Jorge Luis AlonsoG.
Specialista in Agricultural Insights: tradurre dati complessi in strategie attuabili per i professionisti del settore agricolo43 articoli Già segui13 settembre 2023Apri reader immersivo
L’Università dello Yunnan , l’Università del Guangxi e l’Università Abdul Wali Khan hanno collaborato a uno studio che esaminava i cambiamenti di nutrienti ed enzimi in tre varietà di patate durante la dormienza. La ricerca mirava a chiarire la relazione tra caratteristiche fisiologiche e dormienza delle patate. Ecco un riassunto dei loro risultati.
di Jorge Luis Alonso con ChatGPT-4
Punti chiave
- La patata fu coltivata per la prima volta in Sud America più di 8.000 anni fa ed è oggi il terzo alimento più prodotto al mondo, con la Cina in testa alla produzione.
- Esistono oltre 4.500 varietà di patate che possono rimanere inattive per 30-150 giorni durante l’inverno, il che è fondamentale per la conservazione post-raccolta.
- Le sfide legate alla dormienza delle patate includono l’accumulo di tossine e il degrado della qualità, con una perdita fino al 20% durante lo stoccaggio.
- Il ciclo vitale del tubero di patata comprende iniziazione, ingrandimento, dormienza e germogliazione; la dormienza è influenzata da fattori fisiologici e ambientali nonché dagli ormoni vegetali.
- La germinazione durante la conservazione degrada la qualità delle patate, rendendole immangiabili, e ha portato a standard di qualità stabiliti da organizzazioni come il Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti.
- Le tre principali categorie di dormienza sono relativa, fisiologica e ambientale. Ogni categoria ha tre fasi: inizio, mantenimento e terminazione o germogliazione.
- I cambiamenti dell’amido nelle patate durante la conservazione influiscono sulla qualità; l’amido si degrada nel tempo e si converte in zuccheri o altri composti.
- La varietà di patate SDV ha mostrato una maggiore variazione nel metabolismo dello zucchero rispetto ad altre varietà, indicando una maggiore attività enzimatica, probabilmente correlata alla fine della dormienza.
- Tre varietà di patate hanno mostrato modelli unici nel contenuto di zucchero, nelle attività enzimatiche e nel contenuto proteico durante la conservazione. Contrariamente alla ricerca precedente, il contenuto proteico variava durante la dormienza.
- La ricerca futura dovrebbe indagare in che modo i diversi ambienti di conservazione influenzano la dormienza delle patate, dati i cambiamenti osservati negli indici metabolici.
introduzione
La patata ( Solanum tuberosum L. ), appartenente alla famiglia delle solanacee (Solanaceae), ha radici antiche in Sud America, dove fu coltivata per la prima volta oltre 8.000 anni fa. Oggi è il terzo alimento più prodotto al mondo dopo mais e riso, con una resa notevole di 359 milioni di tonnellate nel 2019. È interessante notare che la Cina è il principale produttore di patate, rappresentando circa il 5% della produzione globale.
Con oltre 4.500 varietà disponibili, le patate arricchiscono i piatti di oltre un miliardo di persone. Una caratteristica notevole delle patate è la loro capacità di rimanere in letargo durante l’inverno. Questa dormienza, che dura dai 30 ai 150 giorni a seconda della varietà e delle condizioni di conservazione, è fondamentale per lo stoccaggio post-raccolta per garantire una fornitura costante per soddisfare la domanda.
Tuttavia, questo stato dormiente non è privo di sfide. Sebbene siano disponibili trattamenti per prolungare la durata di conservazione, essi comportano problemi di sicurezza ambientale e alimentare. Le patate immagazzinate possono perdere fino al 20% a causa di problemi legati alla dormienza, come l’accumulo di tossine e il degrado della qualità.
Dormienza delle patate: crescita, germogliazione e ricerca di uno stoccaggio sostenibile
Il ciclo di vita di un tubero di patata comprende quattro fasi principali: iniziazione, ingrandimento, dormienza e germogliazione. La dormienza è di particolare interesse perché rappresenta una cessazione temporanea della crescita visibile nelle strutture vegetali che possiedono un meristema. Diversi fattori, sia fisiologici che ambientali, influenzano la dormienza dei tuberi e la successiva germogliazione. Inoltre, specifici ormoni vegetali intervengono nella regolazione di questi complessi processi.
Vale la pena notare che la germinazione durante la conservazione può rendere le patate inadatte al consumo rendendole morbide, avvizzite e tossiche. Di conseguenza, organizzazioni come il Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti hanno stabilito standard di qualità per la germogliazione.
Nel campo della ricerca, la dormienza delle patate è in gran parte controllata da elementi fisiologici intrinseci durante la conservazione. Sebbene la ricerca abbia identificato una serie di nutrienti ed enzimi che variano durante questo periodo di dormienza, una comprensione definitiva dei loro effetti rimane sfuggente. Studi recenti, come questo, stanno studiando questi cambiamenti in tre varietà di patate. L’obiettivo finale è migliorare la comprensione della dormienza delle patate e far luce sulle strategie di conservazione sostenibili a lungo termine.
Dormienza delle patate: fasi, influenze e impatti sulla qualità
La dormienza della patata può essere suddivisa in tre categorie principali: dormienza relativa, dormienza fisiologica e dormienza ambientale. Ognuna di queste categorie ha tre fasi: inizio, mantenimento e terminazione o germogliazione. Tuttavia, distinguere tra queste fasi può essere difficile a causa della mancanza di chiari indicatori fisiologici. Mentre sia la dormienza relativa che quella ambientale sono influenzate da fattori esterni, la dormienza fisiologica è molto più difficile da invertire.
In genere, la dormienza dei tuberi di patata inizia al momento del raccolto e continua fino a quando la gemma superiore inizia ad emergere. Durante questo periodo, i tuberi mantengono determinate funzioni metaboliche e non inizieranno a germogliare fino al termine della dormienza, in modo naturale o mediante intervento artificiale.
L’amido, il principale deposito di carbonio nelle patate, subisce cambiamenti che possono influire sulla qualità delle patate. Gli studi hanno mostrato differenze nelle attività legate all’amido tra tre specifiche varietà di patate durante la conservazione. Come osservazione generale, l’amido si degrada nel tempo durante la conservazione e viene convertito in zuccheri o altri composti. Questo processo può far restringere e raggrinzire le patate. Va notato che un aumento del contenuto ridotto di zucchero a temperature più fredde può ridurre la qualità delle patate conservate.
In particolare, la varietà denominata SDV ha mostrato maggiori fluttuazioni nell’attività del metabolismo degli zuccheri rispetto alle altre due. Questo cambiamento, soprattutto nella saccarificazione dell’amido, potrebbe essere correlato all’aumento dell’attività enzimatica durante la conservazione. Tale attività potrebbe essere messa in relazione con la fine della dormienza e l’inizio del germogliamento.
Inoltre, le tre cultivar di patate hanno mostrato modelli unici nella riduzione del contenuto di zucchero, degli enzimi legati alla saccarificazione e delle attività di pectinasi e cellulasi. Questi risultati suggeriscono il loro potenziale coinvolgimento nel mantenimento della dormienza e nelle relative funzioni metaboliche. È interessante notare che sono state osservate variazioni nel contenuto proteico durante la conservazione, contraddicendo studi precedenti che suggerivano che il contenuto proteico rimane abbastanza costante durante la dormienza.
Conclusione
Lo studio degli indici metabolici durante la conservazione delle patate fornisce informazioni sulle variazioni dei livelli di amido e zucchero nel tempo. Nella varietà a dormienza lunga (LDV), questi indici sono rimasti relativamente stabili durante tutto il periodo di conservazione. Al contrario, la varietà di dormienza breve (SDV) ha mostrato variazioni significative.
Tra i risultati significativi c’erano
- In LDV è stato osservato un aumento del contenuto di amido prima dell’inizio della germinazione.
- I cambiamenti nell’attività dell’amido sintasi durante la conservazione potrebbero potenzialmente interrompere la dormienza.
- La riduzione più pronunciata del contenuto di zuccheri si è verificata principalmente durante la dormienza iniziale.
- Anche il contenuto di pectina e proteine è diminuito principalmente durante questo primo periodo.
- Diverse cultivar hanno risposto in modo diverso: YunSu 306 (SDV) ha mostrato livelli aumentati di saccarosio, zuccheri riducenti e cellulosa. Nel frattempo, YunSu 108 (LDV) ha mostrato aumenti di proteine, saccarosio sintasi e amido, e YunSu 304 (MDV) ha mostrato un aumento di amido sintasi solubile.
Alla luce di questi risultati, i futuri sforzi di ricerca dovrebbero affrontare il modo in cui i cambiamenti degli ambienti di conservazione possono influenzare la dormienza delle patate, soprattutto alla luce dei cambiamenti osservati negli indici metabolici.
Fonte: Liu H, Li J, Zhou D, Cai W, Rehman M, Feng Y, Kong Y, Liu X, Fahad S, Deng G. 2023. Impatto dei periodi di dormienza su alcuni indici fisiologici e biochimici dei tuberi di patata. PeerJ 11:e15923 https://doi.org/10.7717/peerj.15923
Termini tecnici
- Solanacee — La famiglia di piante a cui appartengono le patate, note anche come solanacee.
- Meristema : tessuto vegetale costituito da cellule indifferenziate in grado di indurre una nuova crescita.
- Dormienza ambientale – Uno stato dormiente nelle piante innescato da condizioni esterne.
- Dormienza relativa : un tipo di dormienza influenzato da fattori sia interni che esterni.
- Dormienza fisiologica — Dormienza determinata dallo stato interno della pianta.
- Saccarificazione : processo di scomposizione dei carboidrati complessi in zuccheri semplici.
- Pectinasi – Un enzima che scompone la pectina, un componente delle pareti cellulari delle piante.
- Cellulasi – Un enzima che scompone la cellulosa, un componente primario delle pareti cellulari delle piante.
- Funzioni metaboliche : processi biochimici che avvengono all’interno di un organismo vivente per mantenere la vita.
- Attività enzimatica : la velocità con cui un enzima catalizza una reazione specifica.
- Elementi fisiologici intrinseci — Fattori interni inerenti alla pianta che influenzano le sue funzioni.
- Indici metabolici : misurazioni relative ai processi chimici negli organismi necessari per il mantenimento della vita.
- Amido sintasi — Un enzima che svolge un ruolo nella sintesi delle molecole di amido.
- Saccarosio sintasi — Un enzima coinvolto nel metabolismo dello zucchero nelle piante.
- Amido solubile sintasi — Un enzima coinvolto nella sintesi delle forme solubili di amido nelle piante.
- https://www.linkedin.com/pulse/impact-dormancy-periods-some-physiological-indices-alonso-g-/?trackingId=vm3D4rsMRSm%2F0B5Lq7OdJQ%3D%3D
