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tolle knolle
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Blaue Schweden
und Rote Kardinäle
Anthocyananalytik von pigmentierten Kartoffelsorten
Dr. Silke Hillebrand und Prof. Dr. Peter Winterhalter
Institut für Lebensmittelchemie, Technische Universität Braunschweig
Neben Mais, Reis und Weizen zählt die Kartoffel weltweit zu den
wichtigsten Grundnahrungsmitteln. Aus diesem Grund hat die
Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten
Nationen (FAO) das Jahr 2008 zum Internationalen Jahr der
Kartoffel erklärt. Mit globalen Events wie z. B. der deutschen
Wanderausstellung „Kartoffelwelt: Karriere einer Knolle“ wird
zurzeit eindrucksvoll die Bedeutung der nahrhaften und extrem
wandlungsfähigen Knolle demonstriert.
Die Kartoffel (Solanum tuberosum L.),
welche zur großen Familie der Nachtschattengewächse
(Solanaceae) gehört,
stammt ursprünglich aus den südamerikanischen
Anden, wo sie auch heute noch
mit einer enormen Sortenvielfalt angebaut
wird. Die ersten Knollen wurden bereits
vor gut 8.000 Jahren in Peru kultiviert.
Spanische Eroberer brachten jedoch erst
im 16. Jahrhundert die ersten Kartoffelknollen
nach Europa [1]. Lange Zeit wurde
die Kartoffelpflanze aufgrund ihrer
schönen Blüte lediglich als Zierpflanze
verwendet. Erst ca. 200 Jahre später gelang
der Knolle der Durchbruch als Nahrungsmittel,
wobei die Kartoffel bis heute
in Mitteleuropa zu den wichtigsten Grundnahrungsmitteln
zählt. In Deutschland hat
sich der jährliche Pro-Kopf-Verbrauch an
Kartoffeln in den letzten Jahren bei ca. 60
kg eingependelt, wobei der Anteil an veredelten
Kartoffelprodukten wie Chips,
Pommes oder Püreepulver etc. hierbei eine
immer größere Rolle spielt [1].
Farbige Sorten - voll im Trend
Es gibt weltweit ca. 4.000 verschiedene
Kartoffelsorten, von denen zurzeit allein
in Deutschland 211 Sorten zugelassen
sind [1]. Die einzelnen Varietäten unterscheiden
sich zum Teil beträchtlich in
Form und Farbe. Einige Sorten weisen
hierbei neben der bunten Färbung der
Schale eine ausgeprägte Pigmentierung
der gesamten Knolle auf. Besonders in
Gourmetkreisen werden farbfleischige
Kartoffeln als stärkehaltige Beilage geschätzt.
Im Zuge eines wachsenden Ernährungsbewusstseins
gewinnen diese
zum Teil sehr alten, pigmentierten Sorten
auch bei Verbrauchern zunehmend an Interesse.
Verantwortlich für die Farbe dieser
Knollen sind die Anthocyane. Hierbei
handelt es sich um natürliche, wasserlösliche
Farbpigmente, welche die rote,
blaue oder violette Färbung einer Vielzahl
an Obst- und Gemüsesorten bewirken.
Anthocyane gehören zu den sekundären
Pflanzenstoffen und werden zur Gruppe
der Polyphenole gezählt. Aufgrund ihres
außerordentlich hohen antioxidativen Potenzials
und ihrer guten Radikalfängereigenschaften
werden ihnen präventive und
gesundheitsfördernde Eigenschaften bei
einer Reihe von Erkrankungen (z. B. Herz-
Kreislauferkrankungen) zugesprochen.
Bunte Vielfalt
Bei bunten bzw. pigmentierten Knollen
unterscheidet man je nach Farbe zwischen
rot- und blaufleischigen Kartoffeln (Abb.
1). Verantwortlich für die Farbgebung ist
die jeweilige Anthocyanzusammensetzung.
Während blaufleischige Kartoffelsorten
als Hauptpigmente die 3-p-Cumaroylrutinosid-5-glucoside
des Petunidins,
Malvidins sowie Peonidins enthalten, dominiert
in rotfleischigen Sorten das analoge
Pelargonidin-Derivat Pelargonidin-3-pcumaroylrutinosid-5-glucosid.
Abb. 2
zeigt die Strukturen der vier Hauptpigmente.
In Deutschland sind nur sehr wenige
rotfleischige Vertreter bekannt (z. B.
Highland Burgundy Red, Red Cardinal,
Herbie 26) – anders als in den USA, wo
sehr viele rote Sorten angebaut werden.
Die meisten der hierzulande bekannten
bunten Sorten zählen deshalb zu den
blauen Varietäten darunter so klangvolle
Namen wie Hermanns Blaue, Blauer
Schwede, Olivia, Vitelotte oder Blue Salad
Potato.
Im Rahmen eines Screenings wurden
die Anthocyangehalte von 17 verschiedenen
farbfleischigen Sorten untersucht
[2]. Der Gehalt schwankt von Sorte zu
Sorte beträchtlich und korreliert mit dem
Grad der Färbung. Demnach hat die blaufleischige
Sorte Shetland Black, die lediglich
einen kleinen Anthocyanring im Inneren
enthält, einen sehr niedrigen Gehalt
von ca. 7 mg Anthocyane pro 100 g frische
Kartoffelmasse. Andere Sorten wie
die rotfleischige Kartoffel Red Cardinal
oder die blaufleischige Sorte Vitelotte, die
stark durchgefärbt sind, zeigen einen wesentlich
höheren Wert von ca. 100 mg/100
g frische Kartoffelmasse. Abb. 3 stellt die
erhaltenen Ergebnisse graphisch dar. Vergleiche
mit anderem Obst und Gemüse
haben ergeben, dass der Anthocyangehalt
von farbfleischigen Kartoffeln durchaus
mit dem anthocyanhaltiger Obst- und Gemüsesorten
wie Himbeeren, Erdbeeren
oder Auberginen konkurrieren kann [3].
Peter Winterhalter studierte an der
Technischen Hochschule in Karlsruhe
(1977–1982) Lebensmittelchemie. Nach
seiner Promotion 1988 absolvierte er einen
einjährigen Forschungsaufenthalt am Australian
Wine Research Institute in Adelaide
und arbeitete danach als wissenschaftlicher
Assistent an der Universität Würzburg, wo er
für das Fach Lebensmittelchemie habilitierte.
1997 erging der Ruf an die TU Braunschweig.
Abb. 1
Blau- und rotfleischige
Kartoffelsorten
Je bunter,
desto besser geeignet
zur Anthocyanisolierung
Die Bereitstellung von großen Mengen an
isolierten Anthocyanen ermöglicht eine
weitreichende, bisher nicht durchgeführte
Testung (u. a. Bioaktivitäts- und Bioverfügbarkeitsstudien,
Studien zum Farbverhalten)
dieser Substanzklasse. Eine geeignete
Methode zur Isolierung und
Charakterisierung von Anthocyanen aus
pigmentierten Kartoffeln ist die Low
Speed Rotary Countercurrent Chromatography
(LSRCCC). Hierbei handelt es sich
um ein flüssig-flüssig gegenstromverteilungschromatographischesTrennverfahren,
bei dem die Trennung des Analyten
aufgrund von Verteilungsvorgängen zwischen
zwei nicht mischbaren Lösungsmit-
Silke Hillebrand studierte Chemie an
der Universität Oldenburg (1990–1995)
sowie Lebensmittelchemie an der TU Braunschweig
(1997–1999). Seit 2000 ist sie als
wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut
für Lebensmittelchemie der TU Braunschweig
tätig und promovierte 2004 über
das Thema „Analytik von Polyphenolen in
Buntsäften im Hinblick auf Saftqualität,
Farbe und antioxidative Aktivität“.
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