie po okresie przechowywania trwającym około jednego miesiąca. Wiosenne odkrycie kopca i rozładunek dokonuje się wyłącznie w temperaturze powietrza powyżej 0°C. Okrywę zdejmuje się całkowicie tylko na długości odpowiadającej tej części kopca, która podlega rozładunkowi.

W gospodarstwach rolnych mogą występować piwnice wolnostojące jak również pod budynkami gospodarczymi. Wszystkie typy piwnic charakteryzują się tym, że wietrzenie pryzmy odbywa się metodą naturalną. Chłodne powietrze dostaje się nad pryzmą ziemniaków i od góry wnika w głąb pryzmy. Ze względu na to, że do piwnicy zasypywane są ziemniaki
o różnej frakcji i z dużą ilością ziemi, to warunki dla przepływu powietrza są ograniczone. Wymiana powietrza w pryzmie zachodzi na głębokość 100-120 cm. Zwiększenie intensywności wietrzenia możliwe jest przez umieszczenie podłogi ażurowej na posadzce piwnicy na wysokości 15 cm. Powietrze pod podłogę powinno zostać doprowadzone kanałem z zewnątrz piwnicy. Zwiększony przepływ powietrza przez ziemniaki umożliwia usypywanie większych pryzm do 150 cm wysokości oraz łatwiej osusza ziemniaki wilgotne zasypane do piwnicy. W piwnicy powinien być umieszczony termometr, który posłuży do podjęcia decyzji o zamknięciu wywietrzników, ewentualnego docieplenia otworów zasypowych oraz drzwi
w okresie silnych mrozów. Kontrola ziemniaków w piwnicy polega na pomiarze temperatury i obserwacji wierzchniej warstwy pryzmy ziemniaków.

Adaptacja budynku na przechowalnię ma na celu doprowadzenie budynku do takich cech jakie posiada przechowalnia technologiczna tj. wykonanie izolacji, systemu wentylacji oraz wyposażenie w maszyny do załadunku i rozładunku. W gospodarstwie rolnym budynkami które najlepiej nadają się do adaptacji na przechowalnie może być stodoła lub obora. Kontrola warunków przechowywania w przechowalniach gospodarczych i budynkach adaptowanych na przechowalnię jest zbliżona do zaleceń w nowoczesnych przechowalniach. Dodatkowo w małych przechowalniach gospodarczych można stosować przykrycie pryzmy ziemniaków słomą lub innym materiałem izolacyjnym, w celu zabezpieczenia wierzchu pryzmy przed wychłodzeniem i skropleniem wody, gdyż w mokrych ziemniakach intensywniej rozwijają się choroby.

Przechowalnia technologiczna powinna charakteryzować się niskimi kosztami budowy i eksploatacji jednocześnie zapewniając odpowiednie warunki do przechowywania ziemniaków. W dużej mierze zależy to od właściwej lokalizacji, sposobu składowania i od rozwiązań konstrukcyjnych budynku, materiałów zastosowanych do budowy oraz od rozwiązań systemu wentylacyjnego. Lokalizacja budynku powinna uwzględniać następujące elementy:

• dogodny dojazd lub wjazd do przechowalni,

• budynek nie powinien być usytuowany w zagłębieniu terenu, a podłoże powinno być

• suche i przepuszczalne,

• przechowalniach zagłębionych poziom wody musi być niżej o 1 m od poziomu posadzki,

• pomieszczenia składowe powinny być lokalizowane od strony północnej a sortownie od południowej,

• czerpanie powietrza najlepiej spełniają funkcję gdy są usytuowane od strony północnej i zachodniej.

Ziemniaki w przechowalni mogą być składowane luzem i w paletach skrzyniowych. Wysokość składowania luzem waha się w granicach 2 do 5 m. Nad pryzmą ziemniaków występuje wolna przestrzeń wys. 1-2 m służąca do ruchu powietrza podczas wietrzenia. Do składowania w paletach, w Polsce używa się palet skrzyniowych o wymiarach 1,2 x 0,8 x 1,0 m i pojemność 500 kg lub o wymiarach 1,8 x 1,2 x 1,0 i pojemności 1000 kg spiętrzanych na wysokość 3-6 palet. Pusta przestrzeń nad paletami powinna mieć wysokość około 1 m. Do utrzymania wymaganej temperatury i wilgotności w przechowalni stosowane są systemy wentylacji. Ponadto wentylacja może być wykorzystana do rozprowadzania środków przeciwko kiełkowaniu. Właściwe sterowanie systemem wietrzenia w dużej mierze decyduje o dobrym przechowywaniu. W zakres sterowania wchodzą głównie załączanie wentylatora
i otwieranie klap. Może to być dokonywane ręcznie, częściowo lub całkowicie zautomatyzowane. Głównymi czynnikami wpływającymi na ograniczenie strat
w przechowalniach i budynkach adaptowanych na przechowalnię (z systemem wentylacji mechanicznej) należą:

• dobór odmian o wysokiej trwałości przechowalniczej, zbiór dojrzałych bulw oraz przeznaczanie do przechowywania ziemniaków tylko ze zdrowych plantacji,

• zapobieganie uszkodzeniom mechanicznym podczas zbioru i przeładunku,

• szczególne przestrzeganie pierwszego okresu przechowywania (osuszania i gojenia bulw), zagwarantowanie wymaganej temperatury i wilgotności w przechowalni dla każdego etapu przechowywania,

• likwidowanie zawilgocenia ścian i sufitu stosując wentylację obiegową,

• zapobieganie kiełkowaniu przez utrzymywanie minimalnej dopuszczalnej temperatury dla danej odmiany i kierunku użytkowania,

• przeprowadzanie wentylacji przy wysokiej wilgotności powietrza zewnętrznego
  i ograniczanie czasu wentylacji do niezbędnego minimum, likwidacja pojawiających się ognisk gnilnych.

Zgodnie z wymogami systemu HACCP w trakcie pracy przechowalni należy wyznaczone krytyczne punkty kontroli poddać ścisłemu nadzorowi co do poprawności działania systemów sterujących wartościami temperatury i wilgotności. Według ustalonego harmonogramu dokonywać odczytów tychże wartości oraz sprawdzać ich zgodności z wartościami przyjętymi jako graniczne. Nieodzownym jest sporządzanie notatek z każdej przeprowadzonej inspekcji. Zakładając, że plon ziemniaków został przyjęty do przechowywania zgodnie z wyżej podanym wytycznymi a parametry klimatyczne komory przechowalniczej, określone w obowiązujących normach, nie zostały przekroczone można przyjąć, że założenia bezpieczeństwa produktu spożywczego a tym samym istota systemu HACCP zostały spełnione.

Po zakończeniu sezonu przechowalniczego przechowalnia i piwnica muszą być oczyszczone ze wszystkich ziemniaków zdrowych i chorych. Posadzka dokładnie zamieciona i umyta strumieniem wody. W przechowalni o składowaniu luzem dodatkowo powinny być umyte ściany stalowe, ceramiczne oraz drewniane. Miejsca, gdzie zgniłe ziemniaki zostawiły plamy na ścianach powinny być umyte sodą (5%) rozpuszczoną w ciepłej wodzie
i szczotkowane. W przechowalni o składowaniu w paletach po przechowywaniu palety są wystawione na zewnątrz, na które działają czynniki dezynfekujące, mróz i słońce. Natomiast palety pozostawione w przechowalni, szczególnie w których leżały zgniłe ziemniaki powinny zostać umyte i pozostawione do dezynfekcji całego obiektu. Po kilku dniach od oczyszczenia i umycia przechowalni powinna być przeprowadzona dezynfekcja. Ziemniaki odpadowe
z kopców i przechowalni powinny być wywożone do specjalnie do tego celu wykopanego dołu, następnie przesypane wapnem gaszonym lub niegaszonym i przykryte cienką warstwą ziemi. Dezynfekcja w przechowalni musi obejmować budynek i maszyny. Środki dezynfekujące mogą być stosowane w formie opryskiwania cieczą lub zamgławianiem. Po
2-3 dniach od zabiegu przechowalnia powinna być wywietrzona. Do dezynfekcji należy dobierać środki wg instrukcji zależnie od nasilenia poszczególnych mikroorganizmów. Szczególnie w przechowalni, w której jest prowadzony obrót różnymi odmianami i partiami ziemniaków, dezynfekcja powinna być wykonywana środkiem niszczącym bakteriozę pierścieniową.

Procesy fizjologiczno-biochemiczne zachodzące w przechowywanych bulwach ziemniaka prowadzą nie tylko do zmian ilościowych, ale również i jakościowych. Jakość ziemniaka jest związana ze składem chemicznym bulw, ale duży wpływ na nią wywiera odmiana, warunki w czasie wzrostu i przechowywania. Najbardziej pożądane są odmiany
o stabilnej zawartości suchej masy, o niskiej zawartości azotanów i glikoalkaloidów oraz charakteryzujące się małą skłonnością do nagromadzania cukrów. Wzrost zawartości cukrów w bulwach ziemniaka powoduje słodki posmak po ugotowaniu a w przetwórstwie spożywczym pogorszenie barwy produktów (brązowe przebarwienia). Problem pogorszenia jakości bulw jest szczególnie dotkliwy we wszystkich asortymentach ziemniaka jadalnego, zarówno przeznaczanego bezpośrednio do konsumpcji jak również kierowanego do przetwórstwa spożywczego. Te kierunki użytkowania wymagają wyższych temperatur przechowywania, celem utrzymania dobrej jakości w czasie całego okresu składowania. Przemysł przetwórczy wymaga przechowywania surowca ziemniaczanego przez długi okres do 9 miesięcy (do czerwca) w temperaturze 6-8°C, a nawet i wyższej, ze względu na konieczność utrzymania niskiej zawartości cukrów redukujących. Wymaganiom tym można sprostać jedynie, stosując ograniczanie kiełkowania bulw. W skiełkowanych bulwach następują niekorzystne przemiany prowadzące do: utraty turgoru, ubytków suchej masy
i skrobi, wzrostu zawartości cukrów, azotanów i glikoalkaloidów, zmniejszenia zawartości witaminy C i większej skłonności do ciemnienia miąższu.

Wnioski

1. Ze względu na procesy fizjologiczne i biochemiczne zachodzące w przechowywanej bulwie ziemniaka nie ma możliwości całkowitego wyeliminowania strat ilościowych
   i jakościowych plonu

2. Wdrożenie systemu HACCP na etapie przechowywania plonu ziemniaka może istotnie wpłynąć na polepszenie się jego cech jakościowych i ilościowych.

3. Analiza zagrożeń pozwoliła na wytypowanie kolejnych krytycznych punktów kontroli w procesie przechowywania: stan plonu przed przyjęciem go do przechowywania oraz utrzymanie zgodnych z normami wartości temperatur i wilgotności.