Potato Research

, Volume 20, Issue 4, pp 303–320 | Cite as

Mikroskopie von frischen und ölgerösteten Kartoffeln unter besonderer Berücksichtigung dunkel gefärbter Stellen an den Röstprodukten

  • M. Häcker
  • E. Hanssen
Article

Zusammenfassung

In vergleichenden Untersuchungen wird durch Einsatz der Paraffinschnitt-Methode an gefärbten Präparaten die Identifizierung histologischer und cytologischer Strukturen an Kartoffelchips und-sticks und ihre Zuordnung zu Differenzierungen an ungeschälten rohen Knollen ermöglicht. Somit können an Rösterzeugnissen normale, zu jeder Kartoffelknolle gehörende Ausdifferenzierungen und durch verschiedenartige Ausseneinflüsse verursachte Fehlstellen, sog. ‘dunkle Stellen’, unterschieden und beurteilt, sowie ihre Veränderungen bei der Ölröstung erkannt werden. Eine Neuentstehung dunkler Stellen bei der Ölröstung wurde nicht beobachtet, bei den industriell angewandten Rösttemperaturen auch keine Schwarzröstung, d. h. dunkle Stellen sind — wenn überhaupt — bereits im Rohstoff Kartoffel ausgebildet. Dagegen können im Rahmen einer verstärkten Maillard-Reaktion stärker gebräunte Gewebebereiche an Chips und Sticks nicht als dunkle Stellen bezeichnet werden. Die zu Fehlstellen führenden Ursachen und die Beurteilung dunkler Stellen gemäss rechtlich geltender Richtlinien werden diskutiert.

Stichwörter

Kartoffeln Chips Sticks Fehlstellen dunkle Stellen Mikroskopie 

Summary

  1. 1.

    Microscopic examination of large, stained, microtome sections of material embedded in paraffin wax makes possible both the identification and relation of histological and cytological structures on and in potato tubers, raw potato slices and sticks and in potato chips (crisps) and sticks and so the determination of their behaviour during frying. The cell wall network in the raw potato remains as a structural framework in the fried product (Fig. 16–24, 31–34, 36–40). Because of the dissolution of the middle lamella during frying, increasing numbers of splits and cavities arise (Fig. 20, 22, 24, 32, 34, 37–39) which can extend below the surface to form vesicular swellings (Fig. 5). Idioblasts, such as stone and crystal cells, can easily be demonstrated under a polarising microscope (Fig. 16–18). After differential staining, the starch grains in the tuber tissue are seen to be irregularly distributed, swollen and adherent through the action of heat but still contained within the cells (Fig. 14, 15). Protein crystals in the cortical parenchyma retain their typical cubiform structure (Fig. 16, 17, 23, 24).

     
  2. 2.

    In fried products structures are found repeatedly which differ in colour from the golden yellow to pale brown of the storage parenchyma (Fig. 2). These are already visible in the raw potato tissue and are in many cases darker, brown to black; the intensity of discoloration may increase with frying. No fresh ‘dark spots’ of this kind developed during frying. The frying temperature and time used commercially caused no ‘black frying’ (burning). Any increase in frying time led only to a refuse product of a uniform dark brown coloration.

     
  3. 3.

    Under normal conditions, the central medulla and vascular ring develop a somewhat darker brown coloration than the surrounding storage parenchyma because of the Maillard reaction, due to an increased sugar content (Fig. 1, 3 and 4). Due to inherent tuber variability, the peeling process cannot remove all eyes, every stolon scar and all the skin. In the fried product, the remains of these structures can unobjectionably be identified morphologically (Fig. 7–9) and, above all, microscopically (Fig. 19–24). Plant pigments, recognizable as a red or green coloration of the potato tissue, survive the frying process (Fig. 6). Even after frying, anthocyanin undergoes the pH-related colour change from red to blue-violet. Chlorophyll can be located by its red fluorescence in the green areas.

     
  4. 4.

    In addition to such normal differentiated tissues, defects occur which are variable in size and show for the most part a brown to black discoloration (‘dark spots’). In the inner zone of tubers and raw potato slices, they are mostly extended in plane view whereas in the peripheral zone and in raw potato sticks they tend to appear as streaks (Fig. 25–29). Associated with these are fissures (Fig. 30) and cavities with black margins in the flesh of the crisps (Fig. 10, 27). In canals formed in the tuber there are still, by chance, parts of in-growing sprouts or rhizomes of couch grass (Fig. 10–12). The brown to black coloration is due to the presence of various brown compounds referred to in the literature as melanin. Many defects are surrounded by wound periderm (Fig. 36–39). As a consequence, for example, of sprout inhibition with IPC or CIPC, only individual periderm initials can be found in this position (Fig. 40). The cell walls within the area of the defects almost invariably stain red with safranin in contrast to the green of the surrounding storage parenchyma by fast green (Fig. 31, 34, 40). Occasionally fungal conidia, spores and hyphae are to be found on or in the defects (Fig. 35). These are killed during frying. Metabolic products such as aflatoxin were not found.

     

Résumé

  1. 1.

    Des contrôles microscopiques de coupes au microtome, matériel inclu à la paraffine, colorées, permettent d'identifier et de classer les structures histologiques et cytologiques des pommes de terre crues, des rondelles et bâtonnets crus, des chips ainsi que des sticks (pommes allumettes) cuits dans l'huile et d'obtenir des renseignements sur leur comportement lors de la cuisson à l'huile. Les structures des parois cellulaires des pommes de terre crues sont maintenues dans les produits cuits dans l'huile (fig. 16–24, 31–34, 36–40). La dissolution de la lamelle médiane durant la cuisson dans l'huile a pour conséquence la formation de fissures et de cavernes (fig, 20, 22, 24, 32, 34, 37 39), qui peuvent apparaître comme des bulles sous la surface (fig. 5). La lumière polarisée permet de reconnaître avec le microscope les idioblastes, les cellules pierreuses et les cellules à cristaux (fig. 16–18). L'amidon réparti irrégulièrement dans le tubercule (fig. 13) se gonfle et devient collant par l'action de la chaleur, mais reste dans la cellule (fig. 14, 15). Dans le parenchyme cortical, les cristaux de protéines maintiennent leur forme cubique reconnaissable au microscope (fig. 16, 17, 23, 24).

     
  2. 2.

    Dans les produits frits, on peut trouver des structures qui diffèrent de la couleur dorée jusqu'à brun clair du parenchyme de réserve (fig. 2). Ces structures sont déjà présentes dans les tubercules crus et ont souvent une apparence foncée, brune à noire. Par la cuisson à l'huile, la coloration de ces taches peut devenir plus intense. Une nouvelle formation de taches foncées n'a pas été observée par la cuisson à l'huile. Les températures et le temps de cuisson appliqués dans l'industrie ne provoquent pas de noircissement (brûlure). Une cuisson prolongée dans l'huile a pour conséquence uniquement des rebuts avec une coloration brune plus intense (fig. 2).

     
  3. 3.

    Dans des conditions normales, on obtient souvent un brunissement de la moelle centrale ainsi que des vaisseaux vasculaires, ceci par le taux de sucre plus élevé que celui du parenchyme de réserve (réaction de Maillard) (fig. 1, 3 et 4). L'épluchage ne permet pas d'éliminer toutes les différentiations telles que les yeux, ombilics et la peau du tubercule. Par leur morphologie (fig. 7–9), ces restes sont facilement reconnaissables au microscope (fig. 19–24) dans le produit frit. Les colorants naturels reconnaissables à la couleur rouge ou verte des tissus, résistent à la cuisson dans l'huile (fig. 6). Lors de la cuisson, l'anthocyane passe du rouge au violetbleu, réaction liée au pH. Par sa fluorescence rouge, la chlorophylle peut être localisée dans les tissus de couleur verte.

     
  4. 4.

    Outre ces différentiations dites normales, on peut observer sur les chips ou les sticks des taches et des stries foncées de couleur brun-noir (fig. 25–29). Dans cette même catégorie, on classe également les fissures (fig. 30) et des trous bordés de noir dans la texture des chips (fig. 10 et 27). Lors d'une germination interne ou lorsque le tubercule est perforé par un rhizome de chiendent, on peut retrouver des restes de ces derniers (fig. 10 12). La couleur brun-noir provient de substances brunes décrites dans la littérature comme des mélanines. Beaucoup de parties foncées sont bordées d'un périderme de cicatrisation (fig. 36–39). Par le traitement avec un antigerme comme l'IPC ou le CIPC, le périderme de cicatrisation ne se forme que partiellement ou pas du tout (fig. 40). Les parois cellulaires du parenchyme à proximité des parties foncées deviennent vertes colorées avec de la Fast green, tandis que celles des parties foncées se teignent rouges avec de la Safranine (fig. 31–34, 40). Parfois, on observe des hyphes ou des germes de champignons sur les parties foncées (fig. 35), la cuisson détruit ces dernières. Des métabolites tels que les aflatoxines n'ont pas été décelés.

     

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Copyright information

© Kluwer Academic Publishers 1978

Authors and Affiliations

  • M. Häcker
    • 1
  • E. Hanssen
    • 1
  1. 1.H. Bahlsens Keksfabrik KGHannoverBundesrepublik Deutschland

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