Lebensmittelverpackungen auf Biobasis

Im Rahmen des BIOPACK-Projekts wurde die Nutzung von Materialien auf Biobasis zur Lebensmittelverpackung untersucht. Der Hauptschwerpunkt lag dabei auf der Qualität und der Sicherheit der Nahrungsmittel.

Für geriebene, in Scheiben geschnittene und ganze Käseprodukte wurden neue Arten proaktiver Verpackungsmaterialien auf Biobasis entwickelt. Auf der Grundlage von Polylactiden (PLA) und Chitosan durchliefen die neu entwickelten Materialien über Plasmabeschichtung oder Nanoclay-Beigabe weitere Änderungsverfahren.

Durch die Zugabe von in Cyclodextrinen (CD) eingeschlossenen Konservierungsstoffen wurden Vorkehrungen in Bezug auf das Problem des Schimmelpilzwachstums auf der Käseoberfläche getroffen. Diese Innovation des Hinzufügens von Konservierungsstoffen in Form von CD in Materialien auf Biobasis könnte auch auf andere Verpackungsmaterialien übertragen werden.

Das neue Verpackungskonzept umfasst PLA, in CD eingeschlossene Konservierungsstoffe, Oxygen-Scavenger (zur Bindung und zum Entzug von Sauerstoff) von hoher Kapazität, chitosan-bioaktives natürliches Polymer zur Abänderung von PLA-Verpackungsmaterialien sowie Nanoclay- und Plasmabeschichtung. Im Vergleich zu anderen konventionellen Materialien kann die neuartige Bioverpackung zu jedem wettbewerbsfähigen Preis angeboten werden.

Ein Teil der Projektergebnisse umfasste die Herstellung von PLA-/Nanoclay-Filmen, die im Gegensatz zu vollständig abgeschälten Filmen eine geringe Durchlässigkeit für Sauerstoff und Wasserdampf aufweisen. Es gab zwei Möglichkeiten, Nanoclay-Filme zu produzieren. Eine bestand darin, das Material mit Nanoclay zu verbinden, die andere darin, das Material mit mehrerschichtigem Nanoclay zu überziehen.

Nanoclays wurden verschiedenen PLAs, sowohl den „flexibilisierten“ als auch den „unflexibilisierten“, beigefügt und mit Hilfe des Doppelschneckenextruders einer Pilotanlage zu einem Film gespresst. Es wurde gezeigt, dass diese Kombination in trockener Form die thermische Stabilität von PLA verbesserte, und Nanoclay wurde mit einem annehmbaren Erscheinungsbild hergestellt.

Die Analyseergebnisse wiesen darauf hin, dass die Nanoclay-Verbindung die Durchlässigkeit mindern kann, wenngleich auch die gewünschten Ziele in Hinblick auf Nanoclays mit „flexibilisierten“ PLA noch nicht erreicht wurden. Zu den entscheidenden Faktoren, die eine Verminderung der Durchläsigkeit bei PLA-Filmen bewirken, zählen die Verarbeitungsbedingungen, die Extrudereigenschaften und die Auswahl der geeigneten Art von Nanoclays.

Die Einbeziehung von Nanoclays in die PLA-Filme kann sich positiv auf die Eigenschaften auswirken, indem die Freisetzung eines in Cyclodextrin eingeschlossenen antimikrobiellen Stoffes in die Filme vereinfacht wird. Die weitere Untersuchung und Bestätigung dieser Resultate kann für zukünftige Anwendungen im Bereich der Lebensmittelverpackung eine entscheidende Rolle spielen.