Składniki antyodżywcze w bulwach

Bulwy ziemniaka, oprócz składników kształtujących wysoką ich jakość (witamin – głównie C, białka, błonnika, lipidów, składników mineralnych – K, Ca, Mg), zawierają także substancje niepożądane w żywieniu człowieka, tzw. substancje antyodżywcze. Jednymi z głównych składników antyodżywczych – mających wpływ na wartość żywieniową bulw ziemniaka są azotany i glikoalkaloidy.

Azotany są naturalnymi składnikami występującymi w bulwach ziemniaka. Ich obecność związana jest z przemianą azotu w aminokwasy i białko. Dopuszczalny poziom azotanów w bulwach wynosi 200 mg/kg świeżej masy bulw. Nadmiar związany jest najczęściej ze stosowaniem wysokich dawek nawożenia mineralnego azotem, co objawia się między innymi szybkim i intensywnym ciemnieniem miąższu bulw, szczególnie po ugotowaniu.
Toksyczność azotanów polega na tym, że mogą one ulegać redukcji do azotynów, zarówno w organizmie ludzkim pod wpływem flory bakteryjnej żołądka, jak i w środkach spożywczych podczas ich produkcji. Azotyny powodują przemianę hemoglobiny w methemoglobinę, czego następstwem jest zmniejszenie zaopatrzenia tkanek w tlen, co jest szczególnie niebezpieczne dla małych dzieci. Azotyny mogą także brać udział w powstawaniu rakotwórczych nitrozoamin. Stwierdzono jednak, że duża zawartość witaminy C w bulwach ziemniaka może niwelować w znacznym stopniu rakotwórcze działanie nitrozoamin, powstających z azotynów. Ziemniaki należą do grupy roślin nie wykazujących dużych predyspozycji do kumulowania azotanów w bulwach. Jak wynika z tabeli nr 1 wszystkie przebadane jadalne odmiany ziemniaka charakteryzowały się genetycznie uwarunkowaną niską (do 100 mg/kg św. masy bulw) lub średnią (od 100 do 200 mg/kg św. masy bulw) skłonnością do kumulowania azotanów w bulwach, ale niewłaściwa agrotechnika czy układ warunków pogodowych w latach uprawy mogą przyczynić się do nadmiernej ich zawartości w bulwach. Podwyższonym poziomem azotanów charakteryzują się częściej bulwy odmian bardzo wczesnych i wczesnych, niż odmian późniejszych. Ponadto obieranie bulw i ich obróbka kulinarna powodują redukcję azotanów od około 50 do 70%.
Z kolei glikoalkaloidy (głównie solanina i czekonina) stanowią jeden z elementów wieloskładnikowego mechanizmu odpornościowego roślin ziemniaka. Zwiększona kumulacja tych związków następuje w wyniku działania czynników stresowych typu uszkodzenia mechaniczne czy działanie światła. Na podstawie badań wykazano, że głównie od właściwości odmiany zależy wielkość syntezy glikoalkaloidów w bulwach i przyrost ten spowodowany uszkodzeniami mechanicznymi czy działaniem światła stanowić może średnio 95%. W praktyce oznacza to, że uszkodzenia mechaniczne i światło, na które narażone są bulwy ziemniaka podczas zbioru, transportu, sortowania i ekspozycji w sklepach mogą podwoić poziom glikoalkaloidów występujących w bulwach w chwili zbioru. Dlatego bardzo ważne jest, aby wszystkie zarejestrowane odmiany miały genetycznie uwarunkowaną niską zawartość tych związków w bulwach (najlepiej poniżej 50 mg/kg świeżej masy bulw). Dopuszczalna zawartość glikoalkaloidów niezależnie od odmiany wynosi do 200 mg/kg świeżej masy bulw, chociaż zawartość tych związków powyżej 100 mg/kg świeżej masy bulw pogarszać może już smak bulw.

Spożycie ziemniaków z nadmierną zawartością glikoalkaloidów może powodować uszkodzenia przewodu pokarmowego i układu nerwowego. Symptomami zatruć są: podrażnienie gardła i błon śluzowych, bóle brzucha, nudności, wymioty czy biegunka. Ilość glikoalkaloidów znacznie zmniejsza się po obraniu bulw, gdyż związki te są zlokalizowane głównie w zewnętrznej warstwie, którą stanowi skórka i miąższ bezpośrednio pod nią (do 3 mm). Gotowanie nie wpływa na zmniejszenie ich zawartości, ponieważ związki te są termostabilne, ulegają rozkładowi dopiero w temperaturze powyżej 250oC. Jak wynika z tabeli nr 2 zarejestrowane jadalne odmiany ziemniaka charakteryzują się w większości genetycznie uwarunkowaną niską i średnią kumulacją glikoalkaloidów w bulwach. Jednak w przypadku odmian wczesnych: Justa i Nora czy odmian z grupy średnio wczesnych: Asterix, Bartek, Finezja, Pirol, Romula, Roxana, Tajfun oraz późnych: Syrena i Medea należy odpowiednio zoptymalizować agrotechnikę ich uprawy, a po zbiorze zabezpieczyć odpowiednie warunki przechowywania bulw, aby zminimalizować działanie czynników stresowych mogących skutkować większą syntezą glikoalkaloidów w bulwach.

Nieprawidłowa agrotechnika uprawy czy przechowywania oraz przygotowania do spożycia mogą przyczynić się do znacznego wzrostu zawartość azotanów czy glikoalkaloidów w bulwach ziemniaka, co zagraża bezpieczeństwu ich spożycia oraz odpowiedniej wartość odżywczej i smakowej. Istnieje również pewna zależność tych związków od warunków pogodowych w okresie wegetacji roślin. Lata zimne, deszczowe i pochmurne sprzyjają zwiększonej kumulacji glikoalkaloidów w bulwach, natomiast w latach suchych i upalnych bulwy kumulują większe ilości zarówno glikoalkaloidów, jak i azotanów. Stąd do uprawy najlepiej wybierać odmiany o niskiej skłonności do kumulowania tych związków, a ponadto monitorować ich zawartość w bulwach.

Tabela 1. Podział jadalnych odmian ziemniaka uprawianych na glebie lekkiej* według skłonności do kumulacji azotanów (NO₃) w bulwach.

* – nawożenie organiczne: słoma + poplon ścierniskowy (gorczyca biała);

nawożenie mineralne: N – 100 kg/ha, P2O5 – 80 kg/ha, K2O – 120 kg/ha. 

Tabela 2. Podział jadalnych odmian ziemniaka uprawianych na glebie lekkiej* według skłonności do kumulacji glikoalkaloidów w bulwach.

* – nawożenie organiczne: słoma + poplon ścierniskowy (gorczyca biała);

nawożenie mineralne: N – 100 kg/ha, P2O5 – 80 kg/ha, K2O – 120 kg/ha.