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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
t
Fabr
ik /
Lage
r
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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