Die Vermessung der Kartoffelflecken - Wissenschaftsjahr 2020/21 - Bioökonomie

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29.09.2020

Die Vermessung der Kartoffelflecken

Kurz & Knapp
  • Wenn Kartoffeln durch Druck von außen im Inneren beschädigt werden, löst das chemische Abwehrreaktionen aus, die zu schwarzen Flecken im Gewebe der Knollen führen.
  • Die schwarzen Flecken sehen nicht nur unappetitlich aus, sie fühlen sich auch anders an, schmecken anders und weisen veränderte Nährwerte auf, weshalb Lebensmittelhersteller sie gern vermeiden würden.
  • Ein Forschungsprojekt an der TU Braunschweig will vermessen, welche Belastungen bei Transport und Verarbeitung besonders problematisch sind und ein Vorhersagemodell entwickeln.

Die Bildung von schwarzen Stellen vorhersagen

Ein Team der Technischen Universität Braunschweig nimmt die Kartoffel unter die Lupe: Es geht um die Frage, wie mechanische Belastungen nach der Ernte – zum Beispiel während Transport und Verarbeitung – mit der Bildung schwarzer Flecken in der stärkehaltigen Knolle zusammenhängen und wie diese minimiert werden können. Denn die Flecken schmecken komisch und haben auch weniger Nährwert.

Kartoffeln sind als Nahrungsmittel nicht nur in Deutschland gefragt. Weniger beliebt sind die schwarzen Flecken, die manche der Knollen aufweisen, sowohl als frisches Gemüse als auch in verarbeiteter Form wie Pommes frites. Ursache für diese Stellen, an denen neben der Farbe auch Textur, Geschmack und Nährwert verändert sind, sind chemische Abwehrreaktionen der Kartoffel, mit der diese auf mechanische Schäden antwortet.

Ein Forschungsteam der TU Braunschweig wird im kommenden Jahr ein Verbundprojekt starten, um zu untersuchen, wie Ernte und Verarbeitung der Kartoffeln mit diesen mechanischen Schäden und den schwarzen Flecken zusammenhängen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Projekt mit rund 500.000 Euro über eine Laufzeit von drei Jahren.

Belastungsschäden modellieren

„In unserem Verbundprojekt entwickeln wir ein neuartiges physikalisches Modell, mit dem sich Anzahl und Schwere innerer Kartoffelbeschädigungen vorhersagen lassen und der Zeitverlauf der Verfärbung bestimmen lässt“, erläutert Markus Böl, Leiter des Instituts für Festkörpermechanik, das Vorhaben.

Ludger Frerichs, Leiter des Instituts für mobile Maschinen und Nutzfahrzeuge, ergänzt: „Mithilfe des Modells wollen wir herausfinden, welche Prozessschritte in der Erntekette kritisch sind und Beschädigungen im Innern der Kartoffelknolle verursachen.“ In einem Modell sollen die elastischen, viskosen und plastischen Verformungen der Kartoffel nachgebildet werden, um das Modell dann mit Daten aus Materialversuchen zu füttern.

Verarbeitungsschritte optimieren

So sollen die Zusammenhänge zwischen bestimmten Belastungen auf die Knolle und möglichen inneren Beschädigungen vorhersagbar werden. So ließen sich Verarbeitungsschritte optimieren, damit möglichst wenig verletztes Gewebe entsteht. Dabei spielt auch eine Rolle, wie intensiv die Schäden und Verfärbungen ausfallen und wie häufig sie auftreten.

Neben zahlreichen Einzelexperimenten mit den Knollen soll die Studie zudem erfassen, ob und wie mechanische Belastungen auch zu dauerhaften Verformungen der Kartoffeln führen. Damit die Analysen der Knollen wirklich aussagekräftig sind, muss das Forschungsteam zunächst vom Labor aufs Feld: Alle Knollen werden von Hand aufgelesen, um auszuschließen, dass die Versuchsobjekte schon Vorschädigungen aufweisen.