03.11.2009

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Viel Forschung um Stoffaustausch

Nach wie vor zu den wichtigsten Anforderungen an Packungsstoffe für ­Lebensmittel zählt der Schutz vor Licht, Sauerstoff, Geschmack oder ­anderen Einflüssen von aussen. Die Forschung dazu läuft auf Hochtouren.

Nach wie vor zu den wichtigsten Anforderungen an ­Packungsstoffe für Lebensmittel zählt der Schutz vor Licht, Sauerstoff, Geschmack oder Farbe. Dies zeigte sich an der Jahrestagung des Fraunhofer Instituts für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV), die im Juli in Freising (D) stattfand.
Derzeit arbeitet die Verpackungsindustrie daran, Sauerstoff-Fresser, sogenannte Scavenger, als absorbierendes Material in die Verpa­ckungs­­folie einzuarbeiten. Als aktive Packstoffe sollen diese Folien den restlichen Sauerstoff aus der Packung binden oder das Füllgut gegen den migrierenden Sauerstoff aus der Atmosphäre schützen. Bei Kunststoffver­bun­den kön­nen vor allem eisenbasierende Scavenger eingesetzt werden, beispielsweise in Menüschalen für Fertiggerichte. Für viele Lebens­mittel fehlen aber passende Lösungen, da die Scavenger den Restsauerstoff häufig nicht schnell genug entfernen können.

Stoffaustausch über die Verpackung
In eine ähnliche Richtung zielt das Activ ­Packaging. Aktive Verpackungsmaterialien ab­sorbieren gezielt Stoffe aus Lebensmitteln und dem Kopfraum von Packungen, oder sie desorbieren Stoffe dorthin. Bei den aktiv absorbierten Stoffen handelt es sich um Choles­te­rin, Ethylen, Fehlaromen, Wasser, Kohlen­dioxid und Laktose, bei den aktiv desorbierten Stoffen um antimikrobielle und antioxidative Substanzen, Aromastoffe, Ethylen, Kohlen­dioxid, Sauerstoff und Wasser.
Das Fraunhofer Institut führte diverse Versuche mit sorbinsäurebeschichteten Folien erfolgreich durch. Darin wurde die Wirksamkeit der Keimreduktion an der Oberfläche von Weichkäse von bis zu 106 Keimen nachge­wie­sen. Im Allgemeinen handelt es sich bei akti­ven Verpackungen immer noch um Nischen­produkte. Im Vergleich zu Japan, den USA und Australien werden sie im euro­päischen Raum kaum eingesetzt. Die Gründe liegen in Unklarheiten zum Nutzen, den ­zusätzlichen Kosten, der häufig unzureichenden Akzeptanz durch den Konsumenten und in begrenzenden rechtlichen Rahmen­bedingun­gen.
Obst und Gemüse sind atmende Produkte. Im Gegensatz zu lang haltbaren Lebens­mitteln, die möglichst dicht verpackt werden, muss die Verpackung für atmende Produkte eine hohe, aber definierte Durch­lässigkeit ­gegenüber Wasserdampf und den Gasen ­Sauerstoff und Kohlendioxid gewähr­leis­­ten. Zur Einstellung einer optimalen Feuchte sind verpackungstechnische Massnahmen nötig. Die Lösung könnte die Kombination mikro­per­forierter mit feuchteregulierenden Packstoffen sein.

Erhitzen mit Hochfrequenz
Schon weiter in der Entwicklung ist ein vielversprechendes Verfahren zur Erwärmung von Lebensmitteln in Kunststoff- und Glasverpackung. Am Fraunhofer IVV wurde eine Versuchsanlage aufgebaut, die mithilfe von Hochfrequenzwellen die Lebensmittel erhitzt. Mit der neuartigen Kombination der elektrischen Hochfrequenzfelder (27,12 MHz) mit einem Wasserbad können viele Einschränkungen der durchdringenden Erhitzung verpackter Lebensmittel überwunden werden. In den meisten Fällen wurde die Erwärmung um mehr als den Faktor 10 gegenüber dem konventionellen Prozess beschleunigt. Eine 2,7 kg schwere Brühwurst wurde beispielsweise in 24 Minuten auf Brühtemperatur gebracht, während der konventionelle Brühvorgang etwa 3,5 Stunden benötigt.
In einem weiteren Schwerpunkt widmete sich das Fachpublikum dem demografischen Wandel (siehe Kasten) sowie der Weiterentwicklung und den Veränderungen der Lebensweise innerhalb der Bevölkerung. Als Folge davon wird es künftig noch wichtiger, Ver­packungen altersgerecht zu gestalten.
Ein von der Arbeitsgemeinschaft industriel­ler Forschungsvereinigung «Otto von Guericke» gefördertes Forschungsprojekt «Easy Opening peelbarer Verpackungen» widmete sich dieser Thematik. Die Ziele des am Fraunhofer ­Anwendungszentrum für Verarbeitungsmaschinen und Verpackungstechnik (AVV) in Dresden bearbeiteten Projektes waren:
■ die Erarbeitung einer standardisierten Prüfrichtlinie zur Ermittlung von Peel- und Öffnungskräften an heissgesiegelten, peelbaren Verpackungen,
■ die Erarbeitung von Richtwerten für verbraucherfreundliche Öffnungskräfte (für Kundengruppen Kinder, Erwachsene im ­berufsfähigen Alter und Senioren).

EU-Gesetzgebung vor Herausforderungen
Die Gesetzgebung in Europa hinkt den Trends hinterher. So konzipierte die EU das derzeit gültige Gesetz für die sichere Herstellung und Verwendung von Bedarfsgegenständen und Verpackungsmaterialien für den Lebensmittelkontakt in den späten Siebziger- und frühen Achzigerjahren. Seit diesen Anfängen der ­Gesetzgebung auf diesem Gebiet haben
sich enorme Entwicklungen vollzogen. Dies
nicht nur auf der Verpackungsmaterial- und ­Lebensmittelseite, sondern auch hinsichtlich der wissenschaftlichen Erkenntnisse. Gemeint sind einerseits hochkomplexe Mehrschichtverbunde, in den meisten Fällen bedruckt und in vielen Fällen mit Kleberschichten (mit ­entsprechenden Migrationspotenzialen) und andererseits Lebensmittel, die mehr auf Bedürfnisse wie Convenience in der heutigen Zeit ausgerichtet sind, sowie auch das Aufkommen von Recyclingtechnologien, die es erlauben, solche Verpackungen für die Wieder­verwendung als Lebensmittelverpackung aufzubereiten.
Die Entwicklung im Bereich der sogenannt aktiven und intelligenten Verpackun­gen, die auch Nanopartikel enthalten können, löst bei den Konsumenten ein Unbehagen aus.
Für die noch vielen offenen und noch zu öffnenden Baustellen, für die es bislang noch keine oder keine zufriedenstellende Gesetzgebung gibt, ist ein systematisches und rasches Vorgehen gefordert.

* Die Autoren arbeiten an der Forschungsanstalt Agroscope Liebefeld-Posieux (ALP).

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