22. April 2004

Acrylamid in Kartoffelerzeugnissen

Die großtechnische Produktion von Kartoffelchips weist gegenwärtig eine Schwankung der Acrylamidgehalte sowohl im Tages- als auch im Jahresablauf auf. Das wird einerseits durch gravierende Unterschiede in der Zusammensetzung des Rohstoffs verursacht, andererseits durch Ungleichmäßigkeiten in der Prozessführung.

Daher werden sowohl rohstoffspezifische als auch technologische Optimierungsstrategien zur nachhaltigen Reduzierung des Bildungspotentials von Acrylamid bei der Herstellung von Kartoffelchips diskutiert. Die entsprechenden technologischen Versuche wurden im Labormaßstab sowie im semi-technischen Maßstab durchgeführt.
Zunächst wurde der Rohstoff untersucht. Je nach Sorte, Pflanzenbehandlung, Wasserversorgung, Standort und Witterung weisen Kartoffeln eine variierende Ausgangsqualität für den Verarbeitungsprozess auf.

Zur Ermittlung des Sorteneinflusses wurde ein zweiortiger Anbauversuch mit insgesamt neun Sorten durchgeführt. Die Sorten wurden im Standartverfahren zu Kartoffelchips verarbeitet, ohne Anpassung an die an Besonderheiten der Partien. Das führte zu signifikanten Unterschieden in den Produktqualitäten wie Restfeuchte- und Fettgehalt sowie Farbausprägung und Knusprigkeit. Der variierende Asparagingehalt in den Sorten führte zu unterschiedlichen Acrylamidwerten in den Chips. Zwischen den Anbauorten wurde ein sichtbarer Unterschied im Asparagingehalt der Sorten und resultierend auch im Acrylamidgehalt der Endprodukte festgestellt.

Darüber hinaus wurde aufgezeigt, dass ein verminderter Gehalt an reduzierenden Zuckern im Rohstoff zu einer Minimierung des Acrylamidgehaltes im Endprodukt führt. Die Absenkung des Zuckergehaltes ist auch technologisch durch Auslaugen (Wasserbad; Blanchieren) möglich.

Bei den Untersuchungen zur Prozessführung der Kartoffelchipproduktion wurde ab einer Frittiertemperatur von 170 °C eine starke Erhöhung des Acrylamidgehaltes festgestellt. Das ist auch auf eine Erhöhung des Acrylamid - Bildungspotentials durch Spaltung der Saccharose in die reduzierenden Zucker, Glucose und Fructose, zurückzuführen. Der Spaltungsprozess beginnt bei einer Temperatur von 160° C. Die Reduzierung der Temperatur führt zur Absenkung des Acrylamidgehaltes, gleichzeitig jedoch zu erhöhten Fettwerten.

Im weiteren wurde die absolute Wärmebelastung, resultierend aus Temperatur und Verweilzeit, unter der Prämisse einer vergleichbaren Restfeuchte untersucht.
Aufgrund einer längeren Frittierzeit ist die absolute Wärmebelastung im Prozess mit niedrigen Temperaturen (140 – 160 °C) größer als im Prozess mit Temperaturen über 160° C. Trotzdem ist der Acrylamidgehalt deutlich geringer.

Bei den Untersuchungen zur Produktfeuchte zeigte sich, dass sich der Acrylamidgehalt in den Kartoffelchips mit steigender Produktfeuchte deutlich absenkt. Das Vorgehen ist jedoch durch die geforderte Produktqualität (Knusprigkeit) begrenzt.

Im Ergebnis der Untersuchungen zur Rohstoff- und zur Prozessoptimierung ist einzuschätzen, dass eine Reduzierung des Acrylamidgehaltes bei der Kartoffelchiperzeugung grundsätzlich möglich ist. Grenzen werden durch die erforderliche Produktqualität, insbesondere die sensorische Qualität, gesetzt.

Ansprechpartner: Dr. N. U. Haase      potato@bagkf.de