Beitrag zur Ermittlung der biochemischen Ursachen der Schwarzfleckigkeit bei Kartoffeln

Abstract

Die Schwarzfleckigkeit beruht auf einer mechanischen Belastung der Kartoffel und gilt als eine der bedeutendsten inneren Qualitätsmängel der Kartoffel. Problematisch dabei ist, dass dieser Mangel, die Verfärbungsreaktion, erst ein bis zwei Tage nach der mechanischen Einwirkung einsetzt und für den Landwirt, die abnehmende Hand und den Verbraucher von außen nicht sichtbar ist. Schwarzfleckigkeit ist eine auf vielen Faktoren beruhende Verfärbungsreaktion. Dazu gehören neben Anbau und Lagerungsbedingungen auch anatomische und physiologische Ein-flussfaktoren. Die Schwarzfleckigkeit wird nicht durch ein Pathogen hervorgerufen, sondern es handelt sich vielmehr um eine physiologische Veränderung innerhalb der Knolle. Normalerweise sind die Reaktionspartner für die schwarzfleckigkeitsauslösende, enzymatische Reaktion in von einander getrennten Zellorganellen lokalisiert (Cobb, 1999). Eine äußere mechanische Belastung kann jedoch eine Beschädigung der Zellwände und -membranen im Inneren der Kartoffelknolle hervorrufen, wodurch diese für Sauerstoff durchlässig werden und die subzelluläre Integrität abnimmt. Bricht die Tonopastmembran auf, können die phenolischen Verbindungen aus der Vakuole austreten und mit dem Enzym Polyphenoloxidase (PPO) aus den Vesikeln im Inneren der Amyloplasten reagieren, wodurch die Verfärbungsreaktion startet (Olaja, 1995). In Anwesenheit von molekularem Sauerstoff kommt es zu einer Oxidation von Monophenolen oder o-Diphenolen zu konjugierten Quinonen. Dieser enzymatischen Reaktion folgt eine nicht- enzymatische, in der die Quinone zu Melaninen umgewandelt werden (Ste-vens & Davelaar, 1997), was sich in der Regel als dunkel gefärbte Pigmente unterhalb der Kartoffelschale, vor allem in den Knollenrandzonen im Bereich des Gefäßbündelringes, zeigt (Kolbe & Haase, 1997). Insgesamt betrachtet sind hinsichtlich der Rolle beteiligter Reaktionspartner sehr unterschiedliche Ergebnisse veröffentlicht worden (Laerke et al, 2000). Unterschiede bestehen darüber hinaus in der Wahl des Knollenmaterials, zum Teil wurden nur Knollenteile verwendet (Laerke et al, 2000), wodurch die Vergleichbarkeit von Untersuchungsergebnissen nicht mehr gewährleistet ist. Auf Basis der spezifischen Dichte sind daher Enzyme, Mineralstoffe, Aminosäuren und organische Säuren bestimmt worden, um einen Beitrag zur Ermittlung der biochemischen Ursachen der Schwarzfleckigkeit zu leisten.