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Chlorpropham (CIPC), das wichtigste Keimhemmungsmittel für die Lagerung von Industrie-Kartoffeln, ist in der Schweiz nicht mehr zugelassen. Agroscope hat alternative Substanzen getestet, um die einheimische Produktion von Pommes frites und Chips sicherzustellen.
Chlorpropham (CIPC) ist ein weltweit seit Jahrzehnten eingesetztes Keimhemmungsmittel für die Lagerung von Kartoffeln über mehrere Monate. Nach der Überprüfung der Zulassungsdokumente ist CIPC aufgrund des ungünstigen toxikologischen Profils in der Europäischen Union seit Januar 2020 nicht mehr zugelassen.
In der Schweiz ist der Verkauf von CIPC seit dem 15. August 2020 verboten, und bestehende Lagerbestände durften nur noch bis zum 30. September 2020 verwendet werden. Dies bedeutet, dass in der Schweiz Kartoffeln zu Beginn der Lagerung 2020 noch mit CIPC behandelt werden durften, wenn bei diesen Behandlungen die gesetzlichen Fristen eingehalten wurden. Aufgrund der hohen Persistenz dieses Stoffes wurde jedoch von der CIPC-Behandlung der Kartoffeln im Jahr 2020 abgeraten, um Probleme mit Rückständen in den Knollen und in den Lagerzellen zu vermeiden.
Sechs alternative Wirkstoffe untersucht
Als Vorbereitung auf diese Situation hat Agroscope in Zusammenarbeit mit verschiedenen Partnern* von 2015 bis 2020 Versuche für Alternativen zu CIPC durchgeführt. Entsprechende Produkte müssen die Qualität der Knollen, die für die industrielle Verarbeitung (Pommes frites und Chips) bestimmt sind, während der Lagerung erhalten. Die Forschenden untersuchten die keimhemmende Wirkung von sechs Molekülen: L-Carvon (Bestandteil von ätherischem Minzenöl), Limonen (Bestandteil von ätherischem Öl der Orange), 1,4-Dimethylnaphtalin (1,4-DMN), 3-Decen-2-on, Maleinsäurehydrazid und Ethylen. Ethylen kann bei bestimmten Kartoffelsorten den Gehalt von unerwünschten reduzierenden Zuckern** erhöhen und wurde zusätzlich in Kombination mit 1-Methylcyclopropen (1-MCP) getestet. 1-MCP wirkt der Entstehung reduzierender Zucker entgegen, die zu einer unerwünschten Bräunung und in den verarbeiteten Produkten zur Entstehung von toxischem Acrylamid führen können.
Alle untersuchten Stoffe zeigten – in unterschiedlichem Masse – eine keimhemmende Wirkung bei den Knollen. Keiner der Stoffe wies jedoch eine vergleichbare Wirksamkeit wie CIPC auf und die Anwendung war in den meisten Fällen aufwändiger und/oder kostspieliger. Drei dieser Stoffe sind in der Schweiz bereits zugelassen: Ethylen, L-Carvon und Maleinsäurehydrazid. Bei allen drei gibt es allerdings Einschränkungen. 1,4-DMN, auf dem die Hoffnung der Branche ruht, ist in zahlreichen Ländern bereits zugelassen, seit kurzer Zeit auch in der Schweiz.
Die Forschung ist gefordert: Es gilt bei der Lagerung der Knollen die Keimung zu verhindern, die Qualität zu bewahren, toxische Rückstände und einen Anstieg des Gehalts reduzierender Zucker zu vermeiden – und dies alles über mehrere Monate.
*Partner: Schweizer Partner des Projekts: Fenaco, Zweifel, Innosuisse – die Schweizerische Agentur für Innovationsförderung und Swisspatat. Belgische Partner des Projekts: UPL Benelux, die Wallonische Region (EUREKA-Unterstützung) und die universitäre Forschungseinrichtung Gembloux Agro-Bio Tech.
**Reduzierende Zucker: Ein hoher Gehalt an reduzierenden Zuckern ist in Sorten für die industrielle Verarbeitung ungünstig, denn dadurch kann in den verarbeiteten Produkten ein unerwünschter Geschmack entstehen (Zuckergeschmack), beim Frittieren kann eine braune Verfärbung auftreten (Pommes frites und Chips), und es können sich toxische Stoffe wie Acrylamid bilden.
***Bildung von erhöhten Gehalten an reduzierenden Zuckern in Kartoffeln. Dieses unerwünschte Phänomen kann bei bestimmten Sorten auftreten, wenn sie bei tiefen Temperaturen gelagert werden, es gehört aber auch zum Prozess der physiologischen Alterung der Knollen.
Fazit
Alternative Stoffe zu CIPC müssen für eine gute Wirksamkeit mit neuen Lagerungsstrategien kombiniert werden. Die Forschenden bei Agroscope arbeiten an verschiedenen innovativen Ansätzen zur Keimhemmung:
- Es wurde ein Keimungsmodell entwickelt, mit dem der Keimungszeitpunkt einer bestimmten Sorte auf der Grundlage meteorologischer Parameter prognostiziert werden kann. Dieses Modell könnte dabei helfen, die Anwendung dieser Produkte zu reduzieren oder ganz darauf zu verzichten.
- Es sollten Verarbeitungssorten identifiziert werden, bei denen kein erhöhter Gehalt an reduzierenden Zuckern gebildet wird***, wenn sie bei tiefen Temperaturen (4 °C oder 6 °C), die das Keimen der Knollen verzögern, gelagert werden. Drei Sorten konnten bereits bestimmt werden: Lady Claire, Verdi und Kiebitz.
- Progressive Temperaturerhöhung: Bei dieser Methode werden Sorten, die gegenüber der Entstehung reduzierender Zucker empfindlich sind, bei tiefer Temperatur (4 °C) gelagert, anschliessend folgt eine stufenweise Temperaturerhöhung bis auf 15 °C. Mit dieser Methode kann der Gehalt reduzierender Zucker anfälliger Sorten erheblich reduziert werden.
Wissenschaftlicher Artikel
Lagerung von Kartoffelsorten für Pommes frites und Chips ohne CIPC: eine grosse Herausforderung