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Beschichtetes Papier ersetzt Kunststoffverpackungen
18.05.2021
Kunststoffverpackungen sind hygienisch und verlängern die Haltbarkeit von Lebensmitteln. Dadurch helfen sie auch, Lebensmittelabfälle zu reduzieren. Auf der anderen Seite hat sich die Menge an Kunststoffabfällen durch Verpackungen in den vergangenen 20 Jahren mehr als verdoppelt. Die Fraunhofer Gesellschaft hat nun eine innovative und nachhaltige Alternative vorgestellt. Im Projekt „BioActiveMaterials“ entwickelten Forscher des Fraunhofer-Instituts für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) und des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) eine bioaktive Papierbeschichtung. Sie nutzten Papier als Basismaterial und überzogen es mit pflanzenbasierten Proteinen und Wachsen. Die so entstandene Verpackung kommt gänzlich ohne Kunststoff aus und kann ganz einfach im Altpapier entsorgt werden.
Deutlich länger haltbar
Die spezielle Beschichtung erfüllt gleich mehrere Funktionen. „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“, erklärt Dr. Michaela Müller, Leiterin des Innovationsfelds Funktionale Oberflächen und Materialien am Fraunhofer IGB. Die Proteine verhindern zudem, dass mineralölhaltiger Druckerfarbe aus dem Papier auf die Lebensmittel übergeht. Lebensmittelverpackungen müssen strenge gesetzliche Anforderungen erfüllen und dürfen keine Stoffe abgeben, die zu einer Beeinträchtigung der Lebensmittelsicherheit führen würden.
Für alle Arten von Lebensmitteln
Die neuen Verpackungen sind eine Alternative zu Kunststoffverpackungen für Lebensmittel aller Art, egal ob Obst, Gemüse, Fleisch, Fisch, Käse oder Süßwaren. Sie eignen sich auch für Lebensmittel, die gekühlt werden müssen sowie für Tiefkühlkost. Verbraucherinnen und Verbraucher können die papierverpackten Lebensmittel genauso lagern und handhaben wie die mit Kunststoff verpackten. Nach der Nutzung wird die Verpackung einfach in der Altpapiertonne entsorgt. Die Beschichtung ist biologisch abbaubar und stört das anschließende Recycling des Papiers nicht.
Proteine aus landwirtschaftlichen Reststoffen
Als Rohstoffe dienten dem Fraunhofer-Team ausschließlich natürliche und lebensmittelrechtlich zugelassene Substanzen. Für die Protein-Komponente können beispielsweise Raps, Lupinen, Molke und Sonnenblumen verwendet werden. Landwirtschaftliche Betriebe könnten also beispielsweise nicht verwertete Reststoffe aus der Produktion an die Verpackungsindustrie liefern. Bei den Wachsen haben die Forscher sowohl mit Bienenwachs experimentiert als auch mit Wachsen des Candelilla-Buschs aus Nordmexiko und der brasilianischen Carnauba-Plame.
„Wir haben getestet, wie effektiv die jeweilige Beschichtung das Lebensmittel vor Außeneinflüssen wie Wasserdampf, Sauerstoff und Mineralöl schützt“, erklärt Dr. Cornelia Stramm, Abteilungsleiterin am Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV. Bei den Mischungsverhältnissen sei man flexibel, sodass die Beschichtungen auf bestimmte Anwendungen zugeschnitten werden kann. So könnte eine Fleisch-Verpackung zum Beispiel durch mehr Antioxidantien eine besonders starke antimikrobielle und antioxidative Wirkungen entfalten. Und der Salat wird durch eine stärkere Wachsbeschichtung besonders gut vor dem Austrocknen geschützt.
Essbare Beschichtung direkt auf Lebensmittel
Die bioaktive Beschichtung eignet sich sowohl für Papier als auch Karton, so die Forscher. Und auch das Bedrucken ist problemlos möglich. Hersteller können die Verpackung also mit ihrem Logo und den entsprechenden Angaben zu den Inhaltsstoffen und weiteren Produktinformationen versehen. Die Projektpartner vom Fraunhofer IVV und vom Fraunhofer IGB experimentieren bereits mit Konzepten, bei denen die wachshaltige Dispersion direkt auf Lebensmittel wie Obst oder Gemüse aufgetragen wird und so deren Haltbarkeit erhöht. Aus gesundheitlicher Sicht ist die essbare Beschichtung unbedenklich.