Aktiv und recyclingfähig? In dem Forschungsprojekt „Active Packaging“ hat das OFI praxisnah an der Entwicklung neuer Verpackungslösungen –  u.a. für Gewürze – geforscht

Nicht immer stellt die aktuell gewählte Verpackung die Ideallösung für die verpackte Ware dar. So kann es beispielsweise bei Schutzgasverpackungen aufgrund von Prozessschwankungen zu einem leicht erhöhten Sauerstoffeintrag kommen. Im Handel kann sich das durch Vergrauungen von Wurst oder Schimmelbefall bei Backwaren bemerkbar machen. Diesen unerwünschten Effekten kann durch den Einsatz aktiver Verpackungen entgegengewirkt werden.

Der Nutzen aktiver Verpackungen. Die primäre Aufgabe von Verpackungen ist klar: Sie schützen das Lebensmittel vor äußeren Einflüssen, wie z.B. Licht, Berührung, Verunreinigung oder auch Feuchtigkeit. Aktive Verpackungen gehen einen Schritt weiter und sorgen zusätzlich für einen besseren Qualitätserhalt und eine verlängerte Haltbarkeit der Produkte. Wie das funktioniert? Aktive Verpackungen treten gezielt mit dem Lebensmittel in Wechselwirkung und verbessern dadurch die Lagerbedingungen. Unter bewusster Interaktion versteht man entweder, dass die Verpackung beabsichtigt bestimmte Substanzen, wie z.B. Konservierungsstoffe, an das Lebensmittel abgibt, oder aber, wenn das Gegenteil passiert und sie dem verpackten Gut bestimmte Stoffe entzieht, z.B. Sauerstoff aus der Luft in der Verpackung absorbiert.
Sauerstoff führt zur Oxidation von Lebensmitteln und beschleunigt das Wachstum von Mikroorganismen, die wiederum dazu führen, dass Lebensmittel verderben. Verringert man die Sauerstoffkonzentration in der Lebensmittelverpackung, kann dieser Prozess verzögert werden und das Lebensmittel ist länger genießbar. So kann der Einsatz von aktiven Sauerstoffabsorbern hinsichtlich Vergrauungen von Wurst oder Schimmelbefall bei Backwaren Abhilfe schaffen. Auch antimikrobielle Schichten auf Verpackungsfolien können zu längeren Haltbarkeiten bei diesen Produktgruppen führen. Neben Sauerstoff ist Feuchtigkeit ein Faktor, gegen den aktive Verpackungen behilflich sein können. Bereits weit verbreitet ist der Einsatz von Saugeinlagen bei Fleischprodukten unter Schutzgas oder bei Beeren.
Um die Genießbarkeit von Lebensmitteln zu verlängern, nützen aktive Verpackungen also verschiedene Wirkprinzipien. Ob sich diese durch direkt in die Verpackung integrierte Bestandteile entfalten oder der Verpackung in Form von separaten Einlagen beigelegt werden, muss individuell auf das Füllgut abgestimmt werden.

Angewandte Forschung. Mit welchen Zusatzfunktionen Verpackungen einen noch besseren Produktschutz für bestimmte Nahrungsmittelgruppen bieten können, daran wurde in dem Kooperationsprojekt „Active Packaging“ geforscht. Gefördert von den Ländern NÖ und OÖ hat sich das Österreichische Forschungsinstitut für Chemie und Technik (OFI) direkt mit und für Unternehmen auf die Suche nach praxisnahen Lösungen gemacht. Dort wo sich bestehende Produkte, auch in leicht adaptierter Form, als nicht geeignet erwiesen, wurden Entwicklungsschritte für aktive Verpackungen mit entsprechenden Features gesetzt. Diese neu erarbeiteten Verpackungskonzepte mussten so konzipiert werden, dass sie auf den vorhandenen Abpackanlagen der Projektteilnehmenden lauffähig sind. Damit neue Lösungen nicht nur funktional, sondern auch nachhaltig sind, wurde bei allen Entwicklungen auf die Recyclingfähigkeit der eingesetzten Materialien geachtet.

Maßgeschneiderte Lösungen. Wie durch gezielte Interaktion von Verpackung und Lebensmittel die Produktqualität erhöht werden kann, zeigen die im Rahmen des Forschungsprojektes „Active Packaging“ entwickelten Lösungen. Für die Unternehmen, die sich an dem Projekt beteiligt haben, konnten maßgeschneiderte Konzepte erarbeitet werden, die sich künftig auch positiv auf Konsument*innenzufriedenheit und Umwelt auswirken sollen.
Für die Verpackung von farbigen Teigwaren konnten nach intensiven Untersuchungen im Rahmen des Forschungsprojektes Lösungen erarbeitet werden, die das Ausbleichen der Produkte verhindern. Eine Kartonverpackung oder eine individuell konzipierte Papierverbundbeutelverpackung sind Varianten, die in Österreich auch altpapiertauglich und somit recyc-lingfähig sind, was die Natürlichkeit der Produkte unterstreicht.
Inwieweit der Einsatz einer alternativen Ventillösung Vorteile bringt oder wie sich Sauerstoffabsorber auf die Qualität von Frischteigen auswirken, wurde ebenfalls beleuchtet. In den durchgeführten Tests hat sich gezeigt, dass sich die Ventillösung grundsätzlich eignet und auch preislich attraktiv wäre. Der Einsatz von Sauerstoffabsorbern hingegen zeigte keine signifikanten Auswirkungen auf die Qualität. Hier wird nach Projektende weiter geforscht: Eine Verbindung aus recyclingfähigem Ventil und recyclingfähiger Folie ist das Ziel.
Wie eine Platine schädlichen Sauerstoffeintrag bei der Verwahrung von Gewürzen begrenzen kann, auch mit dieser Frage hat sich das OFI im Projekt „Active Packaging“ beschäftigt und an der Entwicklung individueller Lösungsansätze für dieses Produktsegment geforscht. Dabei stellte sich heraus, dass mittels einer speziellen Platinenlösung ein positiver Einfluss auf die Produktqualität bei gleichbleibender Packungsintegrität erreicht werden kann. Allerdings sind hier noch tiefergehende Entwicklungsschritte nach Projektabschluss nötig. Zudem wurden auch recyclingfähige Materialverbunde mit hoher Gasbarriere näher beleuchtet, welche zukünftig als Gewürzverpackungen zum Einsatz kommen könnten.
Weiters wurde anhand von Praxisbeispielen die Anwendung recyclingfähiger Monomaterialfolien in Kombination mit Sauerstoffabsorbern erforscht. Für Schinkenverpackungen konnte so eine Lösung entwickelt werden, die nicht nur Mindesthaltbarkeiten von 30 Tagen ermöglicht, sondern auch eine gewohnt hohe Folientransparenz aufweist – ein wichtiger Aspekt für Konsument*innen beim Kauf von Wurstwaren. Die entwickelte Lösung ist nicht nur besonders leicht, sondern auch recyclingfähig.
Wie die im Rahmen des Forschungsprojektes „Active Packaging“ erarbeiteten Konzepte zeigen, erfüllen Verpackungen ihre zentrale Aufgabe des Produktschutzes dann am besten, wenn sie auf die individuellen Bedürfnisse des Füllguts zugeschnitten sind. Aktive Verpackungen können durch gezielte Interaktion mit dem Lebensmittel zusätzlich positiv auf Qualität und Haltbarkeit einwirken. Damit diese Lösungen funktional, nachhaltig und praxis-
tauglich sind, forscht das OFI als Mitglied der ACR (Austrian Cooperative Research) weiter mit der und für die Branche.

Text: Ing. Michael Krainz 
Seit über 20 Jahren begleitet Ing. Michael Krainz als Experte für Verpackungskonstruktion, -entwicklung und -prüfung Kunden bei der Optimierung ihrer Verpackungslösungen. Sein Know-how bringt er in mehreren Forschungsprojekten ein, in denen sich das OFI aktiv mit Themen wie Nachhaltigkeit, Kreislaufwirtschaft und innovativen Werkstoffen beschäftigt.

Kontakt: michael.krainz@ofi.at; www.ofi.at

 

Der Artikel ist erschienen in Pack & Log 07/2021

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