25.05.2020 - Consejo Superior De Investigaciones Científias (CSIC)

Biologisch abbaubare Verpackungen, die die Haltbarkeit von Lebensmitteln verlängern

YPACK entwickelt ein Material aus Käsemolke und Mikrozellulose aus Mandelschalen

Die Verunreinigung durch Kunststoffe aus Einwegverpackungen ist ein großes Nachhaltigkeitsproblem, das innovative Lösungen erfordert. Das YPACK-Projekt, das von der Europäischen Union (EU) finanziert und vom Spanischen Nationalen Forschungsrat (CSIC) geleitet wird, hat ein Material aus Nebenprodukten der Lebensmittelindustrie als Alternative zu herkömmlichen Lebensmittelverpackungen entwickelt und patentiert. Die neue Verpackung kann die Haltbarkeit von Fleisch, Fisch oder Gemüse verlängern und innerhalb von 90 Tagen nach der Entsorgung abgebaut werden, während gleichzeitig die Lebensmittelabfälle reduziert werden, was eines der Ziele der zirkulären Bioökonomie-Strategie der EU ist.

YPACK, das im Oktober 2020 abgeschlossen wird, ist ein Projekt, das die Ausweitung der Produktion und die kommerzielle Validierung von zwei innovativen Lebensmittelverpackungslösungen auf der Basis von Polyhydroxyalkanoaten (PHAs) zum Ziel hat: eine Lebensmittelkontaktfolie und eine Schale, die beide vollständig kompostierbar sind. Nach der Entwicklung der Kontaktfolie hat ein multidisziplinäres Team von 21 Partnern aus 10 EU-Mitgliedsländern nun eine kompostierbare Verpackung aus einem nachhaltigen Material, Poly(3-hydroxybutyrat-co-3-hydroxivalerat) (PHBV), geschaffen, das aus Käsemolke und Mikrozellulose aus Mandelschalen hergestellt wird.

"Das ideale Paket beinhaltet einen geringeren Kohlenstoff- und Wasser-Fußabdruck, ist ökologisch biologisch abbaubar und kompostierbar, verwendet Abfälle oder Nebenprodukte, ist ökologisch konzipiert, sicher und hat die richtigen konservatorischen Eigenschaften, um Lebensmittelabfälle zu minimieren. YPACK erfüllt diese Vision", erklärt José María Lagarón, ein CSIC-Forscher am Institut für Agrochemie und Lebensmitteltechnologie (IATA-CSIC) und Koordinator des Projekts.

Aktive Verpackung

Experten haben versucht, Verpackungen nicht nur biologisch abbaubar zu machen, sondern auch aktiv, d.h. aktiv an der Konservierung des Produkts beteiligt. In einem früheren Schritt, bei der Entwicklung des neuen Materials des Projekts "das wir als Biopapier bezeichnen", wurde PHBV aus Nebenprodukten der Lebensmittelindustrie verwendet und Zinkoxid und ätherisches Oregano-Öl, zwei Wirkstoffe, wurden eingearbeitet. Diese Verbindungen haben eine gute antimikrobielle Aktivität gegen zwei Bakterien, die Lebensmittelvergiftungen verursachen können: Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus) und Escherichia coli (E. coli).

Die Forscher entdeckten ein optimales Verhältnis der Wirkstoffe Zinkoxid und ätherisches Oregano-Öl, die in offenen und geschlossenen Systemen kurzzeitig (15 Tage) und mittelfristig (bis zu 48 Tage) eine antibakterielle Wirkung zeigten. Mit anderen Worten, die Formel könnte für Lebensmittel verwendet werden, bei denen die Verpackung mehrmals geöffnet und geschlossen wird, z.B. bei Brotscheiben oder Schinkenscheiben. Daher, so sagen die Wissenschaftler, könnte es sowohl in Schalen als auch in Folien mit Lebensmittelkontakt als aktive Schicht verwendet werden.

Die Ergebnisse der Pilotphase zeigen das Potenzial von biobasierten aktiven Verpackungen, um die Haltbarkeit von Frischprodukten wie Fleisch, Obst, Gemüse und frischen Teigwaren zu verlängern. Der nächste Schritt wird darin bestehen, die Gültigkeit von Industrieverpackungen für diese Art von Frischeprodukten, die am verschwenderischsten sind, zu bewerten. Dazu werden ein Verbraucherprofil und eine Marktforschung durchgeführt, um Verbraucherpräferenzen und Marktbedürfnisse zu ermitteln und diese mit neuen EU-Vorschriften und der Entwicklung von Verpackungsmaterialien zu kombinieren. Bisher wurde im Rahmen des YPACK-Projekts eine Vorstudie durchgeführt, an der mehr als 7.000 Verbraucher in sieben Ländern (Dänemark, Frankreich, Ungarn, Niederlande, Portugal, Spanien, Türkei) beteiligt waren. Die Ergebnisse zeigen die Akzeptanz der Verwendung von Mandelschalen und Käsemolke in Lebensmittelverpackungsmaterialien sowie von passiven und aktiven Verpackungstechnologien. Allerdings wird die Endverpackung von YPACK aufgrund regulatorischer Beschränkungen innerhalb der EU zunächst keine aktive Schicht enthalten, sondern ausschließlich aus biologisch abbaubarem PHBV bestehen.

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