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Verpackungstrends von Schutzgas bis Hochfrequenz

Bericht aus der Fraunhofer IVV Jahrestagung 2009

von Foodaktuell Importer


Die Fraunhofer IVV Jahrestagung 2009, Lebensmittel verpacken: „Qualität – Convenience – Sicherheit“ lieferte einen Überblick über aktuelle Themen im Bereich Verpackungen, Verarbeitungsanlagen, Abfüllanlagen und deren Technologien.

Verpackung bedeutet u.a. Schutz gegen Verderb

Die Anforderungen an die Herstellung und das Verpacken von Lebensmitteln sind hoch. Hygienisch und wirtschaftlich hergestellte Lebensmittel werden sowohl von Konsumenten sowie auch vom Handel erwartet. Und die Arten der Lebensmittel ändern sich mittel- und langfristig mit dem demographischen Wandel, der Weiterentwicklung und den Veränderungen unserer Lebensweise.

Die Haltbarkeit vieler Lebensmittel wird durch Licht und Sauerstoff beeinflusst. Derzeit arbeitet die Verpackungsindustrie daran, Sauerstoff-Scavenger als absorbierendes Material bereits in die Verpackungsfolie einzuarbeiten. Als aktive Packstoffe sollen diese Folien den restlichen Sauerstoff aus der Packung binden oder das Füllgut gegen dem migrierenden Sauerstoff aus der Aussenatmosphäre schützen. Bei Kunststoffverbunden können vor allem eisenbasierende Scavenger Einsatz finden (z.Bsp. Menüschalen für Fertiggerichte). Für viele Lebensmittel fehlen aber noch passende Lösungen, da die Scavenger den Restsauerstoff häufig nicht schnell genug entfernen können.

Active Packaging – Möglichkeiten und Grenzen

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 Sorbinsäure beschichteten Folien erfolgreich durch. Die Wirksamkeit der Keimreduktion an der Oberfläche (Weichkäse) von bis zu 106 Keimen wurde nachgewiesen. Im Allgemeinen handelt es sich bei Aktiven Verpackungen immer noch um Nischenprodukte. Im Vergleich zu Japan, 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 Verbraucher und in begrenzenden, rechtlichen Rahmenbedingungen.

Frischeprodukte mit Schutzgas

Obst und Gemüse sind atmende Produkte und stellen deshalb ganz besondere Anforderungen and die Verpackung. 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 die Gase Sauerstoff bzw. Kohlendioxid gewährleisten. Zur Einstellung einer optimalen Feuchte sind verpackungstechnische Massnahmen nötig. Die Lösung der Wahl könnte die Kombination mikroperforierter Packstoffe mit feuchteregulierenden Packstoffen sein.

Easy Opening

Ein von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigung „Otto von Guericke“ gefördertes Forschungsprojekt „Easy Opening peelbarer Verpackungen“ widmete sich dieser Thematik. Die Ziele des am Fraunhofer AVV Dresden bearbeiteten Projektes waren:

1. Erarbeitung einer standardisierten Prüfrichtlinie zur Ermittlung von Peel- und Öffnungskräften an heissgesiegelten, peelbaren Verpackungen.

2. Erarbeitung von Richtwerten für verbraucherfreundliche Öffnungskräfte (für Kundengruppen Kinder, Erwachsene im berufsfähigen Alter und Senioren)
Im Herbst wird die Arbeit auf der Homepage des Fraunhofer-Institutes aufgeschaltet.

Hochfrequenzerhitzung von verpackten Lebensmitteln

Am Fraunhofer IVV wurde eine Versuchsanlage aufgebaut, die dieses Erhitzungsverfahren realisiert. 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 Brühwurst wurde beispielsweise in 24 Minuten auf Brühtemperatur gebracht, während der konventionelle Brühvorgang etwa 3.5 Stunden benötigt. Das neue Erwärmungsverfahren für Lebensmittel in Kunststoff- und Glasverpackung zeigt ein vielversprechendes Potenzial.

EU-Gesetzgebung vor neuen Herausforderungen

Die Gesetzgebung für die sichere Herstellung und Verwendung von Bedarfsgegenständen und Verpackungsmaterialien für den Lebensmittelkontakt wurde in den späten 70’er und frühen 80’er Jahren konzipiert. Seit diesen Anfängen der Gesetzgebung auf diesem Gebiet haben sich enorme Entwicklungen vollzogen. Dies nicht nur auf der Verpackungsmaterial- und Lebensmittelseite, sondern auch hinsichtlich des wissenschaftlichen Erkenntnisfortschritts.


Gemeint sind: hochkomplexe Mehrschichtverbunde, in den meisten Fällen bedruckt und in vielen Fällen mit Kleberschichten (mit entsprechenden Migrationspotenzialen) auf der einen Seite und Lebensmittel, die mehr auf die Bedürfnisse (Convenience, etc.) in unserer heutigen Zeit ausgerichtet sind. Auf der anderen Seite, das Aufkommen von Recyclingtechnologien, die es erlauben, solche Verpackung für die Wiederverwendung in Lebensmittelverpackung zu rezyklieren.

Die Entwicklung im Bereich der sogenannt aktiven & intelligenten Verpackungen, die auch Nano-Partikel enthalten können, lösen 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 spezifische Gesetzgebung gibt, ist ein systematisches und rasches Vorgehen gefordert. (Text: Walter Strahm und Pius Eberhard, Forschungsanstalt Agroscope Liebefeld-Posieux ALP)

Die wichtigsten Trends und Anforderungen an verpackte Lebensmittel:

erleichterte Handhabung und Zubereitung (Convenience)
hohe Ansprüche an die Produktqualität
Wunsch nach „Spezialitäten“
vorfabrizierte Produkte
leichte Verpackungen
recycelbare Verpackungen
günstig
Verpackung/Produkt muss auffallen
lange Haltbarkeit der Lebensmittel (Datierung)
Keine Migration von unerwünschten Stoffen aus Verpackungen

Über das Fraunhofer Institut IVV

Das Technikum des Fraunhofer Instituts in D-Freising besitzt diverse Extruder zur Kunststoffherstellung und Anlagen zur Herstellung von Verbundfolien (mehrschichtig). In den Labors können Kunststoffe auf deren Inhaltstoffe, Gasdurchlässigkeit und Migrationen untersucht werden. Das Fraunhofer Institut in Freising ist im deutschsprachigen Raum sicher „die“ Ansprechstelle, wenn es um Fragen in Zusammenhang mit Verpackungen geht.

Das IVV (Fraunhofer Institut für Verfahrenstechnik und Verpackungen) gehört zur Fraunhofer-Gesellschaft, welche mehr als 80 Forschungseinrichtungen, davon 57 Fraunhofer-Institute an 40 Standorten in ganz Deutschland für angewandte Forschung in Europa betreibt. Die Organisation beschäftigt 15’000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, überwiegend mit natur- oder ingenieurwissenschaftlicher Ausbildung.


Text: Walter Strahm, Pius Eberhard, Forschungsanstalt Agroscope Liebefeld-Posieux ALP

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