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Kartoffelerzeugnisse

Vorlesung TUM / WS Vorlesung TUM / WS 2010/20112010/2011Teil 1Teil 1

KartoffelerzeugnisseKartoffelerzeugnisse

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Ursprung und Historie► Urheimat der europäisch-nordamerikanischen Kulturkartoffel und

zugleich ihr Genzentrum ist der Raum von Peru und Bolivien►Subspecies Solanum tuberosum andigenum

► Nutzung sls Nahrungsmittel bereits vor ca. 8000 Jahren

► 600 – 900 v.Chr. in Kultur genommen► Umgebung des Titicacasees

► Um 1555 gelangten die ersten rotschaligen Kartoffeln aus denperuanischen Anden nach Spanien► Erster aktenkundiger Nachweis 1573

► Eintragung in das Einkaufsbuch des Hospitals von Sevilla

► 1588 wurden die ersten Kartofffeln in Irland gepflanzt► Sie stammten aus Chile► 1845 und Fologejahre nationale Katastrophe durch Kraut- und

Knollenfäule (Phytophtora infestans)

► Erste Erwähnung in Deutschland im Jahre 1588 durch den BotanikerClausius► Zunächst als Garten und Zierpflanze angebaut

► 1682 bereits von Elsholtz als nährende Speise genannt

► Starke Förderung des Kartoffelanbaues durch Friedrich II (nach1750)

► Friedrich II, der Große, König von Preußen, „Alter Fritz“► 1712 -1786, König ab 1740

► Stetig steigender Anbau bis Mitte des 20. Jahrhunderts

► Seit Anfang der sechziger Jahre des 20. Jahrhunderts stark rückläufiger Anbauumfang

► 1613 Einfuhr der Kartoffeln von Europa nach Nordamerika

► Um 1650 gelangte die Kartoffel nach China

► Zar Peter I (1672 – 1725) brachte Kartoffel nach Russland.

► 1990 wurde etwa ein Drittel der Weltjahresernte in Russlanderzeugt.

► Nach 1760 fand durch Parmentier der Kartoffelanbau auch in Frankreich Eingang.

► Heute findet der Kartoffelanbau auf allen Erdteilen statt, die Acker-bau betreiben, eine führende Stellung nimmt dabei Europa ein

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Kartoffelerzeugnisse

Stoffübersicht● Historie● Rohstoff Kartoffel● Rohstoffvorbereitung● Kartoffelerzeugnisse

● Trockenprodukte● Frittier- / Bratprodukte● Tiefgefrierprodukte● Nassprodukte

● Sterilisierte Produkte● Gekühlte Produkte

● Wirtschaftliche Bedeutung

Literatur● Talburt/Smith Potato Processing

4. Auflage, AVI Book, New York 1987(796 Seiten, in Englisch)

● Putz Züchtung – Anbau – VerwertungBehr‘s Verlag, Hamburg 1989, (263 Seiten)

● Adler Kartoffeln und KartoffelerzeugnisseVerlag Paul Parey 1971, (208 Seiten)

● Woolfe Die Kartoffel in der menschlichen ErnährungBehr‘s Verlag, Hamburg 1995 (184 Seiten)

● Schuhmann Die Erzeugung von Kartoffeln zur industriel-(Herausgeber) len Verarbeitung

Buchedition Agrimedia GmbH, Bergen, 1999

● Patentliteratur Internationale PatentklassifikationSektion A, B, C, F

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VERWENDUNG VON KARTOFFELN

PFLANZKARTOFFELN

SPEISEKARTOFFELN

FUTTERKARTOFFELN

VEREDELUNGSKARTOFFELN

TROCKENPRODUKTE

FRITTIER- / BRATPRODUKTE

NASSPRODUKTE

STERILISIERT

TIEFGEFRIERPRODUKTE

GEKÜHLT

STÄRKEKARTOFFELN

GeschälteKartoffel

Hitze-sterilisiertegeschälteKartoffel

Hitze-sterilisierte

Rösti

Hitze-sterilisierte

Brat-Kartoffel

Kartoffel-salat

Nassprodukte

Verwendung von Veredelungskartoffeln

Kartoffel-chips

Kartoffel-sticks

Kartoffel-gebäck

Kartoffel-puffer

FrischevorfrittierteKartoffel-streifen

Pommesfrites

Frittier- und Bratprodukte

GekochteKartoffel

Kartoffel-puffer

Pommesfrites

Kartoffel-klöße

Kartoffel-rösti

Kartoffel-kroketten

Brat-kartoffel

PommesParisiennes

SonstigeTiefkühl-produkte

TrockenprodukteTiefgefrierprodukte

Trockenspei-sekartoffel

Kartoffel-püree

Kartoffel-granulat

Kartoffel-reibsel

Kartoffel-quellmehl

Kartoffel-würfel

-streifen-scheiben

Kloßmehlhalb&halb

Rösti-mischungen

Bratkar-toffelmi-

schungen

Kartoffel-flocken

Kloßmehl“gekocht“

Kroketten-pulver

PommesFites

Pulver

Kartoffel-suppe

Kloßmehl“roh“

Puffer-mischungen

Kartoffel-walzmehl

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Rohstoff Kartoffel● Botanik und Morphologie● Inhaltsstoffe● Sorten und Eigenschaften● Züchtung ● Rohstoffanforderungen● Anbau und Anbauverträge● Qualitätsbeurteilung● Transport und Lagerung

Systematik

Solanum tuberosum L. (Linné)

► Abteilung Samenpflanzen (Spermatophytae)

► Unterabteilung Bedecktsamer (Angiospermae)

► Klasse Zweikeimblättler (Dicotyledones)

► Ordnung Nachtschattenpflanzen (Solanales)

► Familie Nachtschattengewächse (Solanaceae)

► Gattung Nachtschatten (Solanum)

► Art Solanum tuberosum L. (Kartoffel)

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Botanik und Morphologie der Kartoffel

► Die Kartoffelpflanze ist eine Staude► meist mehrstängelig

► Verschiedene Staudentypen► Blatttyp

► Überwiegend geschlossene Blattfläche ► Stängeltyp

► offener, etagenförmiger Blattaufbau► Viele sortenbedingte Übergänge► Die oberirdisch ausgebildete Frucht der Kartoffel ist eine mit Samen

gefüllte fleischige Beere► ca. 50 – 150 Samen► Die Keimfähigkeit kann 10 – 15 Jahre andauern

► Sortenbedingt unterschiedliche Vegetationszeiten► 70 – 170 Tage► Grundlage für Sorteneinteilung in Reifegruppen

► sehr früh reifend bis sehr spät reifend► Die Kartoffelknolle ist eine Endverdickung unterirdischer Seitenzweige,

den Stolonen, die sortenabhängig unterschiedlich lang sein können► Kurze Stolonen sind für die mechanisierten Erntearbeiten von Vorteil

►enge und gleichmäßige Knollenlage► Blattflächenindex

► Blattfläche je Flächeneinheit Boden

Kartoffelvermehrung

► Generativ► geschlechtlich, aus Samen

► Züchtung neuer Sorten

► Bestäubung

► überwiegend Selbstbestäubung

► selten Fremdbestäubung

► Vegetativ► ungeschlechtlich, aus den Knollen

► Kartoffelanbau► Erhaltungszucht

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Kartoffelzellen

► Größe

► sortenabhängig► ca. 0,100 – 0,350 mm► Zellen in der Rindenschicht sind kleiner als Zellen im Mark

► Zellenaufbau

► Zellwand

► Innenseite besteht größtenteils aus Zellulose► weiter außen sind zwischen Zellulosefibrillen auch noch

Pektine, Hemizellulosen und Proteine eingelagert► Außenseite besteht hauptsächlich aus Calziumpektinat

► Zellinhalt

► Grundplasma► Zellkern► Mitochondrien► Leukoplasten► Vakuole

Inhaltsstoffe der Kartoffel Mittelwert Schwankungsbreite Wasser 74 % 70 – 85 % Trockenmasse 26 % 15 – 30 % Stärke 17,0 % 10,0 – 24,0 % Zucker 0,6 % 0,2 – 1,0 % Dextrine, Pentosane, Pektine 2,9 % 2,0 – 3,6 % Eiweiß 2,1 % 1,4 – 2,8 % Fette 0,2 % 0,1 – 0,3 % Rohfaser 2,1 % 1,7 – 2,3 % Mineralstoffe 1,1 % 0,6 – 1,3 % Die Kartoffelknolle ist ein biologisch aktives Gebilde, in dem ständig Stoff- wechselvorgänge ablaufen. Diese Vorgänge haben auch Einfluss auf Lagerung und Verarbeitung.

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Vitamine in 100 g essbarem Anteil von Kartoffeln

Löslichkeit Bezeichnung Mittlerer Gehalt

Wasserlösliche Vitamine B1 Thiamin 110 µgB2 Riboflavin 45 µgB6 Pyridoxin 210 µgB3/5 Pantothensäure 400 µgPP Niacin 1220 µgB9 Folsäure 7 µgC Ascorbinsäure 17000 µg

7 mg

Fettlösliche Vitamine PrV.A Carotin 10 µg E Tokopherol 60 µgK 50 µg

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Einteilung der Kartoffelsorten

► Speisesorten► Wirtschaftssorten

Unterscheidungsmerkmale

► Reifegruppen► Kochtyp► Knollenform► Augenlage► Fleischfarbe ► Schalenfarbe

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Reifegruppen► I sehr früh

► sehr früh► sehr früh bis früh

► II früh

► III mittelfrüh

► früh bis mittelfrüh► mittelfrüh

► IV mittelspät bis sehr spät

► mittelfrüh bis spät► spät► spät bis sehr spät► sehr spät

Kochtyp

► festkochend

► vorwiegend festkochend

► mehligkochend

Knollenform

► rund

► rundoval

► oval

► langoval

► lang

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Kartoffelzüchtung

► Aufgaben

► Erhaltungszüchtung► Erhaltung des genetischen

Materials

► Neuzüchtung► Erfüllung der Verbraucher-

und Verarbeitungsansprüche

Bundessortenamt► Sortenprüfung und -zulassung

► unterscheidbar► homogen► beständig► landeskultureller Wert► eintragbare Sortenbezeichnung► Registerprüfung► Wertprüfung

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Regelungen im KartoffelhandelPflanzgutvermehrung► Deutsches Saatgutverkehrsgesetz

► Pflanzkartoffelverordnung► Pflanzenbeschauverordnung► Kartoffelschutzverordnung► Landesverordnungen► EU Pflanzenpassregelung

Kartoffelanbau► Bestimmungen des Kartoffelhandels► Deutsche Kartoffelgeschäftsbedingungen

► Berliner Vereinbarungen► RUCIP (für EU / Régles et Usages du Commerce

Intereuropéen des Pommes de Terre)

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Qualitätsmerkmale für Veredelungskartoffeln

Kartoffeln zur Herstellung von Veredelungsprodukten für die menschliche Ernährung müssen zum Zeitpunkt des Empfanges folgende Qualitätsmerkmale aufweisen:

1) sortenecht, sortenrein, gesund, ganz, sauber, fest2) frei von a) Kartoffelkrebs (Synchitrium endobioticum), Bakterienringfäule

(Corynebacterium sepedonicum), Schleimkrankheit (Pseudomonassolanacearum),

b) fremdem Geruch und Geschmack, Keimen über 2 mm Länge,abnormer äußerer Feuchtigkeit, Rückständen von Pflanzenschutz-mitteln und anderen Chemikalien, die gesetzlich nicht zugelassen sind,

c) fremden Bestandteilen, schweren Beschädigungen, stark ergrüntenund missgestalteten Knollen, Schorf, Eisenfleckigkeit, starker Stip-pigkeit und starker Pfropfenbildung, starker Glasigkeit, Hohlherzig-keit, Schwarzherzigkeit, starker Schwarzfleckigkeit, Nassfäule, Trockenfäule, Braunfäule, Frostschäden, Hitzeschäden, Schäden durch Salze oder Chemikalien, fremden Sorten, Größenabweichun-gen.

Kartoffeln, die ab 1. Oktober verladen werden, müssen außerdem schalenfest sein.Sie dürfen nicht durch ein Quadratmaß fallen, dessen innere Seitenlänge minde-stens 30 mm beträgt.Größenabweichungen dürfen nicht über 5 mm hinausgehen.

Kontrollierter Anbau am Beispiel Pfanni► Lieferung nach Mengen, Sorten und Lieferterminen► Preis in Abhängigkeit von Stärkegehalt, Qualität und Liefertermin► Lagertemperatur der bei den Landwirten eingelagerten Kartoffeln

► Verträge mit ausgewählten Landwirten► Verpflichtung zur Einhaltung einer Fruchtfolge► Einsatz von amtlich anerkanntem Saatgut► Düngung nach spezifischem Bedarf der jeweiligen Kartoffelsorte

auf der Basis von Bodenanalysen► Verbot der Klärschlammausbringung► Verpflichtung der Landwirte zur Führung einer Schlagkartei► Betreuung der Vertragslandwirte durch firmeninterne Fachberater

und durch Vortragsveranstaltungen mit Fachvorträgen auch ex-terner Experten

► Kontrolle der Vertragslandwirte auf Einhaltung der fabrikseitigenEmpfehlungen und Vorgaben durch firmeneigene Mitarbeiter undneutrale Institute, wie z.B.► Bodenanalysen► Untersuchung der Kartoffeln auf

► Nitratgehalt► Schwermetallgehalte► Rückstände von Pflanzenschutzmitteln

► Mitteilung der Analysenergebnisse an die Vertragslandwirte► Überprüfung der Eintragungen in die Schlagkartei► Pflichtbezug der Fachzeitschrift Kartoffelbau

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9. Anteil fremder Sorten10. Größenabweichungen bis zu 5 mm

a) Untermaßb) Übermaß

159Gesamttoleranz 2 – 8

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2. Schwere Beschädigungen3. Stark ergrünte und missgestaltete Knollen4. Eisenfleckigkeit, starke Stippigkeit, starke

Pfropfenbildung5. Starke Glasigkeit6. Hohlherzigkeit, Schwarzherzigkeit, starke

Schwarzfleckigkeit7. Schorfbefall (Oberflächenschorf, Tiefschorf)8. Naßfäule, Trockenfäule, Braunfäule, Frost-

Schäden, Hitzeschäden, Schäden durch Salze oder Chemikalien)

421. Fremde Beatandteile (Erde, Mietenstroh,Fremdkörper, lose Keime u.a.)

Art der Mängel

Weigerungüber Gew.%

Toleranz inGew.%

Mängeltabelle für Veredelungskartoffeln

Verfärbungsreaktionen der Kartoffel / Kartoffelprodukte ● Rohbreiverfärbung

● Enzymatisch katalysierte Oxidation von phenolischen Substanzen

● Tyrosin, Chlorogensäure, Kaffeesäure, Anthocyanidine, Flavone u.a.m. ● tritt nur nur in rohem Kartoffelgewebe auf ● Bildung brauner, blaugrauer bis schwarzer Verfärbungen (Melanine) ● Intensität der Verfärbungen ist sortenabhängig unterschiedlich ● Auslösung auch durch mechanische Belastung (Stoß, Schneiden, Reiben) ● Blaufleckigkeit / Schwarzfleckigkeit

● Kochdunklung

● Bildung blaugrauer bis schwarzer Verfärbungen beim Kochen

● Gesamtphenole, Chlorogensäure, Kaffeesäure, Eisen, Zitronensäure, Orthophophorsäure ● vermutlich Bildung eines dunkel gefärbten Chlorogensäure-Eisen-Komplexes (Chelat) ● zunächst farblos (FeII) später Verfärbung duch Oxidation (FeIII) ● pH-Wert-abhängig

● Nichtenzymatische Bräunung (Maillard-Reaktion)

● Bildung brauner Verbindungen

● Reduzierende Zucker, Aminosäuren, Peptide ● beim Backen, Braten, Rösten ● bei der Lagerung von Trockenprodukten ● abhängig von Temperatur, Wasseraktivität und Zeit

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Verarbeitungs- und qualitätsrelevante Inhaltsstoffe der Kartoffel Inhaltsstoffe Wirkung ● Kohlenhydrate ● Stärke Trockenmassegehalt, Ausbeute, Quellverhalten, Rehydratations-

vermögen, Energieinhalt ● Reduzierende Zucker Nichtenzymatische Bräunung (Maillard-Reaktion), Energieinhalt ● Ballaststoffe Verdauung, Stoffwechsel (Zellulose, Pektin, Hemi- zellulose, Lignin, RS) ● Eiweiß und Aminosäuren Enzymatische Reaktionen ● Rohbreiverfärbung / Polyphenoloxydase ● Pektindemethylierung / Zellwandstabilisierung / PME Ernährung

● Aminosäurenspektrum ● Fette Oxidativer Verderb ● hoch ungesättigte Fettsäuren Ernährung ● essentielle Fettsäuren ● Mineralstoffe Ernährung ● Wichtiger Lieferant für Kalium und Magnesium ● Vitamine Ernährungsphysiologie ● Bedeutender Lieferant für Vitamin C ● Organische Säuren Sensorische Qualität (Chlorogensäure , ● Kochdunklung Kaffeesäure)

Tarawaage

Probennahme

Bru

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aage

Entla

dung

Waage

Wäsche 1

Wäsche 2

TS-Waage 1

TS-Waage 2

Schneiden Mängelwaage

PC

- Lieferant- Sorte - Liefermenge- Stärkegehalt- Mängelliste- Abzüge- Abrechnung

Wäsche Qualitätskontrolle Datenerfassung

Lief

eran

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Fabr

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Lage

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Eingangskontrolle der Frischkartoffel

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Lagerungsphasen

► Abtrocknen► Verminderung des Nassfäulerisikos

► Wundheilung► Verkorkung von Verletzungen

► Abkühlung► 0,3 °C täglich bis zur Lagertemperatur

► Erhaltungsphase► Warmlagerung 7 °C – 9 °C► Kaltlagerung 3 °C – 5 °C

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Physiologie der Kartoffel während der Lagerung

► Atmung (Respiration)► Gewinnung von Energie für den Ablauf von Lebensvorgängen► Umwandlung von Zuckern in Wasser und Kohlendioxid unter

Freisetzung von Wärme► Zucker werden aus Stärke gebildet

► Verdunstung (Transpiration)► Wasserabgabe in Abhängigkeit von der Umgebungsfeuchte► Beeinflussung des Turgors

► Wundheilung

► Fähigkeit der Kartoffelknollen, auf mechanische Verletzungen der Knollenoberfläche durch Bildung eines neuen Periderms zu reagieren► Verkorkung von Verletzungen

► Schutz vor Austrocknung (Verkorkung)► Verhinderung von Infektionen

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