Wissenschaftler des Agricultural Research Service (ARS) des USDA untersuchen mithilfe innovativer Technologie den Lebenszyklus von Kartoffeln (einschließlich Entwicklung, Produktion und Lagerung nach der Ernte) und stellen so das ganze Jahr über eine qualitativ hochwertige Versorgung für Snack-Food-Verarbeitungsbetriebe, Restaurants und Lebensmittelgeschäfte sicher .
Kartoffeln sind eine der wichtigsten Nutzpflanzen in den USA und produzieren jährlich etwa 22,5 Millionen Tonnen. Der Herbst ist die Hauptsaison für die Kartoffelernte und macht 90 Prozent der Gesamtproduktion aus. Da an vielen Standorten der ganzjährige Kartoffelanbau nicht möglich ist, werden die meisten zur Verarbeitung bestimmten Kartoffeln, wie z. B. gefrorene Pommes Frites oder Instant-Kartoffelpüree, im Herbst geerntet und bis zur Verwendung sicher gelagert.
Für die Industrie ist es von entscheidender Bedeutung, Kartoffeln in ihrer besten Nährwertqualität zu lagern und zu erhalten und gleichzeitig den Anforderungen der Verbraucher und des Marktes gerecht zu werden.
Dennoch stehen Kartoffelproduzenten vor mehreren kritischen Herausforderungen, darunter klima- und krankheitsbedingte Herausforderungen während der Pflanzenproduktion und der Langzeitlagerung. Die Aufrechterhaltung der Qualität nach der Ernte ist für die Kartoffelindustrie von größter Bedeutung, da die Ernteverluste nach der Ernte durch physiologische und krankheitsbedingte Prozesse routinemäßig 10–15 Prozent erreichen. Zu diesen Herausforderungen gehören Faktoren wie frühes Keimen und langsame Wundheilung von Kartoffelknollen, die während des Arbeitsprozesses versehentlich beschädigt wurden.
Haben Sie die Speisekammer zu Hause geöffnet und festgestellt, dass Kartoffeln sprießen? Unmittelbar nach der Ernte und für einen unbestimmten Zeitraum befinden sich Kartoffelknollen in einem physiologischen Ruhezustand und keimen nicht, selbst wenn sie wachstumsfördernden Bedingungen ausgesetzt werden. Die Länge der Knollenruhezeit wird durch die Genetik der Kartoffelsorte und die Umweltbedingungen während der Pflanzenproduktion und der Lagerung nach der Ernte bestimmt – einschließlich Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Licht und Luftzusammensetzung.
Vorzeitiges Keimen oder unvollständige Wundheilung wirken sich negativ auf die Qualität und den Nährwert der Kartoffelverarbeitung aus, was zu niedrigeren Erzeugerpreisen oder sogar zur völligen Ablehnung des Marktes durch die Industrie und den Frischmarkt führt.
Munevver Dogramaci, Forschungspflanzenphysiologe und leitender Wissenschaftler des Potato Research Program am Edward T. Schafer Agricultural Research Center in Fargo, North Dakota, und Darrin Haagenson, Forschungspflanzenphysiologe am Potato Research Worksite in East Grand Forks, Minnesota, Arbeiten Sie mit Erzeugern und Universitäten zusammen, um diese physiologischen Herausforderungen nach der Ernte anzugehen und fortschrittliches Kartoffelzuchtmaterial hinsichtlich der Lagerung nach der Ernte, der Lebensmittelqualität und der Sicherheitseigenschaften zu bewerten.
„Derzeit gibt es keine Methode, die zu 100 Prozent effizient ist, um den physischen Verfall der Kartoffelknollen während der Lagerung zu kontrollieren“, sagte Dogramaci. „Kartoffelknollen haben bei der Ernte ihre höchste Nährwertqualität, aber es ist wichtig, sie unter bestimmten Bedingungen zu lagern, um diese Qualität aufrechtzuerhalten.“
Ein besseres Verständnis physiologischer Prozesse wird Wissenschaftlern dabei helfen, die Lagerungsmethoden nach der Ernte zu verbessern und so den Nährwert, die Verarbeitungsqualität und die Marktfähigkeit von Kartoffeln zu erhalten.
Dogramaci stellte außerdem fest, dass es auch während der Ernte und nach der Ernte zu unbeabsichtigten Verletzungen der Knollen, wie Schnittwunden und Prellungen, kommen kann. „Dies führt zu einem schnellen Qualitätsverlust, der sich auf die Textur und die Fähigkeit der Knolle, Wasser zu speichern, auswirkt und zu einer erhöhten Anfälligkeit für Krankheiten während der Lagerung führt“, erklärte Dogramaci.
Paul J. Collins, Forschungsgenetiker für das Kartoffelzuchtprogramm ARS Eastern mit Sitz in Orono und Presque Isle, Maine, arbeitet an der Entwicklung neuer Sorten für die Chipverarbeitung und den Tischmarkt mit verbesserten agronomischen Eigenschaften, Krankheitsresistenz, Klimaresistenz und Qualitätsmerkmalen . Zu den erfolgreichen Sorten, die im Rahmen dieses Programms entwickelt wurden, gehört Atlantic, eine Sorte, die in den USA häufig für Kartoffelchips angebaut wird und zu den zehn beliebtesten Kartoffelsorten des Landes gehört.
„Bei der Kartoffelzüchtung geht es darum, neue Kartoffelsorten zu identifizieren, die entlang der gesamten Wertschöpfungskette Vorteile bieten können“, sagte Collins.
„Landwirte können von Krankheitsresistenzmerkmalen, Widerstandsfähigkeit gegenüber Klimaschwankungen und verbesserten Erträgen profitieren. Verarbeiter und Einzelhändler sind daran interessiert, Qualität und Einheitlichkeit beizubehalten. Verbraucher werden durch verbesserte Ernährung und Geschmack angetrieben. Das Zuchtprogramm zeigt eine enorme Variabilität für alle diese Merkmale.“ Die Herausforderung und der Spaß an der Kartoffelzüchtung besteht darin, eine neue Sorte zu finden, die alle in der Wertschöpfungskette glücklich macht.“