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Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
Konservieren von Kartoffeln, bei dem geschälte oder abgeschabte
Kartoffeln einer Wärmebehandlung mit Wasser oder Dampf
ausgesetzt werden und vor oder nach der Wärmebehandlung einer
Behandlung mit Mikrowellen, bis die in den Kartoffeln
enthaltene Stärke gerade geliert und die Reaktion auf
Peroxidase im äußeren Bereich der Kartoffeln (einem Bereich von
nur ein paar Millimetern) negativ und im Inneren der
Kartoffeln positiv ist, und bei dem die Kartoffeln anschließend
gekühlt werden.
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Ein solches Verfahren ist bekannt aus Chemical Abstracts,
Vol. 75, No. 19 Abstract No. 117174z. Dieses Abstract
beschreibt ein Verfahren, bei dem Kartoffeln blanchiert
werden durch 0,5 bis 2 Minuten langes Erhitzen mit
Mikrowellenenergie, gefolgt von 0 bis 5 Minuten langem Erhitzen in
kochendem Wasser. Mikrowellenenergie verbunden mit
Heißwasserbehandlung kann die Blanchierzeit, verglichen mit nur
heißem Wasser, verkürzen. Es ist allgemein bekannt, daß
durch das Blanchieren nicht nur die Stärke in den Kartoffeln
völlig geliert, sondern auch die gesamte in einer Kartoffel
vorhandene Peroxidase vollkommen inaktiviert wird.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist jedoch ein Verfahren
zum Konservieren von Kartoffeln in einer solchen Weise, daß
die gesamte in der Knolle enthaltene Stärke gerade eben
geliert, aber die Enzymperoxidase im Inneren der Knolle, bei
Kartoffeln z.B. bis zu einem Abstand von der äußeren
Oberfläche von ungefähr 4 mm, aktiv bleibt. Auf solche Weise
behandelte Kartoffeln haben gemäß dem holländischen Patent
170,226 bei einer Temperatur von 3-5ºC eine Lagerfähigkeit
von mehr als 8 Tagen. Dieses Patent beschreibt ein Verfahren
zum Konservieren von Knollen wie Kartoffeln, bei dem eine
Wärmebehandlung mit Wasser oder Dampf bei mindestens 70ºC
angewendet wird.
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Es wird festgestellt, daß der Bereich von der äußeren
Oberfläche in Richtung zum inneren Kern, in dem die Reaktion auf
Peroxidase negativ geworden ist, von der Größe der
behandelten Kartoffel abhängt. Meist ist dies nicht unpraktisch,
weil der Grad der Wärmebehandlung auf die durchschnittliche
Größe der zu behandelnden Kartoffeln abgestimmt werden kann,
wobei diese außerdem im allgemeinen nach Größe sortiert
geliefert werden.
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In der Praxis ist die Methode gemäß o.g. holländischen
Patent jedoch beschränkt auf die Anwendung bei Kartoffeln,
die nicht zu groß sind, d.h. einen Durchmesser von etwa 28-
35 mm haben. Bei größeren Kartoffeln tritt das Problem auf,
daß die Wärmebehandlung nicht genügend in den inneren Kern
der Kartoffel eindringt, so daß die gewünschte Gelierung
dort nicht stattfindet. Natürlich kann diese Gelierung des
inneren Kerns dadurch erreicht werden, daß eine längere
Wärmebehandlungsdauer gewählt wird, aber in dem Fall wird sich
der Bereich, in dem die Peroxidasereaktion negativ ist, wie
in dem o.e. Abstract, viel weiter von der Schale in Richtung
zum inneren Kern ausdehnen als erwünscht. Die Kartoffel ist
dann außen praktisch schon gar, während das Innere gerade
einen ausreichenden Grad an Gelierung erreicht hat. Es ist
klar, daß in dem Fall der Hauptvorteil bei der Anwendung
dieser Methode bei kleineren Kartoffeln bis zu einem
Durchmesser von etwa 35 mm verlorengeht, nämlich das Aussehen
eines frischen Produkts verbunden mit einer guten
Lagerfähigkeit.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, daß
dieses Ziel dadurch erreicht werden kann, daß die Kartoffeln
außerdem einer Wärmebehandlung mit Mikrowellen ausgesetzt
werden, welche vor oder nach der Wasser- oder
Dampfbehandlung stattfinden kann. Deshalb ist gemäß der Erfindung ein
Verfahren vorgesehen zum Konservieren von Kartoffeln, bei
dem geschälte oder abgeschabte Kartoffeln einer
Wärmebehandlung mit Wasser oder Dampf ausgesetzt werden und vor oder
nach der Wärmebehandlung einer Behandlung mit Mikrowellen,
bis die in den Kartoffeln enthaltene Stärke gerade geliert
und die Reaktion auf Peroxidase im äußeren Bereich der
Kartoffeln (ein Bereich von nur ein paar Millimetern) negativ
und im Inneren der Kartoffen positiv ist, und bei dem die
Kartoffeln anschließend gekühlt werden.
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Unter "Mikrowellen" wird irgendeine Form elektromagnetischer
Strahlung verstanden, welche mehr oder weniger selektiv
durch das Wasser in den Kartoffeln absorbiert wird, wodurch
sie diese erhitzt. Die Frequenzen der dafür verwendeten
Mikrowellen liegen im Bereich von 900 bis 3000 mHz;
vorzugsweise wird eine Frequenz von 2450 mHz angewendet.
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Mikrowellen haben eine gute Penetrationsfähigkeit und sind
in der Lage, die ganze Kartoffel gleichmäßig bis ins Innere
zu erhitzen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die
Behandlung mit Mikrowellen gerade so lange ausgeführt, bis
der erwünschte Grad der Gelierung im inneren Kern erreicht
wird ohne Inaktivierung der Enzymperoxidase. Dies ist ein
erstaunliches Ergebnis, weil man gemäß dem Abstract aus den
o.e. Chemical Abstracts erwarten würde, daß
Mikrowellenbehandlung hauptsächlich für die Inaktivierung von
Peroxidase verantwortlich ist. Ein zusätzlicher Vorteil dieser
Mikrowellenbehandlung ist, daß diese Bestrahlung einen
gewissen Sterilisierungseffekt hat. Vom bakteriologischen
Standpunkt aus betrachtet hat das erfindungsgemäße Verfahren
verglichen mit dem bekannten Verfahren gemäß dem
holländischen Patent 170,226 Vorteile.
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Die Wärmebehandlung mit Wasser oder Dampf hat insbesondere
einen Effekt auf die äußere Schicht der Kartoffel und wird
auf eine Weise ausgeführt, daß der kombinierte Effekt von
beiden Behandlungen darin besteht, daß die Reaktion auf
Peroxidase, die in Richtung auf das Innere der Kartoffel
fortschreitet, bis zu einer Entfernung von der äußeren
Oberfläche von nur ein paar Millimetern negativ geworden ist.
Mit Hilfe eines einfachen Experiments können die korrekte
Dauer und die Intensität der Behandlung im Verhältnis zur
Größe der Kartoffel bestimmt werden.
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Die Wärmebehandlung mit Wasser oder Dampf erfordert eine
Minimaltemperatur von 70ºC, weil nur bei dieser Temperatur
die Inaktivierung der Peroxidase stattfindet. Die maximale
Behandlungstemperatur ist nicht entscheidend, da der zu
erzielende Effekt eine Funktion von Zeit und Temperatur ist.
Es ist klar, daß es bei einer höheren Behandlungstemperatur
möglich ist, eine kürzere Behandlungsdauer anzuwenden und
umgekehrt. Die Wärmebehandlung sollte so ausgeführt werden,
daß die Bildung von losen Stärkepartikeln und losen
Zellenpartikeln auf der Oberfläche der Kartoffel vermieden wird,
weil diese zum Verfaulen der Packung führen. Im allgemeinen
wird eine Behandlungstemperatur zwischen 70 und 100ºC
gewählt.
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Die Mikrowellenbehandlung kann vor oder nach der
Wärmebehandlung mit Wasser oder Dampf erfolgen. Jedoch wird
vorzugsweise zuerst die Mikrowellenbehandlung ausgeführt. Nach
der nachfolgenden Wasser- oder Dampfbehandlung werden die
Kartoffeln nur noch abgekühlt, was vorteilhafterweise unter
sterilen Bedingungen geschehen kann, und abgepackt.
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Das Abkühlen der behandelten Kartoffeln wird im allgemeinen
mit einem Strom eines Gases ausgeführt, das keinen
nachteiligen Effekt auf die behandelten Kartoffeln hat.
Vorzugsweise benutzt man Luft für diesen Zweck, welche vorher
gefiltert wird, um Mikroorganismen und Staubpartikel zu
entfernen. Der Vorteil der Anwendung eines Luftstroms zum
Kühlen besteht, abgesehen von dessen relativer Einfachheit,
darin, daß die so gekühlten Kartoffeln keine Feuchtigkeit
absorbieren. Direktes Kühlen mit Wasser ist zu vermeiden,
weil die behandelten Kartoffeln dann viel Wasser absorbieren
und es danach in der Verpackung wieder abgeben.
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Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten
Kartoffeln haben bei Lagerung bei einer Temperatur von 3-5ºC eine
Lagerfähigkeit von mehr als 14 Tagen und bei Lagerung bei
Raumtemperatur eine Lagerfähigkeit von mindestens 5 Tagen,
wobei mit Lagerfähigkeit die im wesentlichen unveränderten
organoleptischen und mikrobiologischen ebenso wie die
äußeren Eigenschaften gemeint sind. Es ist zu beachten, daß
aufgrund der kombinierten Mikrowellen- und
Wasser-/Dampfbehandlung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung
eine weitere Verbesserung der Lagerfähigkeit von Kartoffeln
erreicht wird, verglichen mit der ausschließlichen
Wärmebehandlung gemäß dem holländischen Patent 170,226.
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Obwohl im allgemeinen nicht notwendig, können die durch
Anwendung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung
erhaltenen Produkte mit einem Konservierungsmittel behandelt
werden, wodurch die Lagerfähigkeit noch weiter verbessert
wird. Als Konservierungsmittel kann z.B. eine Lösung aus
Sorbinsäure oder Sulfurdioxid verwendet werden.
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Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann außer
bei Kartoffeln bei anderen großen Knollenpflanzen wie Rüben,
Knollensellerie usw. angewendet werden.
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Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird zum
besseren Verständnis anhand der folgenden Beispiele erläutert.
Beispiel I
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Eine Menge von 100 kg geschälten, nach einem Durchmessser
von 50 bis 70 mm sortierten Kartoffeln wurde in einem
Mikrowellenofen 3 Minuten lang bei einer Strahlungsleistung von
1,5 kW und einer Frequenz von 2,450 mHz bestrahlt, wodurch
der Kern der Kartoffel gerade gelierte. Danach wurden die
Kartoffeln mit Dampf bei einer Tempertur von 95ºC behandelt.
Die Wärmebehandlung wurde durch Stichproben überwacht und
fortgesetzt, bis die Reaktion in den Kartoffeln auf
Peroxidase bis zu einer Tiefe von 3-4 mm von der äußeren
0berfläche entfernt negativ war und die in den Kartoffeln
enthaltene Stärke gerade gelierte. Dies wurde bei einer Temperatur
von 95ºC und einer Dauer von 5 Minuten erreicht.
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Nach der Wärmebehandlung wurden die Kartoffeln mit einem
Luftstrom aus vorgekühlter gereinigter Luft gekühlt. Der
Kühlungsvorgang wurde fortgesetzt, bis die Temperatur im
Inneren der Kartoffeln 3-5ºC betrug.
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Die so behandelten Kartoffeln wurden abgepackt und bei einer
Temperatur von 1-5ºC gelagert, und sie waren mindestens 14
Tage lang lagerfähig, d.h. sie waren während dieses
Zeitraums organoleptisch, mikrobiologisch und was die äußere
Erscheinung betrifft, nicht von frischen Produkten zu
unterscheiden.
Beispiel II
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Beispiel I wurde wiederholt, aber jetzt wurden die
Kartoffeln nach dem Kühlen in eine Lösung getaucht, die 0,5% des
Gewichts an Sodiummetabisulfit und 0,2% des Gewichts an
Sorbinsäure enthielt. Die Behandlung dauerte 1 Minute, wonach
die Kartoffeln 4-50 ppm Sulfit und 15-20 ppm Sorbinsäure
enthielten.
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Die so behandelten Kartoffeln wurden verpackt und bei einer
Temperatur von 1-5ºC gelagert.
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Die Lagerfähigkeit bei dieser Temperatur betrug mindestens
20 Tage, und bei Lagerung bei Raumtemperatur (20ºC) waren
die Kartoffeln mindestens 5 Tage lagerfähig.
Beispiel III
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Eine Menge von 100 kg geschälten, nach einem Durchmesser von
50-70 mm sortierten Kartoffeln wurde 5 Minuten lang mit
Dampf bei 95ºC behandelt. Anschließend wurden die Kartoffeln
in einem Mikrowellenofen 2 Minuten lang bei einer
Strahlungsleistung von 1,5 kW und einer Frequenz von 2,450 mHz
bestrahlt, wodurch der innere Kern der Kartoffeln gerade
eben gelierte, während die Reaktion auf Peroxidase bis zu
einer Tiefe von 3-4 mm von der äußeren Oberfläche entfernt
negativ war. Der Verlauf der Wärmebehandlung wurde ständig
durch Stichproben überwacht.
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Nach der Wärmebehandlung wurden die Kartoffeln 90 Minuten
lang mit einem Luftstrom aus vorgekühlter gereinigter Luft
gekühlt. Das Kühlen wurde fortgesetzt, bis die Temperatur im
Inneren der Kartoffeln auf 3-5ºC abgesunken war.
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Die so behandelten Kartoffeln wurden abgepackt und bei einer
Temperatur von 1-5ºC gelagert, und sie hatten eine
Lagerfähigkeit von mindestens 10 Tagen, d.h. während dieser Periode
waren sie organoleptisch und mikrobiologisch und was die
äußere Erscheinung betrifft von frischen Produkten nicht zu
unterscheiden. Die Lagerfähigkeit bei Raumtemperatur (20ºC)
betrug mindestens 4 Tage.
Beispiel IV
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Beispiel I wurde mit 100 kg geschälten und nach einem
Durchmesser von 35-50 mm sortierten Kartoffeln wiederholt. Die
Bestrahlung in einem Mikrowellenofen fand 1,5 Minuten lang
statt bei einer Leistung von 1,5 kW und einer Frequenz von
2,450 mHz. Die Lagerfähigkeit der Kartoffeln war die gleiche
wie bei den gemäß Beispiel I behandelten Kartoffeln.