Das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (Fraunhofer IVV) und das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (Fraunhofer IGB) haben eine neue Variante von Lebensmittelverpackungen vorgestellt. Die Haltbarkeit der Lebensmittel werde damit ähnlich wie durch herkömmliche Verpackungen verlängert. Die neue Verpackung kommt jedoch ohne Kunststoff aus. Nach der Benutzung ist sie problemlos zu recyceln, verspricht die Fraunhofer-Gesellschaft. Auf der Projekt-Website heißt es, das Recycling der biobasierten Verpackungen werde durch eine einfache enzymatische Auftrennung der Multilayer erleichtert. Damit sollen Verpackungshersteller und Verpacker den neuen Anforderungen des deutschen Verpackungsgesetzes nachkommen.
Im Projekt „Bioactive Materials“ nutzen die Forschenden Papier als Basismaterial zur Herstellung typischer und funktioneller Verpackungsmaterialien, heißt es bei der Gesellschaft: verschließbare Siegelrandbeutel oder Einschlagpapier. Das Papier werde über Standardverfahren mit einer speziellen Beschichtung versehen. Für diese Beschichtung nutzen die Forschenden Proteine und Wachse mit biobasierten Additiven. Die Formulierung der langzeitstabilen Beschichtung soll mehrere Funktionen erfüllen. „Zum einen dienen die Proteine als Sauerstoffsperrschicht und die Wachse als Wasserdampfbarriere, so trocknet beispielsweise Obst nicht so schnell aus. Zum anderen verleihen die biobasierten Additive antioxidative und antimikrobielle Wirkung. Fleisch und Fisch verderben dann nicht so schnell. Insgesamt wird die Haltbarkeit des Lebensmittels deutlich verlängert“, sagt Dr. Michaela Müller, Leiterin des Innovationsfelds Funktionale Oberflächen und Materialien am Fraunhofer IGB. Auch die Proteine in der Beschichtung übernehmen Aufgaben: Sie verhindern, dass Mineralöl aus dem Papier auf die Lebensmittel übergeht.
Die im Rahmen des Projekts entwickelten beschichteten Papiere präsentiert die Fraunhofer-Gesellschaft als Alternative zu derzeitigen Verpackungen für Lebensmittel aller Art: Obst und Gemüse, Fleisch und Fisch, Käse oder auch Süßwaren. Verbraucher könnten die papierverpackten Lebensmittel genauso lagern und handhaben wie mit Kunststoff verpackte. „Unsere papierbasierten Verpackungen sind auch für Lebensmittel geeignet, die gekühlt werden müssen, beispielsweise Fleisch. Hierbei bleibt die Schutzfunktion vor Sauerstoff erhalten“, so Müller. Auch Tiefkühlkost lasse sich darin verpacken. „Nach der Nutzung wandert die Verpackung in die Altpapiertonne, die Beschichtung ist biologisch abbaubar und stört das Papierrecycling nicht“, sagt Dr. Cornelia Stramm, Abteilungsleiterin am Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (Fraunhofer IVV).
Bei der Wahl der Rohstoffe für das Projekt setzte das Fraunhofer-Team nach eigenen Angaben auf natürliche, lebensmittelrechtlich zugelassene Substanzen. Für die Proteinkomponente etwa seien Raps, Lupinen, Molke und Sonnenblumen getestet worden. In der Praxis könnten landwirtschaftliche Betriebe nicht verwertete Reststoffe aus der Produktion an die Verpackungsindustrie liefern. Bei den Wachsen setzen die Forschenden auf Bienenwachs und auf Wachse, die aus dem in Nordmexiko vorkommenden Candelilla-Busch sowie aus der brasilianischen Carnauba-Palme gewonnen werden. „Wir haben uns für diese Wachse entschieden, da sie biologisch abbaubar, lebensmittelrechtlich zugelassen und auf dem Markt leicht verfügbar sind“, erklärt Müller.
In der Herstellung kommt klassische Labortechnik zum Einsatz, also Zerkleinern, Erhitzen, Rühren und Mixen. „Die Kunst besteht im Mischungsverhältnis und in der Reihenfolge, in der man die einzelnen Substanzen dazugibt. Die Flexibilität beim Mischungsverhältnis der Substanzen ermöglicht es uns auch, die Beschichtung für bestimmte Anwendungen zu optimieren“, sagt Müller. So könne etwa eine Verpackung für Fleisch durch mehr Antioxidantien eine antimikrobielle und antioxidative Wirkung entfalten, während der Salat in der Tüte durch eine Wachsbeschichtung gut vor Austrocknung geschützt sei.
Auch an praktische Aspekte haben die Forschenden gedacht. So soll sich neben Papier auch Karton mit der bioaktiven Beschichtung ausstatten lassen. Ein Bedrucken der Verpackung sei kein Problem, ein Hersteller könne sein Logo oder lebensmittelrechtlich vorgeschriebene Angaben zu Inhaltsstoffen aufdrucken. Auch Discounter und Lebensmittelhändler sollen von der Verpackung profitieren.
Die Projektpartner vom Fraunhofer IVV und vom Fraunhofer IGB experimentieren bereits mit Konzepten, bei denen die Beschichtung direkt auf Lebensmittel wie etwa Obst oder Gemüse aufgetragen wird und so die Haltbarkeit erhöht. Aus gesundheitlicher Sicht sei die essbare Beschichtung unbedenklich.
