Potato Res. 18 (1975),' 161-173

Der Einfluss von Sorte und Standort auf die an der enzyma-tischen Verfärbung beteiligten Inhaltsstoffe der Kartoffel

A. AMBERGER und K. SCHALLER

Institut für Pflanzenernährung der Technischen Universität München-Weihenstephan, 8050 Freising-Weihensrcphan, Bundesrepublik Deutschland

Abschluss des Manuskriptes: 22. Juli 1974

SUII1I11(/I'Y, Resume p. 171

Zusammenfassung

In den Kartoffelsorten Bintje, Clivia, Cosima und Maritta wurden die an der enzymatischen Ver-färbung beteiligten Inhaltsstoffe in Abhängigkeit vom Standorteinfluss untersucht.

Die beiden Verfärbungserscheinungen - Rohverfärbung und Blaufleckigkelt - der Knolle sind inerster Linie sortentypisch verankert. Die an diesen Verfärbungen unmittelbar beteiligten Inhaltsstoffeunterliegen in unterschiedlichem Masse dem Einfluss des Standortes bzw. der Sorte: die Phenoloxy-daseaktivität ist stark sortengebunden. Chlorogensäurcn, Citronensäure und die Mineralstoffe hin-gegen sind sehr standortabhängig. Der Gesamtphenolgehalt wird durch den Standort kaum verän-dert.

Einleitung

Die bei Verletzungen oder beim Schälen der Knolle spontan einsetzende Verfärbungdes Knollenfleisches ist durch enzymatische Oxydation phenolisoher Inhaltsstoffe wieTyrosin, Chlorogensäure, Kaffeesäure u. a. bedingt. Die entstehenden dunklen Farb-stoffe sind Polymerisationsprodukte der bei der Oxydation gebildeten sehr reaktions-fähigen o-Chinone.

Die diesen Vorgang katalysierenden Enzyme, die Phenolasen, wurden in verschie-densten Pflanzen nachgewiesen. Man kann zwei Typen unterscheiden, der erstereoxydiert o-Diphenole zu den entsprechenden o-Chinonen und hydroxyliert gleich-zeitig ein Monophenol zum o-Diphenol, Es konnte aus Kartoffeln, Äpfeln, Zucker-rüben- und Ackerbohnenblättern isoliert werden (Abukharma & Woolhouse, 1966;Albcrghina, 1964; Harel et a!., 1964; Mayer & Priend, 1960; Patil & Zucker, 1965;Robb et a!., 1966). Der zweite Typ kann nur o-Diphenole zu o-Chinonen oxydie-ren; er wurde aus Bananen und Teeblättern isoliert (Gregory & Bendall, 1966;Palrner, 1963). An der Rohverfärbung des Knollenfleisches der Kartoffel sind alsoMono- und Diphenole beteiligt, soweit sie nicht als Glykoside vorliegen (Baruah &Swain, 1959). Da die Rohverfärbung sowohl für die technologische Verarbeitung alsauch im Haushalt eine Qualitätsminderung der Rohware bzw. der daraus gefertigten

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A. AMllERGER UND K. ~CHALLER

Produkte darstellt, hat es nicht an Versuchen gefehlt, diesen Vorgang auf verschiede-ne Art und Weise zu verhindern. Da die Aktivität des Enzyms unterhalb pH 5 starkgehemmt ist, kann man durch Zugabe von Citronensäure, Weinsäure, Essigsäureusw. (Schick & Klinkowski, 1961) den Vorgang der Rohverfärbung verlangsamen.Durch Zusatz von Ascorbinsäure kann man erreichen, dass die entstandenen p-Chi-none sofort wieder zu o-Diphenolen reduziert werden. Nach den Untersuchungen VOll

Täufel und Voigt (1964) wird die Phenolase des Apfels durch Ascorbinsäurekonzen-trationen von 4 x 10-4 deutlich gehemmt.

Ein anderer Verfärbungsvorgang tritt ein, wenn man die rohe Kartoffel stärkerenäusseren Einwirkungen wie Druck oder Schlag aussetzt, was häufig bei der mechani-sierten Vollernte oder während Transportbewegungen im Lager geschieht. Dieäusserlich zwar unbeschädigte K nolle zeigt nach einiger Zeit graue bis blaugraueFlecken in der Rinde. Aus Untersuchungen vieler Autoren kann man folgern,dieses Symptom sowohl durch enzymatische als auch rein chemische Reaktionenausgelöst wird.

Nach Wcaver & Hautala (1969) besteht zwischen der sogenannten 'Blaufleckigkeit'der Knollen und der Phenolaseaktivität eine Beziehung. Ingle et al. (1968), die dasgleiche Problem an Äpfeln studierten, konnten nur einen Zusammenhang mit demGehalt an Phenolen feststellen.

Kiermeicr & Rickerl (1955a, b), sowie Hughes & Swain (l962a) isolierten aus ge-kochten Kartoffeln einen Farbstoff, der sehr wahrscheinlich auch dem Farbkomplexblaufleckiger Kartoffeln entspricht und identifizierten ihn als eine Komplex-verbin-dung aus Chloregensäure und FeH-Ionen. Diese Befunde konnten auch durch invitro Versuche von Hughes & Swain (1962b) bestätigt werden.

Problemstellung

Der Zweck unserer Untersuchungen war in erster Linie die Gehalte an bestimmtenInhaltstoffen zu ermitteln, die unserer Ansicht nach hauptsältlich an der Rohver-färbung und der Blaufleckigkeit beteiligt sind. Ferner sollte die Veränderung dieserSubstanzen unter verschiedenen Lagerbedingungen studiert werden.

Material und Methoden

Die Proben der verschiedenen Kartoffelsorten wurden aus Versuchen der BayerischenLandessaatzuchtanstalt Weihenstephan entnommen. Die Düngung der Versuchewar für den jeweiligen Standort optimal bemessen.Die Anbauorte waren:StegerfeldjFreising ~ Lehm, pH 7.3EdelshausenjSchrobenhausen ~ anlehrniger Sand, pH 5.2KlardorfjSchwandorf - stark anmooriger Sand, pH 4.7Die Sorten wurden mit einem Vollerntegerät gerodet (nachdem das Kraut abgestor-ben war), auf ein Quadrannass von 40-52 mm sortiert und eingelagert.

162 Potato Res. 18 (1975)

EINFLUSS VON SORTE UND STANDORT AUF FÄRBUNG DER KARTOFl'EL

Für die Untersuchungen wurde jeweils eine Stichprobe von ca. 40 Knollen ent-nommen, unter fliessendem kaltem Wasser von anhaftender Erde befreit und miteinem rostfreien Stahlmesser in kleine Würfel von ca. 3 mm Kantenlänge geschnitten.Ein Teil der Mischprobe wurde sofort mit flüssigem Stickstoff eingefroren, gefrier-getrocknet und fein vermahlen (Culatti-Mühle, Janke & Kunkel, Staufen/Br.).

Aus dem Frischmaterial wurden Acetontrockenpräparate hergestellt und die Poly-phenoloxydaseaktivitäf nach der von Schaller (1972) beschriebenen Methode bestimmt.

Zur Extraktion der phenolisclte/1 Inhaltsstoffe wurden 20 g frische, gewürfelte Kar-toffeln mit Methanol im 'Ultra Turrax' 2 min extrahiert, das Homogenat auf eineGlasfilternutsche (15 G3) gebracht und in einen Messkolben abgesaugt.

In einem aliquoten Teil wurden die Gesamtphenole und Flavonole nach Swain &Hillis (1959) mit Phenolreagens nach Folin-Ciocalteu bestimmt. Die Chlorogensäuren

. >, und die Kaffeesäure wurden nach der von Häusermann & Brandenborger (196 L) aus-Y'gearbeiteten Methode ermittelt. Das Prinzip der Methodik besteht darin, dass Chlore-gensäure mit Borsäure einen Komplex bildet, der zu einer Verschiebung des Absorp-tionsmaximums führt. Aus der Extinktionsdifferenz bei 357 nm kann der Chloregen-säuregehalt wässriger Lösungen direkt ermittelt werden,

Die Verteilung der Chlorogensäuren zwischen Wasser und n-Butylacetat ermög-licht die Abtrennurig der Isochlorogensäure. Nach Abdampfen der organischen Phaseund Aufnahme des Rückstandes mit Wasser kann die Kaffeesäure in ihrem Absorp-tionsmaximum bei 314 11mbestimmt werden.

Ascorbinsäure und Dehydroascorbinsüure wurden titrimetrisch mit 2,6-Dichlorphe-nolindophenol nach A. Seybold und H. Mehner (1948) bestimmt.Im gefriergetrockneten Material wurde die Citronensäure nach der von uns modi-

fizierten Methode von MacDonald & Waterbury (1959) bestimmt.Zur Extraktion der Citronensäure und gleichzeitigen Fällung des Eiweisses wurden

2 g Material mit 10% Trichloressigsäure 1 111i11.im 'Ultra Turrax' gemixt. Die homo-genisierte Probe wurde danach auf ein bestimmtes Volumen gebracht und zur Klärungbei 10000 Ujmin (revjmin) zentrifugiert. Diese Verfahrensweise ergab gegenüberder von MacDonald & Waterbury (1959) vorgeschlagenen Zerkleinerung im Mörserhöhere Werte. In einem aliquoten Teil des klaren Überstandes wurde die Citronen-säure nach o.a. Vorschrift weiter bestimmt.

Die Gesamt-N-Bestimnumg erfolgte nach Kjeldahl (1951). Nach nasser Veraschurigvon 1 g gefriergetrocknetem Kartoffel material mit 35 1111 Salpetersäure-Perchlor-säure-Gemisch (40:5 v/v) wurden Kalium, Calcium und Eisen flammenphotometrischbzw. atomabsorptionsspektralphotometrisch und Phosphor kolorimetrisch nach derMolybdat-Vanadat-Methode (Gericke, 1952) gemessen.Die Rohverfärbung wurde wie folgt bonitiert:1 = sehr starke Verfärbung3 = starke Verfärbung6 ~""mässige Verfärbung9 = fast keine VerfärbungDie Blaufteckigkeii wurde durch Behandlung mit der Apparatur (Fallstempel) nach

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Produkte darstellt, hat es nicht an Versuchen gefehlt, diesen Vorgang auf verschiede-ne Art und Weise zu verhindern. Da die Aktivität des Enzyms unterhalb pH 5 starkgehemmt ist, kann man durch Zugabe von Citronensäure, Weinsäure, Essigsäureusw. (Schick & Klinkowski, 1961) den Vorgang der Rohverfärbung verlangsamen.Durch Zusatz von Ascorbinsäure kann man erreichen, dass die entstandenen p-Chi-nonc sofort wieder zu o-Diphenolen reduziert werden. Nach den Untersuchungen vonTäufel und Voigt (1964) wird die Phenolase des Apfels durch Ascorbinsäurekonzen-trationen von 4 X 10-4 deutlich gehemmt.

Ein anderer Verfärbungsvorgang tritt ein, wenn man die rohe Kartoffel stärkerenäusseren Einwirkungen wie Druck oder Schlag aussetzt, was häufig bei der mechani-sierten Vollernte oder während Transportbewegungen im Lager geschieht. Dieäusserlich zwar unbeschädigte Knolle zeigt nach einiger Zeit graue bis blaugraueFlecken in der Rinde. Aus Untersuchungen vieler Autoren kann man folgern, dass·dieses Symptom sowohl durch enzymatische als auch rein chemische Reaktionen'ausgelöst wird.

Nach Weaver & Hautala (1969) besteht zwischen der sogenannten 'Blaufleckigkeit'der Knollen und der Phenolaseaktivität eine Beziehung. Ingle et al, (1968), die dasgleiche Problem an Äpfeln studierten, konnten nur einen Zusammenhang mit demGehalt an Phenolen feststellen.

Kierrneier & Rickerl (l955a, b), sowie Hughes & Swain (1962a) isolierten aus ge-kochten Kartoffeln einen Farbstoff, der sehr wahrscheinlich auch dem Farbkomplexblaufleckiger Kartoffeln entspricht und identifizierten ihn als eine Komplex-verbin-dung aus Chlorogensäure und FeH -Ionen, Diese Befunde konnten auch durch invitro Versuche von Hughes & Swain (1962b) bestätigt werden.

Problemstellung

Der Zweck unserer Untersuchungen war in erster Linie die Gehalte an bestimmtenInhaltstoffen zu ermitteln, die unserer Ansicht nach hauptsählich an der Rohver-färbung und der Blaufleckigkelt beteiligt sind. Ferner sollte die Veränderung dieserSubstanzen unter verschiedenen Lagerbedingungen studiert werden.

Ma terial und Methoden

Die Proben der verschiedenen Kartoffelsorten wurden aus Versuchen der BayerischenLandessaatzuchtanstalt Weihenstephan entnommen. Die Düngung der Versuchewar für den jeweiligen Standort optimal bemessen.Die Anbauorte waren:Stegerfeld/Freising - Lehm, pl-l 7.3EdelshausenjSchrobenhausen - anlehmiger Sand, pH 5.2Klardorf/Schwandorf - stark anmooriger Sand, pH 4.7Die Sorten wurden mit einem Vollerntegerät gerodet (nachdem das Kraut abgestor-ben war), auf ein Quadratmass von 40-52 111m sortiert und eingelagert.

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A. AMIlERGER UND K. SCHALLER

Maas (1966) erzeugt. Die Knollen wurden an zwei Stellen im Nabelbereich, einer imKronenteil und zwei im Knollenmittelteil geschlagen und 48 h gelagert. Danachwurden die Kartoffeln in Hälften geschnitten und die entstandenen Flecke nach demGrad der Verfärbung bonitiert, wobei 0 keine Verfärbung und 9 starke Verfärbungbedeutet. Die Gesamtbonitur ergab sich aus fünf Einzelnoten.

Die gewonnenen Analysendaten wurden für jedes Merkmal nach einer zweifakto-riellen Varianzanalyse mit anschliessender Varienzkomponentenschätzung ausge-wertet CL. Reiner, (1971)); als Faktoren wurden Sorte und Standort berücksichtigt.Hierzu wurden Programme des Instituts für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung derTU München verwendet.'

Ergebnisse

In den nachfolgenden Tabellen sind jeweils nur einige ganz bestimmte Sorten aufge-führt, um die Streubreite der betreffenden Inhaltsstoffe in Abhängigkeit von Standortund Sorte darzustellen.

Rohverfärbung und BlaufleckigkeltDie beobachtete Rohverfiirbung des Knollenfleisches stellt eine sehr starke sorten-typische Eigenschaft dar (Tab. 1); daneben ist aber ein gewisser Einfluss des Standort-es nicht auszuschliessen,

Nach der Varianzanalyse beträgt der Anteil der Sorte an der Gesamtstreuung 60 %und kann sehr hoch gesichert werden; der Standort vereinigt nur 16% auf sich mitS = 90 % (Abb.l).

Tabelle 1. Rohverfärbung verschiedener Kartoffelsorten; 1 ,.,~sehr starke Verfärbung; 9 = fast kei-ne Verfärbung.

Sorte! Standort?

Freising Edelshausen Klardorf

Bintje 8 8t 81Clivia 7 6 6~Cosima 2 6l 4Maritta 4 6 Si

1 Variety> Variete2 Site - Origine

Table 1. Discoleuration before cooking in different potato varieries ; 1 ,_"very pronounced discolou-ration; 9 = virtually no discolouration,Tableau 1. Changernent de coloration de pornrnes de terre crues de diverses varietes; I =, tres fortedecoloration; 9 = presque pas de decoloration,

! An dieser Stelle sei Herrn Priv, Doz. Dr. L. Reiner besonders gedankt.

164 Potato Res. 18 (1975)

EINFLUSS VON SORTE UND STANDORT AUF FÄRBUNG DER KARTOFFEL

Abb. 1. Varianzanteile verschiedener Inhaltsstoffe an der Gesamtstreuung (%) (*99 %, *** = 99.9 % - statistische Sicherung).

95%, **

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C.K

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Citronen säure 1

D>hydroaScorl:ins,iu,{1

Ascorbinsäu,." 0ritaminC4 0Flavonolo5 0KaV··. <.iiuro6 0N~:i:": .)',Hrogensa'IJre'Jsochlorogo()Siiur~8 ..

Gosamtchlorogensre.9 .."

6.samtphenotgOhalinPPO-AkIivilätlT 0Btaufleckigkeitl2 0Rohverfärbungl3 c::J'

o 20 40 60 80 ~(%) 0 20 io 60 80 I~""',) 0 20 40 60 80 100 I'!.)Slandort (0)14 Sorl.ISol~· Wechselwirkung 10 x $0;16

J Citric acid - Acide citrique; 2 Dehydro-ascorbic acid - Acide deshydroascorbique; 3 Ascorbic acid-Acide ascorbique; 4 Vitamin C - Vitamine C; S Flavonols - Flavonols; 6 Caffeic acid= Acide cafeique;7 Neochiorogenie acid - Acide neochlorogenique; 8 Isochiorogenie acid - Acide isochlorogenique;9 Total chlorogenic acid - Acides chlorogeniques totaux; J 0 Total content 0/ phenolic substances -Matteres phenoliques totales; 11 Polyphenoloxidase activity - Activite PPO; J 2 Blockspot - Tachebleue; J3 Discolauration before cooking - Variation de coloration 'cru', J4 Site -- Origine; JS Variety=Variete; J 6 Interaction - Action reciproque

Fig. 1. Components 0/ variance 0/ different constituent compounds tn relation /0 total variance (" P =0.05; ** P = 0.01; *** P = 0.001).Fig: 1. Part de variance des diverses matteres composantes (I la dispersion totale (%) (* = 95 %;** = 99%; *** ,~"99,9% - securite statistique ),

Die nach Stosseinwirkung entstehende Blaufleckigkeit des Knollenfteisches lässtnach unseren Untersuchungen ebenfalls eine starke Sortenempfindlichkeit erkennen(Tab. 2); darüber hinaus ist eine geringe Abhängigkeit vom Standort gegeben.

Diese Bonitierungen werden durch die Varianzanalyse bestätigt: Der Anteil derSorte an der Gesamtstreuung beträgt 62 % mit S = 99 %, der des Standortes aber nur10% mit einer statistischen Sicherheit von S ~=90 % (Abb. 1). Diese Befunde stehen inÜbereinstimmung mit denen von Pätzold & Dambroth (1970) sowie von Fuchs (1971);darnach ist die Beschädigungsempfindlichkeit ein stark an die Sorte gebundenesMerkmal, das auch von ökologischen Faktoren beeinflusst wird.

Im folgenden sollen nun unsere Untersuchungen zu den die Rohverfärbung bzw.Blaufleckigkeit bedingenden Inhaitsstoffen besprochen werden.

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Tabelle 2. Blaufleckigkelt verschiedener Kartoffelsorten. 1 = sehr geringe Blaufleckigkeit ; 9 =sehr starke Blaufleckigkelt.

Sorte' Standort'---Freising Edelshausen Klal'dorf

Bintjc 2 1 3Irrngard 9 5 8Lori 4 2 3Maritta 7 3 4

, Variety - Variet«2 Site .- Origine

Tabelle 2. Blackspot in different potato varieties ; 1 0= very slighr hlackspot; 9 .... very scvere black-spot,Tableau 2. Taches bleues chez diverses varietes de POI11I11CS de terrc: I tres pell dc rachetute bleue;9 = tres forte tacheture bleue.

PhenaloxydasealatvitätDie Phenoloxydase zeigt ein sortentypisches Aktivitätsniveau bei der Umsetzung ihrernativen Substrate, das gewissen Schwankungen von Standort zu Standort unterwor-fen ist (Tab. 3).

Aus dem Verhalten der Sorte Clivia könnte dem Standort hinsichtlich der Ausprä-gung der sortenspezifischen Aktivität eine grössere Bedeutung beigemessen werden,als die varianzanalytische Auswertu ng sämtlicher untersuchter Sorten zulässt. Tat-sächlich ist nämlich der Varianzanteil der Sorte mit 80% sehr hoch gesichert, währendauf den Standort nur ein 1.111bedeutender Rest von 3% entfällt (Abb.l).

Tabelle 3. Phenoloxydaseaktivität verschiedener Kartoffelsorten (6 E bei 500 nm, bezogen auf 20 gFrischmassc).

Sorte' Standort?

Freising Edelshausen Klardorf •Bintje 212 255 202Clivia 264 111 237Irrngard 490 469 557Maritta 564 629 651

1 Variety - Variete2 Site - OrigineTablc 3. Phenoloxidase activiry in different potato varieties (/\ E at 500 um, determined on 20 gfresh wt),

Tableau 3. Activite a la phenoloxydase chez diverses varietes de pommes de Ierre (!\ E sur 500 nm,rapporte a 20 g de masse fraiche).

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EINI'LUSS VON SORTE UND STANDORT AUF FÄRBUNG DER KARTOFFEL

GesamtphenolgehaltDer Gesamtphenolgehalt beinhaltet alle phenol ischen Stoffe, die der Phenoloxydaseals Substrate dienen können. In unseren Untersuchungen weisen die Gesamtphenol-gehalte zwar eine gros se Streubreite auf (von 6-12 p.moljg TS), sind aber primär wohlsorteneigentümlich (Tab. 4).

Auf den Sorteneinfluss entfallen 42 % der Gesamtvarianz (S = 95 %); aufgrunddes hohen Wechselwirkungsteiles (Abb. 1) muss jedoch angenommen werden, dassnoch andere unbekannte Einfiussgrössen (Witterung, insbesondere Lichtverhältnisseusw.) eine Rolle spielen. Eine Abhängigkeit des Gesamtphenolgehaltes von der Sortewurde auch von Mondy et a1. (1959) an amerikanischen Kartoffeln festgestellt.

Chlorogensäure, Kaffeesäure und F/avoJ101eUntersuchungen über den Nachweis dieser Stoffe sind schon von vielen Autoren ge-macht worden (Baruah & Swain, 1959; Hughes, 1958; Kiermeier & Rickerl, 1955a;Shiroya et al., 1955), jedoch fehlen Arbeiten, die sich mit dem Gehalt dieser Stoffgrup-pe in verschiedenen Kartoffelsorten und auf unterschiedlichen Standorten beschäfti-gen.

Aus unseren Untersuchungen an den vorliegenden Kartoffelsorten (Tab. 5) kannersehen werden, dass geringe quantitative Unterschiede zwischen den einzelnenSorten vorliegen; über das gesamte Sorti ment betrachtet, schwankt der Chloregen-säuregehalt bis zum 12-fachen. Eine ganz entscheidende Rolle düfte dabei aber auchdem Standort zukommen.

Die Varianzanalyse bestätigt den Einfluss des Standortes bezüglich Gesamtchlore-gensäuregehalt mit 54% der Gesamtstreuung und einer statistischen Sicherung S ,=99 %. Der hohe Anteil der Wechselwirkung (46 %) weist noch auf andere Faktorenhin (Abb. I).

Tabelle 4. Gesamtphenolgehalt verschiedener Kartoffelsorten (f~mol/g TS, berechnet als Chloregen-säure).

Sorte' Standort?

Preislug Edclshausen Klardorf

BintjeCliviaIrmgardMaritla

6.099.609.426.96

8.3211.828.396.18

6.4911.8211.996.20

I Variety - Variete2 Sill.' - Origine

Table 4. Total content of phenolic substances in different potato varieties (f~mol/g dry wt, calculatedas chlorogenie acid),Tableau 4. Teneur en phenols toraux de diverses varietes de pommes de terre (umoljg de maueresechc, calcule COIl1mc acide chlorogenique),

Potato Res. 18 (1975) 167

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Die Gehalte der einzelnen Sorten an Kaffeesäure (Tab. 6) lassen zwar einen deutli-chen Standorteinfluss erkennen; nach der mathematisch-statistischen Auswertungenf'ällt darauf aber nur ein nicht gesicherter Varianzanteil von 7%, während 93 % derVarianz auf die Wechselwirkung treffen.

Auch reagieren die untersuchten Sorten auf den verschiedenen Standorten sehrunterschiedlich hinsichtlich des Kaffeesäuregehaltes d.h. sie sind ökologisch gesehensehr eng begrenzt.

Ein vollkommen anderes Bild ergibt sich für die Flavonole (Tab. 7), die sehr vieleher ein sortentypisches Merkmal darstellen (vergleiche Bintje und Irmgard). Nachder Varianzanalyse (Abb, l) kann der Sorteneinfluss mit einem Streuungsanteil VOll

48 % statistisch gesichert werden, der Standort dagegen (mit 3%) überhaupt nicht.Der hohe Anteil der Wechselwirkung deutet auf andere noch unbekannte Abhängig-keiten hin.

Tabelle 5. Chlorogensäuregehalt verschiedener Kartoffelsorten (!LIl10J/gTS).

Sortc' Standort"---Freising Edelshausen Klardorf

Bintje 0.27 0.57 0.87Irrngard 0.27 0.91 1.32Lori 0.14 1.10 1.00Maritta 0.47 1.08 0.71

1 Varicty - Variete2 Site - Origine

Table 5. Chloregenie acid contenr of different potato varieties (IL!l1ol/gdry wt).Tableau 5. Teneur en acide chlorogcnique de diverses varietes de pommes de rerre (p.mol/g dematiere seche).

Tabelle 6. Kaffeesäuregehalt verschiedener Kartoffelsorten (µmol/g TS).

Standort?Sorte!

Freising Edelshausen Klardorf

BintjeIrmgardLoriMaritta

2.282.092.302.26

0.530.651.611.23

1.190.670.630.89

1 Variety - Variete2 Site - Orteine

Table 6. Caffeic acid content of different potato varieties C!Lmol/gdrt wt),Tableau 6. Teneur en acide cafeique de diverses va rietes dc pommes de terre (Vl11oJ/gde mauereseche),

168 Potato Res. 18 (1975)

EINFLUSS VON SORTE UND STANDORT AUF FÄRBUNG DER KARTOFFEL

Tabelle 7. Flavonolgehalt verschiedener Kartoffelsorten (mg/100 g TS).

Sorte' Standort?

Freisieg Edelshauscn Klardorf

BintjcIrrngardLoriMaritta

7.4116.585.016.66

6.1214.923.92

12.87

12.0516.529.3012.35

I Variety - Variete2 Site - Origine

Table 7. Flavonol content of different potato varicties (mg/IOOg dry wt).Tableau 7. Teneur eil flavonole de diverses varietes de pommcs de terre (mg/100 g de matere seche).

Die Schwankungsbreite des Vttamin-Culeholtes (24-101 mg/lOO g TS), sowie desAscorbinsäure- (19-50 mg/lOO g TS) und Dehydroascorbinsäuregehaltes (2-57 mg/100 g TS) des untersuchten Sortiments ist beträchtlich.Die Varianzanalyse führt zu dem Ergebnis, dass für keine der drei untersuchten

Grössen eine Abhängigkeit von Sorte oder Standort statistisch abzusichern ist.Der hohe Wechselwirkungsanteil spricht eher dafür, dass diese Sorten auf die jeweili-gen ökologischen Bedingungen sehr unterschiedlich ansprechen (Abb. I).

CitronensäureDer Citronensäure kommt nach Hughes & Swain (1962b) beim sogenannten 'Schwarz-kochen' der Kartoffel eine besondere Rolle zu, da sie die Komplexbildung der Chlore-gensäure mit F3 + -Ionen verhindert. Citronensäure ist nämlich in der Lage, mit Eiseneinen stärkeren farblosen Komplex zu bilden, als die Chloregensäure.

Unterstellt man, dass der Eisen-Chloregensäure-Komplex sich auch bei der Blau-fleckigkeit bildet, so könnte ein grösserer Gehalt an Citronensäure das Verfärbender Knollen verhindern bzw. abschwächen, sofern jene nicht durch andere Ionen wieCa und Mg komplexiert ist (Hughes & Swain, 1962).

Von Standort zu Standort können beachtliche Unterschiede im Citronensäure-gehalt auftreten (Tab. 8). So zeigt Z.B. die Sorte Bintje in Edelshausen gegenüberKlardorf eine Erhöhung um 73%, die Sorte Irrngard um 53%. Offenbar ist ein ge-wisses sorteneigentümliches Niveau gegeben.

Nach der Varianzanalyse (Abb. I) entfallen 74% der Gesamtstreuung auf denFaktor Standort, der mit S ~'o 99.9 % gesichert ist. Die Sorte vereinigt 14 % der Varianzauf sich und kann statistisch noch hoch gesichert werden. Dem Standort kommt alsoim Hinblick auf die sortentypische Ausprägung des Citronensäuregehaltes ein über-ragender Einfluss zu.

Potato Res. J8 (/975) 169

A. AMDERGER UND K. SCHALLER

Tabelle 8. Citronensäuregehalt verschiedener Kartoffelsorten C!LIllOJ/g TS).

Sorte' Standort?-_-Freising Edelshausen Klardorf

Bintje 131 222 128Clivia 160 181 137Irmgard 129 182 108Maritta 176 230 167

, Variety - Variete2 Site - Origine

Table 8. Citric aciel content of different potato varieties (µmol/g dry wt).Tableau 8. Teneur en acide citriquc de diverses varictcs de pommes de terre (lJ.f110Ijg ce matiercseche),

Mineralstoffe

Die Stickstoffgehalte (1.18-1.92 % i.TS) der einzelnen Sorten sind auf den drei Stand-orten sehr unterschiedlich, die Varianzanteile von Standort und Sorte sind aber sehrgering (Abb. 1), d.h. das geprüfte Sortiment besteht aus Sorten, die bezüglich desAncignungsvermögens für Stickstoff eine begrenzte ökologische Streu breite besitzen.

Bei den Mineralstoffen Phosphor (0.176-0.396 % i. TS), Kalium (463-783 (.L1lloljgTS) und Eisen (4-14 (J.l1101jgTS) sind dagegen die Anteile des Standortes an der Ge-samtvarianz sehr hoch, nämlich 78 %, 85 % bzw. 58% und können mit S = 99.9 %,99.9 % bzw. 99 % gesichert werden (Abb. I). Die Unterschiede der Sorten sind somitfast ausschliesslich durch das Nährstoffangebot des Standortes bedingt.

Ähnliche Verhältnisse findet man für Calcium (114-200 I.l.moljg TS); der Varianz-anteil des Standortes kann mit S ''''' 90 % gesichert werden.

Diskussion

Es wurde schon darauf hingewiesen (Amberger & Schaller, 1973), dass durch die'0i'l',Anwendung der zweifaktoriellen Varianzanalyse nur die Einflussgrössen Standort';;&1fund Sorte berücksichtigt werden können. Der Standort stellt aber seinerseits einer sehrkomplexe Grösse dar, in der alle während des gesamten Versuchsablaufes relevantenUmweltfaktoren enthalten sind, wie Wasserführung und Nährstoffdynamik desBodens, Disposition der Pflanze, Lichteinfluss, Niederschläge nach Menge und Ver-teilung usw. Diese enge Beziehung zwischen Pflanze und Umwelt äussert sich deutlichin den parallelen standort abhängigen Verhalten von Kalium und Citronensäure inder Knolle. Ausschlaggebend dafür dürfte wohl das unterschiedliche K-Aneignungs-vermögen der Kartoffel auf verschiedenen Böden sein, in dem Masse in dem der K-Gehalt der Pflanze steigt, kommt es im Sinne des elektrostatischen Ausgleichs zueiner verstärkten Bildung von organischen Säuren.

170 Potato Res. 18 (1975)

EINFLUSS VON SORTE UND STANDORT AUF FÄRBUNG DER KARTOFFEL

Noch mehr treffen diese Feststellungen für die Gruppe der 'sekundären' Inhalts-stoffe zu, deren Biosynthese in starkem Masse umweltabhängig ist (Yoshida & Shi-mokoriyarna, 1965; Young et alk. 1966; Attridge & Srnith, 1967). Die von uns fest-gestellte sehr starke Abhängigkeit der Chlorogensäure vom Standort könnte dafür alsBeispiel dienen. Andere Inhaltsstoffe wie die Kaffeesäure reagieren hingegen wederauf Standort noch auf Sorte; fast die gesamte Varianz liegt in der Wechelswirkung,d.h. es sind Faktoren wirksam, die von uns nicht erfasst werden konnten.

Die Rohverfärbung konnte als ein in der Hauptsache sortentypisches Merkmalermittelt werden mit statistisch noch sicherbarem Standorteinfluss (Abb. 1). Diefür diese Enzymreaktion in der Pflanze vorliegenden nativen Substrate (Chlorogen-säure, Kaffeesäure) werden nämlich standortabhängig gebildet.

Weitere Untersuchungen müssen zeigen, wie stark der Einfluss der Umwelt auf die;Bildung dieser Stoffe ist.

Summary

Influence 0/ variety and site on the potato compounds involved in enzymatic discoloura-tion

The potato varieties Bintje, Clivia, Cosina andMaritta were grown under different field condi-tions and those component substances involvedin tuber discolouration - discolouration beforecooking and black spot - invcstigated. The datarelating to euch criterion were evaluated bymeans of bifacrorial analysis of variance anddeterrnination of the associated components ofvariance, taking into consideration the extentof the effect of site and variety.

Discoleuration before cooking and blackspotwere, abovc all, determined by variety. In thecase of discolouration before cooking alone wasthere also a significant effect of site CP ~" 0.05).

Thc cornponent substances dircctly 01' indi-rcctJy involved in the appearance of discoloura-

can be separated into foul' groups on the

Resurne

basis of the causcs of variation:1. Variety alone: significantly influenced poly-phenoläse activity (P '''"_0.001) and total contentof phenolic substances and flavonols (I' = 0.05).2. Sitc alone: significantly influenced totalchlorogenic, neochlorogentc and isochlorogenicacids ; phosphorus and iron content (I' = 0.00101' 0.01 with thc exception of isochlorogenicacid).3. Variety (lud site: significantly influencedcitric acid (P = 0.01) and potassnun content(P = 0.001).4. Properries not influenccd by either factor:ascorbic acid, dehydro-ascorbic acid, caffeicacid, calcium and nitrogen content. These groupsof compounds do not appear to react uniformlyto ecological variations.

Influence de la variete et de l'origine surIes composants de la pomme de terre participant(/IIX changements de couleur enzymatique

Les varictes de pomme de terre Bintje, Clivia,Cosima ct Maritta ont ete cultivecs dans diffe-rentes conditions de 'rnilieu' ct les matieresparticipaut aux changcments de couleur - varia-tion dc couleur iI l'cuu cru et taches bleues - ontc(e recherehdes. Lcs rcsultats ont ctc classes

Polalo Res. 18 (/975)

suivant des caracteres particuliers, soumis a l'an-alyse de la variance bifacrorielle et 11l'evaluationdes composants dc la variance cn fonction del'importance de l'influencc du milieu et de lavarietö, Les caracteres de changement de coJora-tion crue et de taches bleues SOllt en prernier

171

lieu deterrnines par la varicte. POUl' le seul chan-gement de couleur ä l'etat cru, il apparait enoutre aussi une inlluence statistiquemcnt cer-taine du milieu, S =, 95% (fig. 1).

Les matteres composantes participant indi-rectement ou directement aux manifestationsde changcmcnt de coulcur peuvent sur la basedes causes de dispersion etrc classecs en quarregroupes:1. action de la varietc seule, interviennent ici:activite de la polyphenoloxydase (variancc S ""99,9 X); teneur en phenols totaux ct flavonolc(variancc S ~'c. 95%) (fig. I);2. action du milieu seul, ici inlcrviennent:acides chlorogeniques totaux ~ ncochlorogeni-

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que - et isochlorogenique, teneur en phosphoreet au Ier (ä l'exception de l'acide isochlore-genique, toutes les parties de dispersion sontcertifiablcs rcspcctivcmcnt avec S = 99% et99,9%) (fig. 1);3. action de la varietc ct du milieu; ici intervien-ncnt: In tcncur CIl acide cltrique ct la teneur enpotassium (avcc rcpurlition de la varianeo re-spcctivcmcnt dc S '" 99% et 99,9%) (figL);4. aucunc inllucnce dc l'un ct l'autre facteur,ccci vaut pour: acidc ascorbique, acide des-hydroascorbiquc, acidc cafcique, tencur encalcium et en azotc, Ces groupcs dc substancesne paraissent pas rcagir de In mörne maniereaux modifications ccologiques.

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