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International Day of Awareness of Food Loss and Waste: Unser Beitrag zur Lösung
Der „International Day of Awareness of Food Loss and Waste“ am 29. September naht, und wir richten wir unseren Blick auf diese globale Herausforderung, die uns alle betrifft und die wir dringend angehen müssen. Schätzungen zufolge geht jedes Jahr fast ein Drittel aller für den menschlichen Verzehr produzierten Lebensmittel verloren oder wird verschwendet – ein Problem mit weitreichenden wirtschaftlichen, ökologischen und sozialen Auswirkungen.
Verpackungen spielen eine entscheidende Rolle im Kampf gegen Lebensmittel-verluste. Sie konservieren und schützen Lebensmittel und die mit ihnen verbundenen Ressourcen über die gesamte Lieferkette hinweg, von der Produktion bis hin zu den Regalen und Kühlschränken der Verbraucher. Die Optimierung der Haltbarkeit eines Produkts hat für unsere Kunden oberste Priorität, und die richtige Verpackung hält Lebensmittel länger frisch, indem sie durch ihre Barriereeigenschaften den Kontakt mit Gasen oder Verunreinigungen verhindert.
Haltbarkeit verlängern
Unsere Barrierematerialien EVAL™ EVOH, PLANTIC™ und EXCEVAL™ können die Haltbarkeit und Sicherheit von verpackten Lebensmitteln erheblich verlängern. Sie sind zwar nicht das einzige Mittel zur Lösung dieses komplexen Problems, aber sie sind leistungsstarke Werkzeuge, die dazu beitragen können, den Verderb und den Verlust von Lebensmitteln während der Lagerung und des Vertriebs zu verhindern und damit letztlich die Lebensmittelverschwendung zu bekämpfen.
Es ist wichtig, das empfindliche Gleichgewicht zu verstehen, das wir bei der Bekämpfung von Lebensmittelverlusten und -verschwendung unter Berücksichtigung der Umweltauswirkungen von Verpackungen finden müssen. In der heutigen Welt treffen die Verbraucher zunehmend umweltbewusste Entscheidungen über die Produkte, die sie kaufen. Verpackungen müssen einerseits mit den Nachhaltigkeitszielen in Einklang stehen, andererseits aber auch praktisch, haltbar und für Konsumenten optisch ansprechend sein.
Unser Engagement für eine nachhaltige Zukunft
Auf unserem Weg, Lebensmittelverluste und -abfälle durch Barrierematerialien wie EVAL™ EVOH, PLANTIC™ und EXCEVAL™ zu reduzieren, engagieren wir uns auch weiterhin für die mit Verpackungen verbundenen Umweltbelange. Unser Ziel ist es, Verpackungslösungen anzubieten, die das richtige Gleichgewicht zwischen dem Erhalt von Lebensmitteln und der Minimierung ihrer Auswirkungen auf die Menschen und ihren Lebensraum finden.
Verpackung für FrischfleischVerpackung für trockene Lebensmittel
„Lassen Sie uns zusammen-arbeiten, um innovative Lösungen zu entwickeln, die einen noch deutlicheren Beitrag zur Reduzierung von Lebensmittel-verlusten und -abfällen leisten können. Gemeinsam können wir eine Zukunft aufbauen, in der Lebensmittel geschätzt, geteilt und genossen werden und gleichzeitig die Ressourcen unseres Planeten erhalten bleiben.“
Didier Houssier, Global Market Development Director EVAL
Fettflecken und Verfärbungen auf der Lebensmittel-Verpackung? Ein absolutes No-Go! Schließlich soll eine Hülle – auch wenn sie aus Papier oder Pappe ist – nicht nur schützen, sondern auch Appetit auf den Inhalt wecken.
Damit die Pizza nicht am Boden der Schachtel klebt, kein Fett durch die Pommestüte und das Sandwichpapier austritt und Flüssigkeiten den Getränkebehälter nicht einfach aufweichen, muss die Verpackung öl- und fettabweisend sein. Traditionell kommen hierfür Polyfluorierte Alkylsubstanzen, kurz PFAS, zum Einsatz. Nachhaltig sind die Chemikalien allerdings nicht. Sie wirken sich negativ auf die Umwelt aus. Doch es gibt eine Alternative: Exceval™, das als wasserbasierte Beschichtung genauso effektiv ist wie herkömmliche Fettbarrieren und dabei ohne Fluorchemikalien auskommt.
Verschiedene Papierverpackungen
PFAS in Lebensmittelverpackungen schaden der Umwelt
Damit Papierverpackungen makellos aussehen – ohne unschöne Flecken und Verfärbungen – müssen sie öl- und fettabweisend sein.Seit den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts setzt die Industrie deshalb auf synthetische Fluorchemikalien. Sie bestehen aus Kohlenstoff-Fluor-Bindungen, sind antihaftend, wasserresistent und fettabweisend.
Mittlerweile sind PFAS allerdings umstritten. Sie werden immer strenger reguliert und stoßen auf Ablehnung bei Verbrauchern, die auch bei Verpackungen zunehmend auf Nachhaltigkeit achten. Denn so nützlich die Eigenschaften von PFAS sind – es gibt ernsthafte Bedenken hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Umwelt. Die Chemikalien, oft als Ewigkeitschemikalien bezeichnet, sind extrem langlebig. Ihre stabilen chemischen Verbindungen sorgen dafür, dass sie sich unter natürlichen Bedingungen nur sehr langsam abbauen.
So belastet ein vermeintlich umweltfreundlicher Pappbecher, der mit PFAS beschichtet ist, die Umwelt noch lange über seine Nutzungsdauer hinaus. Betroffen sind etwa aquatische Ökosysteme und die darin lebenden Tiere, deren Gleichgewicht gestört wird, wenn die Verpackungen nicht fachgerecht entsorgt werden.
Perfluoroctansäure, eine der am besten untersuchten PFAS
Der Wandel in der Verpackungsindustrie: Von PFAS zu nachhaltigen Alternativen
Regierungen, Behörden und NGOs weltweit erkennen die Dringlichkeit des Problems. „PFAS stehen in Europa und den USA zunehmend unter Beobachtung und Markeninhaber suchen nach neuen nachhaltigen Lösungen“, sagt Heiko Mack, Direktor der Poval-Sparte von Kuraray.
Die Europäische Chemikalienagentur (ECHA) plant, alle PFAS zu verbieten – je nach Anwendungsfall entweder sofort oder schrittweise. Auch andere Akteure ziehen nach: Die NGO ChemSec hat 370 PFAS zu ihrer SIN-Liste hinzugefügt und in den USA wollen mindestens 28 Bundesstaaten Maßnahmen gegen PFAS ergreifen. Einige denken sogar über ein komplettes Verbot der Chemikalienklasse nach.
Am 24. April 2024 verabschiedete das Europäische Parlament die Verordnung über Verpackungen und Verpackungsabfälle (PPWR). Die PPWR verbietet Lebensmittelverpackungen, die perfluorierte und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) in Konzentrationen enthalten, die bestimmte Grenzwerte erreichen oder überschreiten (Art. 5 PPWR). Die Definition der PFAS-Stoffe, die in den Anwendungsbereich fallen, und die entsprechenden verbotenen Konzentrationen wurden dem allgemeinen Vorschlag für PFAS-REACH-Beschränkungen entnommen, der derzeit von der ECHA geprüft wird. Die Aspekte möglicher PFAS-REACH-Beschränkungen können sich während der Vorbereitung durch die ECHA noch ändern.
Die gute Nachricht: PFAS lassen sich in den meisten Lebensmittelkontakt- und Verpackungsanwendungen leicht ersetzen. Beispielsweise mit Exceval™, einem fluor-freiem, inhärent biologisch abbaubarem und repulpierbarem Barriere-Polymer, das als Beschichtung für Papier oder Karton dient
Heiko Mack, Direktor der Poval-Sparte bei Kuraray
Leistungsstarker Schutz und ansprechende Ästhetik für Lebensmittelverpackungen
Barriereschichten werden auf papierbasierte Verpackungen aufgetragen. Sie schützen die Fasern, sorgen dafür, dass die Struktur erhalten bleibt und beugen Flecken vor. Sie bewahren den Inhalt vor äußeren Einflüssen und verhindern gleichzeitig, dass Öl, Fett und Flüssigkeiten aus Lebensmitteln in die Verpackung eindringen.
„Die Fettresistenz erfüllt nicht nur einen praktischen Zweck, indem sie die Verpackung vor ihrem Inhalt schützt. Sie hat auch eine ästhetische Bedeutung“, betont Heiko Mack. „Wenn die Verpackung verfärbt ist oder minderwertig wirkt, entscheiden sich die Verbraucher möglicherweise für ein anderes Produkt. Hier bietet Exceval™ eine Lösung. Verpackungen, die damit beschichtet sind, sind hochtransparent, glänzend und lassen sich optimal bedrucken.”
Papierbeutel in verschiedenen Größen
Innovative und umweltfreundliche Barrieretechnologie für Verpackungen
Exceval™, ein modifiziertes Polyvinylalkohol (PVOH), ist ein nicht-ionisches, wasserlösliches Polymer, das feuchtigkeitsresistenter ist als andere Polyvinylalkohole. Es eignet sich ideal als Barriereschicht für Verpackungen: Seine lineare, kristalline Struktur in Kombination mit hydrophilen Eigenschaften schützt den Inhalt zuverlässig vor Fett, Öl und Mineralölen. Auch vor Sauerstoff und Gasen wie Kohlendioxid bieten Exceval™-beschichtete Verpackungen einen effektiven Schutz. Das Ergebnis: Produkte bleiben länger frisch. Selbst bei hoher Luftfeuchtigkeit gewährleistet Exceval™ eine starke Sauerstoffbarriere von weniger als 1 cm³·m¯²·day¯¹·atm¯¹.
Die lösungsmittel- und chlorfreie Beschichtung ist umweltfreundlich und eignet sich für verschiedene Materialien. Sicherheitstechnisch erfüllt sie die Standards von BFR 36, FDA (FCN 1179) und China GB, sodass sie bedenkenlos für Lebensmittelverpackungen verwendet werden kann.
EXCEVAL™-beschichtete Papierbeutel
Die Struktur einer typischen Verpackung, wie beispielsweise eine Papiertüte, kann so aufgebaut sein: Papier, gefolgt von einer Schutzschicht gegen Feuchtigkeit, einer EXCEVAL™-Beschichtung und abschließend einer Hitzeversiegelungsschicht. Im Lebensmittelsektor sind solche Verpackungslösungen bereits im Einsatz. Eine dünne Schicht des wasserlöslichen EXCEVAL™ fungiert dabei als Aroma- und Sauerstoff-Barriere. Auftragen lässt es sich mit gängigen Techniken wie Rotationstiefdruck oder Stäbchen-beschichtung. Für die innere Schicht, die vor Hitze schützt, kommen Dispersionen wie Polyolefin oder andere Polymere zum Einsatz.
Im Sinne der Nachhaltigkeit bietet EXCEVAL™ einen entscheidenden Vorteil: Da es – anders als herkömmliche Fluorpolymere – wasserlöslich ist, können diese Verpackungen problemlos in Papierfabriken recycelt werden. Heiko Mack betont: „Kuraray legt großen Wert darauf, nachhaltige Verpackungslösungen zu entwickeln und macht keine Kompromisse bei der Qualität. Denn die Verpackung muss schließlich immer noch ihre Hauptfunktion erfüllen: das Produkt zu schützen.“
Papierbeutel
Verschiedene PFAS Alternativen von Kuraray
Außer EXCEVAL™, bietet Kuraray folgende weitere Barrierematerialien als möglichen Ersatz für PFAS:
In den kommenden Artikeln werden wir Ihnen weitere detaillierte Einblicke und Updates zu unseren PFAS-Alternativen für Verpackungen geben..
Haben Sie Fragen zu unseren Produkten oder möchten Sie mehr über Materialien für nachhaltige Verpackungen erfahren? Kontaktieren Sie uns und lassen Sie uns gemeinsam an einer nachhaltigeren Verpackungszukunft arbeiten!
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Unter Schutzatmosphäre verpackt: Das steckt hinter der MAP-Verpackung
Die Schutzgasverpackung oder auch MAP-Verpackung, engl. modified atmosphere packaging (MAP), ist eine Verpackungs- und Konservierungstechnologie. Dabei wird die Gasatmosphäre innerhalb der Verpackung optimiert, die ein Lebensmittel oder ein anderes verderbliches Produkt umgibt, um es frisch zu halten und seine Haltbarkeit zu erhöhen. Verschiedene Methoden und Verpackungsmaterialien sind im Einsatz, um Oxidation, Zellatmung und das Wachstum von Mikroben zu hemmen.
Rindfleisch in einer „high-O2“ MAP-Verpackung
Wie funktioniert die Schutzgas- bzw. MAP-Verpackung?
Oxidation, Zellatmung und das Wachstum von Mikroben sind die Hauptursachen für eine verkürzte Haltbarkeit von verderblichen Produkten. All diese Prozesse hängen vom Verhältnis von Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid (oder ihrer Abwesenheit) ab, die das Produkt umgeben. Deshalb zielt die MAP-Verpackung darauf ab, dieses Verhältnis zu optimieren, um die Produkte maximal frisch zu halten.
Gut zu wissen
Die Haltbarkeit (engl.: shelf life) eines verderblichen Produkts ist der Zeitraum, in dem das Produkt noch für den menschlichen Verzehr empfohlen wird.
Die Umgebungsluft wird aus der Verpackung verdrängt und durch ein anderes Gas oder eine spezielle Schutzgasmischung ersetzt. Die meisten MAP-Gasmischungen enthalten weniger Sauerstoff, dafür aber viel mehr Stickstoff und/oder Kohlenstoffdioxid im Vergleich zur Umgebungsluft. Damit soll z.B. das Bakterienwachstum bei Käse und anderen Milchprodukten oder die Atmungsrate von Obst und Gemüse reduziert werden.
Im Gegensatz dazu können bestimmte andere Produkte wie Rindfleisch im Rahmen eines „high-O2“ MAP-Verfahrens verpackt werden, das im Vergleich zur Standardluft mehr Sauerstoff enthält. Sauerstoff wird hinzugefügt, um Verfärbungen zu verhindern.
Grundsätzlich wird zwischen 2 Arten von MAP-Verpackung unterschieden: 1 – aktiv und 2 – passiv. Wir werden sie später genauer definieren und Beispiele geben. Zunächst schauen wir uns jedoch die in der MAP-Verpackung verwendeten Gase und ihre Funktionen näher an.
Die Gasmischung, die in der MAP-Verpackung verwendet wird, hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie zum Beispiel der Art des verderblichen Produkts, den Verpackungsmaterialien, der Lagerungstemperatur und der erwarteten Lagerdauer.
Sauerstoff
Sauerstoff ist eine hochreaktive Chemikalie. Er ist verantwortlich für verschiedene chemische Reaktionen und seine Anwesenheit beschleunigt das Wachstum von Mikroben. In den meisten Fällen wird Sauerstoff zum Verderb von Lebensmitteln beitragen, daher sollte er aus der MAP-Verpackung ausgeschlossen werden. Es gibt jedoch ein paar Ausnahmen, bei denen das Hinzufügen von zusätzlichem Sauerstoff in die Verpackung positive Auswirkungen auf die Haltbarkeit des Produkts haben kann.
Obwohl bestimmte Einzelfälle davon abweichen können, gilt als Faustregel: Die Reaktionsfreudigkeit von Sauerstoff muss sorgfältig kontrolliert werden.
Die Reduzierung von Sauerstoff in Verpackungen verlangsamt die Lipidoxidation, die Bräunung und das Wachstum von Mikroben und erhöht so die Haltbarkeit der meisten verderblichen Produkte. Andererseits hilft die Hinzugabe von verpackungsinternem Sauerstoff rotem Fleisch, seine rote Farbe beizubehalten und bestimmten Gemüsesorten wie Blattgemüse, ihre grüne Farbe, Textur und Qualität zu erhalten.
Kohlenstoffdioxid
Kohlenstoffdioxid verlangsamt das Wachstum von Mikroben, da es in ihre Zellmembranen eindringen und die Zellatmung hemmen kann – ein Prozess, der für die Vermehrung von Mikroben notwendig ist. Deshalb setzen bestimmte MAP-Verpackungen, wie solche für Hartkäse, eine Atmosphäre von 100% CO2 ein.
Jedoch ist die Verwendung von 100% CO2 nicht immer die beste Option, sowohl aus wirtschaftlichen als auch aus chemischen Gründen:
CO2 ist teurer in der Produktion oder Beschaffung als Stickstoff.
Unter bestimmten Bedingungen kann CO2 in chemische Reaktionen eingehen. Es kann zum Beispiel mit Wasser reagieren und Kohlensäure bilden, die den pH-Wert des Lebensmittels leicht senken kann. Dies kann sich negativ auf die sensorischen Eigenschaften und die Haltbarkeit bestimmter Lebensmittel auswirken.
Deshalb wird CO2 oft zusammen mit Stickstoff in MAP-Verpackungen eingesetzt. Im Falle von rotem Fleisch oder bestimmten Gemüsesorten wird CO2 zusammen mit Sauerstoff eingesetzt, der unter anderem für die Farbstabilität benötigt wird.
Stickstoff
Stickstoff ist ein relativ träges Gas, das kaum chemische Reaktionen mit anderen Substanzen eingeht. Daher wird es als Füllgas verwendet, um Sauerstoff zu verdrängen und eine Schutzatmosphäre um das Produkt zu bilden. Aufgrund seines günstigeren Preises und seiner im Vergleich zu CO2 hohen chemischen Stabilität wird es verwendet, um die Integrität der Verpackung aufrechtzuerhalten.
Stickstoffbehälter
Edelgase
Edelgase wie Argon und Helium werden manchmal als Ergänzung oder Ersatz für Stickstoff in MAP-Verpackungen verwendet. Sie sind sogar noch reaktionsträger als Stickstoff und eignen sich für bestimmte, hochsensible Produkte wie frische Meeresfrüchte. Ihre Verwendung ist jedoch aufgrund ihrer Verfügbarkeit und Kosten begrenzt.
Kohlenstoffmonoxid
Einige MAP-Verpackungen für rotes Fleisch enthalten eine geringe Konzentration von Kohlenstoffmonoxid (z.B. <0,4%). Dieses Gas reagiert mit Myoglobin, einem Protein, das für die rote Farbe des Fleisches verantwortlich ist. Ihre Reaktion bildet Carboxymyoglobin, ein leuchtend rotes Pigment, das stabiler und optisch sogar noch ansprechender ist als Myoglobin. Außerdem: Die Anwesenheit von CO in der Verpackung von rotem Fleisch hemmt die Oxidation von Lipiden, was die Haltbarkeit erhöht und den Geschmacksverlust verringert.
Die Verwendung von Kohlenstoffmonoxid ist umstritten, da die Substanz für den Menschen giftig ist. Die Konzentration von CO in MAP-Verpackungen ist jedoch sehr gering, was auch das Gefahrenpotenzial minimiert (dieses Argument gilt für Verbraucher, nicht unbedingt für Fabrikarbeiter in der Fleischindustrie). Dennoch ist der Einsatz in Lebensmittelverpackungen in der EU, Japan und einigen anderen Ländern verboten. In den Vereinigten Staaten ist die Verwendung von CO innerhalb bestimmter Schwellenwerte erlaubt, aber es muss auf der Verpackung klar gekennzeichnet sein.
Beispiele für Schutzgasgemische für verschiedene Produkte
Diese Gasgemische sind nur Beispiele. Die meisten der nachfolgenden Begriffe beschreiben eine ganze Kategorie von Produkten, sodass es sich hierbei um Vereinfachungen handelt. Individuelle Gasgemische können davon abweichen.
Sauerstoff (%)
Kohlenstoffdioxid (%)
Stickstoff (%)
Rotes Fleisch
70
30
–
Geflügel
20
30
50
Schweinesteak
50
20
30
Fisch
–
60
40
Hartkäse
–
100
–
Weichkäse
–
30
70
Brot
–
50
50
Frische Pasta
–
50
50
Obst & Gemüse
5
5
90
Verzehrfertige Salate
20
30
50
Kaffee
–
–
100
Flüssige Lebensmittel und Getränke
–
–
100
Kohlensäurehaltige Getränke
–
100
–
Arten von MAP-Verpackungen
Es gibt 2 allgemeine Arten von MAP-Verpackungen, die als aktive MAP-Verpackungen und passive MAP-Verpackungen bezeichnet werden.
Aktive MAP-Verpackungen
Bei der aktiven MAP-Verpackung werden die Gase in der Verpackung entfernt und durch ein neues Schutzgas oder eine neue Schutzgas-Mischung ersetzt.
Gasspülung
Die Gasspülung ist die häufigste Form von aktiven MAP-Verpackungen. Dabei wird aktiv Gas in die Verpackung gepumpt, um die Umgebungsluft zu verdrängen. Das meistverwendete Gas ist Stickstoff, der als harmloses, chemisch inertes Füllgas wirkt. Er hemmt die Oxidation und das Wachstum von Mikroorganismen und hält die Integrität der Verpackung aufrecht.
Aufgrund der weiten Verbreitung von Stickstoff als Schutzgas bezeichnen einige Quellen die Gasspülung als „Stickstoffspülung“(engl.: nitrogen flushing) oder verwenden die Begriffe „Gasspülung“ und „MAP-Verpackung“ oder „sauerstoffarme Verpackung“(engl.: low oxygen packaging) als Synonyme.
Dies ist jedoch eine Vereinfachung. Je nach verderblichem Produkt und seinen Eigenschaften können auch andere Gase verwendet werden. Dazu gehören beispielsweise Kohlenstoffdioxid, Sauerstoff, bestimmte Edelgase oder kundenindividuelle Schutzgasmischungen. Außerdem ist die Gasspülung nicht die einzige Methode der MAP-Verpackung.
Macarons in einer Aroma-MAP bei der Gasspülung
Sauerstoffabsorber- oder Entfeuchtungspacks
Sauerstoffabsorber- oder Entfeuchtungspacks ergänzen häufig die MAP-Verpackung. Sauerstoffabsorber, auch als Sauerstofffänger bezeichnet, sind Beutel, die mit Eisenpulver gefüllt sind und dazu dienen, Sauerstoff aus der Atmosphäre zu ziehen. Entfeuchtungspacks sind mit Substanzen wie Silicagel oder Aktivkohle gefüllt. Sie sollen Feuchtigkeit aufnehmen, um Lebensmittelverderb und Mikrobenwachstum zu hemmen. Sauerstoffabsorber und Entfeuchtungspacks haben jeweils einen separaten Zweck und können nicht austauschbar verwendet werden.
Es ist umstritten, ob Sauerstoffabsorber und Entfeuchtungspacks tatsächlich eine Art von (aktiver) MAP-Verpackung sind. Einerseits beeinflussen sie die Atmosphäre um das Lebensmittelprodukt herum. Andererseits: Die von den Sauerstoffabsorber- oder Entfeuchtungspacks absorbierten Gase und die Feuchtigkeit verlassen die Verpackung nicht – sie werden lediglich in einem kleinen Bereich innerhalb der Verpackung konzentriert.
Sauerstoffabsorberpack
Aromaschutzventile
Aromaschutzventile sind eine weitere aktive Methode der modifizierten Atmosphärenverpackung: Kleine Einweg-Ventile ermöglichen die kontrollierte Freisetzung von Gasen aus dem Inneren der Verpackung nach außen. Umgekehrt können jedoch Umgebungsluft oder Feuchtigkeit von außen nicht eindringen.
Aromaschutzventile verändern die Atmosphäre in der Verpackung, um die Haltbarkeit des Produkts zu erhöhen. Sie können auch den Verlust von Geschmack und Aroma hemmen sowie das Platzen der Verpackung verhindern – insbesondere bei solchen verderblichen Produkten, die dafür bekannt sind, viel Gas abzugeben. Dies ist beispielsweise bei Kaffeebohnen der Fall: Sie neigen dazu, CO2 zu akkumulieren. Aromaschutzventile werden jedoch auch auf Verpackungen von anderen Produkten wie frischem Gemüse und Obst angewendet, die eine Atmung benötigen.
Aromaschutzventil in einer Kaffeepackung
Passive MAP-Verpackungen
Die passive MAP-Verpackung verwendet „atmungsaktive“ oder permeable Folien, die im Laufe der Zeit die gewünschte Atmosphäre entwickeln.
Barrierefolien
Barrierefolien sind die „passive” Form von modifizierter Atmosphärenverpackung: Die Permeabilität „atmungsaktiver“ Folien wird genau darauf abgestimmt, mit der Atmungsrate des Produkts zusammenzuarbeiten. Ihre Aufgabe ist es, die Umgebungsluft in der Verpackung im Laufe der Zeit in eine optimierte Atmosphäre zu verändern. Die Barrierefolien hindern gleichzeitig Sauerstoff und Feuchtigkeit daran, von außen in die Verpackung zu gelangen.
Im Zusammenhang von Barrierenfolien setzt sich zunehmend eine neue Technologie durch: „Smarte“ Verpackungsfolien, wie beispielsweise Farbwechselfolien, die mit pH-empfindlichen Indikatoren versehen sind, können Probleme in der Verpackung erkennen und bei der Überwachung der Frische helfen. Intelligente Barrierenfolien sind Teil einer größeren Untergruppe von Technologien namens „intelligente Verpackungen“(engl. smart packaging), die verschiedene veränderungsempfindliche Komponenten zur Überwachung der Produktqualität einbeziehen.
Tablett mit geschnittenem Gemüse, das in eine Barrierefolie eingewickelt ist
Vakuum-Skin-Verpackung
In der MAP-Verpackung wird die Zusammensetzung der gasförmigen Atmosphäre um ein Produkt herum verändert, während bei der Vakuum-Skin-Verpackung die Atmosphäre vollständig entfernt wird. Daher ist die Vakuum-Skin-Verpackung keine Art von MAP-Verpackung, aber die beiden Verpackungstypen sind sich ähnlich.
Die Vakuum-Skin-Verpackung ist ein anhaltender Trend auf dem Markt. Da sie Lebensmitteln ein optisch ansprechendes, glänzendes Aussehen verleiht, eignet sie sich besonders gut zur Verpackung von Premium-Fleisch, Fisch oder Meeresfrüchten.
Lachs in Vakuum-Skin-Verpackung
Verwendete Materialien in MAP-Verpackungen
Polyethylen (PE), das in der Verpackungsindustrie am häufigsten verwendete Kunststoffmaterial, existiert in drei Hauptvarianten:
Molekularstruktur
Eigenschaften
Anwendungen
Polyethylen hoher Dichte (HDPE)
Linear
Steif, undurchsichtig
Trays, Flaschen
Polyethylen niedriger Dichte(LDPE)
Verzweigt
Flexibel, durchsichtig
Folien, Schrumpfolien, Stretchfolien, Pouches
Lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE)
Linear
Flexibel, durchsichtig
Folien, Beutel, Säcke, Stretchfolie
Alle Arten von PE haben eine niedrige Gasbarriere, aber ausgezeichnete Wassersperreigenschaften. Da MAP-Verpackungen eine Anwendung mit hohen Anforderungen bezüglich der Gasbarriere sind, wird PE typischerweise in Kombination mit einem anderen Material verwendet. Bestimmte Arten von modifiziertem PE werden manchmal für verbesserte Eigenschaften der Heißsiegelschicht hinzugefügt. Dazu gehören Verbundstoffe mit Aluminium.
Polyamid (PA), besser bekannt als Nylon, hat eine hohe Zugfestigkeit, Durchstoß- und Abriebfestigkeit sowie Gasbarriere-Eigenschaften. Es wird unter anderem in Vakuumbeuteln für frisches Fleisch verwendet. Um die gewünschten Eigenschaften der Heißsiegelschicht zu erreichen, wird es in der Regel mit PE laminiert.
Polyethylenterephthalat (PET) ist das am meisten verbreitete Polyester, das in Lebensmittelverpackungen verwendet wird. Folien aus flexiblem PET werden als Beutel oder Abdeckfolien für Trays verwendet. Sie weisen ausgezeichnete Gas- und Feuchtigkeitsbarriere-Eigenschaften, hohe Steifigkeit, gute optische Eigenschaften (hohe Transparenz) und Temperaturbeständigkeit auf. Aufgrund seiner höheren Glasübergangstemperatur wird das undurchsichtige kristallisierte PET (CPET) in mikrowellengeeigneten Verpackungen für Fertiggerichte verwendet.
Polypropylen (PP) hat gute Feuchtigkeits-, aber schlechte Gasbarriere-Eigenschaften. Es kann in flexiblen, starren und halbstarren Verpackungen verwendet werden. PP ist mikrowellengeeignet, solange darin fettarme Lebensmittel erhitzt werden. In Gegenwart von fetthaltigen Lebensmitteln würde eine PP-Verpackung jedoch zu heiß werden, wenn sie in der Mikrowelle erhitzt wird.
Expandiertes Polystyrol (EPS), besser bekannt als Styropol, hat schlechte Gasbarriere-Eigenschaften. Wenn es jedoch mit EVOH laminiert wird, kann es als strukturelle Schicht in vorgeformten Bodenschalen für MAP-Verpackungen verwendet werden.
Polyvinylchlorid (PVC) ist ein öl- und fettbeständiges MAP-Verpackungsmaterial mit ausgezeichneten Verarbeitungseigenschaften. Es wird häufig in Kombination mit PE verwendet, um Bodenschalen mit den erforderlichen Heat-Seal-Eigenschaften zu thermoverformen. Bestimmte organische Lösungsmittel können jedoch PVC erweichen und seine Gasbarriere-Eigenschaften beeinträchtigen. Daher müssen die Verpackungen angemessen gelagert und gehandhabt werden, um eine Kontamination zu vermeiden.
Polyvinylidenchlorid (PVDC) ist ein Copolymer aus Vinylchlorid und Vinylidenchlorid. Es hat hervorragende Gas-, Feuchtigkeits- und Aromabarriere-Eigenschaften und gilt daher als eines der besten Barrierematerialien für Lebensmittelverpackungen. Es ist beständig gegen Öl, Fette, organische Lösungsmittel und hohe Temperaturen. Seine Eigenschaften bleiben auch in Anwesenheit von Feuchtigkeit sehr stabil. Es gibt jedoch derzeit keine etablierte Recyclingmethode für PVDC und das Material verstärkt den gelblichen Farbton in Lebensmittelverpackungen.
Schon gewusst?
Wir bieten eine nachhaltigere Alternative zu PVDC an. Sind Sie interessiert? Kontaktieren Sie Kuraray und fragen Sie nach EVAL™ EVOH, der polyolefin-recycelbaren Monomaterial-Verpackungslösung, oder PLANTIC™.
Innovative MAP-Verpackungsmaterialien von Kuraray
EVAL™ EVOH
Ethylenvinylalkohol (EVOH) ist ein Copolymer aus Polyvinylalkohol (PVOH) und Ethylen. Während PVOH eine ausgezeichnete Gasbarriere bildet, ist es anfällig für Feuchtigkeit. Deshalb ist das feuchtigkeits- und lösungsmittelbeständigere EVOH das bevorzugte MAP-Verpackungsmaterial. EVOH zeichnet sich auch durch eine hohe mechanische und thermische Stabilität aus. EVAL™ EVOH ist der Markenname der von Kuraray produzierten Ethylenvinylalkohol-Copolymere (EVOH). Dieses Material ist gut geeignet für verschiedene Papier- und Kunststoffverpackungsanwendungen.
Ein Beispiel für eine konzeptionelle Struktur einer solchen Verpackung: Polypropylen / EVOH / Polypropylen. Der Herstellungsprozess umfasst die Coextrusion von Gussfolien bei sehr niedrigen Temperaturen in Kombination mit Wasserabkühlung oder der Chill-Roll-Abkühlungsmethode. PP ist eine bessere Wasserbarriere als Polyethylen (PE). Darüber hinaus hat die Mehrschichtstruktur mit PP eine bessere Kälteschlagfestigkeit als MAP-Trays mit einer konventionellen Polyethylenterephthalat (PET)-Monoschicht. Eine ein Millimeter dünne EVAL™ EVOH-Folie, laminiert auf einem anderen wasserbarrierebildenden Polymer wie PP, kann eine funktionelle Barriere erzeugen, die einer zehn Meter dicken Polyethylenwand entspricht. Eine solche Mehrschichtlösung kann hochtransparente bis weiße recycelbare Trays bilden und PVDC in MAP-Verpackungsanwendungen ersetzen. Indem man eine Barriere aus innovativem EVAL™ SC-Harz zwischen zwei Schichten PE einsetzt, kann man einen Schrumpfbeutel für frisches Rindfleisch herstellen, der sowohl hochtransparent als auch recycelbar ist.
PLANTIC™
PLANTIC™ ist eine von Kuraray entwickelte Hochleistungsfolie, die zu mehr als 80% aus erneuerbaren Rohstoffen besteht. Sie wird aus thermoplastischer Stärke hergestellt und ist biologisch abbaubar und kompostierbar (Heim- und Industriekompostierung). Aufgrund ihrer exzellenten Gasbarriereeigenschaften eignet sich dieser Biokunststoff von Kuraray für Verpackungen, die Aromen bewahren und effektiv Sauerstoff abhalten sollen. PLANTIC™ eignet sich daher ideal für MAP-Verpackungen für Lebensmittel mit kurzer Haltbarkeit sowie für Verpackungslösungen für Trockenprodukte wie Kaffee, Tee und Tierfutter. PLANTIC™ ist in der Regel mit einer Schicht aus Polyethylenterephthalat (PET) und Polyethylen (PE) als Feuchtigkeitsbarriere und Heißsiegelschicht überzogen.
Beispiel für eine konzeptionelle Struktur für solche Verpackungen: Polyethylenterephthalat / PLANTIC™ / Polyethylenterephthalat oder Polyethylen. Zur Herstellung das Trays werden Trockenlaminierung und Extrusionsbeschichtung verwendet. In der Nahinfrarotspektroskopie (NIR) haben PLANTIC™-Barrierefilme eine eindeutige Signatur, so dass die Trays auf der Grundlage regionaler Anforderungen jedem Sortierstrom zugeordnet werden können. PLANTIC™ wird als Monoschichtfolie für die Laminierung oder Extrusionsbeschichtung hergestellt. Einmal im Recyclingprozess weggespült, ist PLANTIC™ in der Kläranlage biologisch abbaubar und verursacht keinerlei Kontamination mit Mikroplastik.
Sind Sie an unseren innovativen Materialien für MAP-Verpackungen interessiert? Zögern Sie nicht, kontaktieren Sie uns und fragen Sie nach EVAL™ EVOH oder PLANTIC™:
Weniger Notwendigkeit für Zusatzstoffe, künstliche Konservierungsmittel oder die Verarbeitung von Lebensmitteln
Nachhaltiger aufgrund von reduziertem Lebensmittelabfall und Verpackungsmüll
Kein zusätzliches Gesundheitsrisiko für Verbraucher (mehr lesen)
Kontra
Kapitalkosten für die MAP-Verpackungsmaschinen
Kosten für Gase und Verpackungsmaterialien
Kosten für Qualitätskontrollgeräte, sowohl für die Überwachung der Gaszusammensetzung als auch für die Produktqualität
Transportkosten aufgrund von erhöhten Verpackungsvolumina
Erhöhter Platzbedarf im Einzelhandel
In einigen Märkten ist der Bedarf an verarbeiteten Lebensmitteln höher als an frischen Lebensmitteln, was den Bedarf an MAP-Verpackungen verringert (regionale Unterschiede)
Kann andere Konservierungsmethoden wie z.B. Kühlung nicht vollständig ersetzen
Falsche Handhabung von MAP-verpackten Produkten, wie z.B. das Befüllen in einer verschmutzten Umgebung oder das Unterbrechen der Kühlkette, kann zum Wachstum von Krankheitserregern in Lebensmitteln führen
Wenn die Verpackung undicht wird, gehen die Vorteile von MAP verloren
Ob die modifizierte Atmosphärenverpackung wirtschaftlich sinnvoll ist, hängt letztendlich von der erhöhten Haltbarkeitsdauer eines verderblichen Produkts im Vergleich zu den Kosten der Verpackung ab.
Es gibt im Wesentlichen 3 Arten von Maschinen, die bei MAP eingesetzt werden:
Thermoformmaschinen für MAP-Verpackungen
Vakuum-Skin-Verpackungsmaschinen
Schlauchbeutel-Verpackungsmaschinen
Im folgenden Abschnitt werden wir sie kurz vorstellen.
Thermoformmaschinen für MAP-Verpackungen
Thermoformmaschinen für MAP-Verpackungen werden mit einer starren Kunststofffolie zur Herstellung von Verpackungs-Trays und einer flexiblen Kunststofffolie zum Versiegeln der Schalen gefüttert. Die Maschinen bestehen aus einem Formbereich, einem Befüllungsbereich, einem Versiegelungsbereich (zum Vakuumieren und/oder Gasspülen), einem Druck- und einem Schneidsystem. Ein Spannsystem und ein Förderband transportieren die Folie und die Verpackungen durch diese Stationen. Thermoformmaschinen für MAP-Verpackungen werden auch als Rollstock-Verpackungsmaschinen oder einfach Rollstock-Maschinen bezeichnet.
Thermoformmaschinen für MAP-Verpackungen
Vakuum-Skin-Verpackungsmaschinen
Vakuum-Skin-Verpackungsmaschinen entfernen die Luft aus der Verpackung und versiegeln sie. In letzter Zeit hat die Vakuum-Skin-Verpackung im Fleisch- und Fischverpackungsmarkt als Alternative zur MAP-Verpackung an Bedeutung gewonnen. Meeresfrüchte wie Garnelen können auch Vakuum-Skin-verpackt werden, was zu einem attraktiven Glanz des Produkts in der Verpackung führt.
In Bezug auf MAP ist das Entfernen der Luft aus der Verpackung ein wichtiger Bestandteil des MAP-Prozesses und oft der erste Schritt.
Vakuum-Skin-Verpackungsmaschinen
Schlauchbeutel-Verpackungsmaschine
Schlauchbeutel-Verpackungsmaschinen (engl.: Form Fill Seal Machines) formen und schneiden Beutel aus einer Kunststofffolie, befüllen sie und versiegeln sie in einem einzigen System. Sie machen teure vorgefertigte Beutel obsolet – und sie können MAP-Module enthalten. Es gibt zwei Arten: HFFS(Horizontal Form Fill Seal) und VFFS(Vertical Form Fill Seal).
Horizontale Schlauchbeutel-Verpackungsmaschine
Monitoring
Es gibt mehrere Dinge, die bei MAP-Verpackungen aus Qualitätskontrollgründen überwacht werden müssen. Zum Beispiel:
Gaszusammensetzung: Die Konzentration von Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid, Stickstoff und/oder Edelgasen in der Verpackung muss sorgfältig überwacht werden, um die Haltbarkeit des Produkts zu optimieren. Wenn die gewünschte Gaszusammensetzung nicht erreicht wird, muss sie angepasst werden oder die Haltbarkeit des Produkts wird beeinträchtigt.
Temperatur: Trotz der konservierenden Wirkung von MAP-Verpackungen bleibt die Kühlung bei der Handhabung von verderblichen Produkten entscheidend. Wenn die Kühlkette während der Verpackung, der Lagerung oder im Transport unterbrochen wird, können sich Krankheitserreger vermehren und das Essen ist möglicherweise nicht mehr für den Verzehr geeignet.
Integrität der Verpackung: Da die Vorteile von MAP-Verpackungen verloren gehen, wenn die Verpackungsintegrität beeinträchtigt wird, gibt es verschiedene Methoden, diese zu überwachen. Die wichtigsten umfassen visuelle Inspektion, Dichtheitsprüfung und Drucktests.
Wachstum von Mikroorganismen: Lebensmittelverderbende Mikroorganismen und Krankheitserreger stellen ein Qualitätskontrollproblem bei MAP-Verpackungen dar. Folglich sind Tests auf spezifische Krankheitserreger sowie auf die Gesamtmenge der Mikroorganismen erforderlich.
Haltbarkeit: Selbst wenn ein Produkt und seine Verpackung alle oben genannten Tests bestanden haben, kann es immer noch eine Diskrepanz zwischen der prognostizierten Haltbarkeit und der tatsächlichen Haltbarkeit geben. Solche Fälle müssen dokumentiert und die Ursachen identifiziert werden. Es ist zum Beispiel möglich, dass die Gaszusammensetzung anfangs in Ordnung war, diese dann jedoch durch die Permeabilität einer Barriereschicht unerwartet verändert wurde, was zu einer verkürzten Haltbarkeit führt.
Zur Überwachung der MAP-Verpackungsqualität können verschiedene Werkzeuge eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Gasanalysatoren, Headspace-Analysatoren, Verpackungsleckdetektoren und intelligente Verpackungen.
Ist Verpackung unter Schutzatmosphäre sicher?
Laut dem deutschen Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) stellen die Schutzgase in der MAP-Verpackung von Fleischprodukten kein zusätzliches Risiko für die Gesundheit der Verbraucher dar. Beachten Sie, dass die Verwendung von Kohlenstoffmonoxid in Lebensmittelverpackungen in Deutschland verboten ist.
Kuraray Co., Ltd.
