Kunststoffe aus Süßkartoffeln und Thymian sollen einen verbesserten Barriereschutz vorweisen und damit Lebensmittel länger schützen können.  Foto: süskartoffel © karepa / fotolia.com

Kunststoffe aus Süßkartoffeln und Thymian sollen einen verbesserten Barriereschutz vorweisen und damit Lebensmittel länger schützen können. Foto: süskartoffel © karepa / fotolia.com

Back to Nature

Biokunststoffe mit verbesserter Funktionalität

Süßkartoffel mit Thymian klingt nach einer schmackhaften Beilage für den nächsten Grillabend. In diesem Fall aber läuft die Kombination unter dem Stichwort Rohstoff für Verpackungen. Denn in dem Bestreben nach mehr Nachhaltigkeit suchen Unternehmen zunehmend nach Alternativen zu petrochemisch hergestellten Kunststoffen. Diese sogenannten Biokunststoffe unterscheiden sich grob in biologisch abbaubare Materialien und solche aus nachwachsenden Rohstoffen.

Beim Einsatz von biologisch abbaubaren Werkstoffen – zumeist aus Stärke hergestellt – kam es bisher in der Anwendung häufig zu Einschränkungen wegen der begrenzten Sauerstoffundurchlässigkeit. Diese allerdings ist wichtig, um eine möglichst lange Haltbarkeit der verpackten Lebensmittel garantieren zu können. Eine innovative Erfindung aus den USA will dieses Problem nun gelöst haben.

Ein Forscherteam der A&T State University in North Carolina hat offiziell die erfolgreiche Entwicklung einer Folie mit dichten Barriereeigenschaften bekannt gegeben.

Abbaubare Verbundfolien mit hoher Sauerstoffundurchlässigkeit

Süßkartoffelstärke und Thymianöl

Aus Süßkartoffelstärke und Thymianöl haben US-amerikanische Forscher eine biologisch abbaubare Folie mit einer robusten Nanoverbundstruktur entwickelt. Ihr Vorteil gegenüber bisherigen natürlichen Prototypen liegt in drei hochwertigen Eigenschaften:

  • flexibel, dabei widerstandsfähig

  • antibakteriell

  • biologisch abbaubar

Während Verpackungen auf Weizen-, Soja- und Molkebasis beim Zusammentreffen mit Lebensmitteln allergene Reaktionen auslösen können, besteht diese Gefahr bei der Neuentwicklung nach Aussage der Forscher nicht. Die verbesserte physisch-mechanische Struktur werde hier durch die Zugabe von Montmorillonit (MMT), einem häufig vorkommenden Mineral aus der Mineralklasse der Silikate und Germanate, gewährleistet.
Forscher aus Singapur stellen Verpackung aus Schalentieren her. Foto: Steamed tiger shrimp isolated on white background. © gitusik / fotolia.com

Forscher aus Singapur stellen Verpackung aus Schalentieren her. Foto: Steamed tiger shrimp isolated on white background. © gitusik / fotolia.com

Nach zahlreichen Versuchsreihen wurden die speziellen Eigenschaften der Verbundfolie durch eine besondere Kombination der drei Zutaten erreicht: Das Silikat wird zunächst mit dem antibakteriellen Thymianöl zusammengeführt. Die Schichten des Öls messen exakt jeweils 0,5 Prozent, ein Prozent und 1,5 Prozent. Das Gemisch wird sodann der Süßkartoffelstärke zugegeben. Hierbei blieb die MMT-Konzentration prozentual relativ zur Kartoffelstärke bei konstant drei Prozent. Die herausstechenden Eigenschaften der nanoverbundenen Folie liegen in ihrer besonderen Robustheit sowie ihrer Wasserdampf- und Sauerstoffundurchlässigkeit. So kann ein schneller Verderb von Lebensmitteln vermieden werden.
Chitosan mit Grapefruitsamen-Extrakten
Vor gut einem Jahr bereits haben Wissenschaftler der Nationalen Universität von Singapur nach drei Jahren intensiver Arbeit eine Lebensmittelverpackung, frei von chemischen Zusatzstoffen erfunden. Die natürliche Verbundfolie besteht zum Hauptteil aus Chitosan einem Polymer, das aus Chitin ausgelöst wird, und Grapefruitsamenextrakten. Das neue Material hemmt das Wachstum von Pilzen und Bakterien und verlängert so die Haltbarkeit verderblicher Speisen.

Experten schreiben dem natürlich abbaubaren Polymer aus Shrimpszellen oder anderen Schalentieren ein hohes Potenzial für die künftige Verwendung in Lebensmittelverpackungen zu. Es sei:

  • nicht toxisch

  • flexibel formbar

  • antiseptisch, verhindert Oxidation

  • undurchlässig für UV-Strahlen

Käseverpackung aus Milchprotein: einfach zum Aufessen! Foto: American Chemical Society

Käseverpackung aus Milchprotein: einfach zum Aufessen! Foto: American Chemical Society

Essbare Verpackung aus Milchproteinen

Noch einen Schritt weiter als biologisch abbaubar? Gleich mitessen! Im vergangenen August haben Forscher des US-Landwirtschaftsministeriums den Prototypen einer neuartigen Bioverpackung vorgestellt. Die essbare Hülle soll mit besonderem Schutz der verpackten Lebensmittel gegenüber herkömmlichem Plastik und besonderer Umweltfreundlichkeit gegenüber abbaubaren Verpackungsmaterialien punkten.

Die dünne Folie wird ebenso wie ihr Counterpart aus Erdöl direkt um die Speise gelegt und ist optisch in keiner Weise von Folien aus Kunststoff zu unterscheiden. Eine Mischung verschiedener Milch-Proteinanteile verbindet sich hier zu einem dichten Netzwerk und weist nach Angaben der Forscher eine um das 500-fache verbesserte Barriereeigenschaft auf als ihr nicht abbaubares Pendant. Um Feuchtigkeit abzuweisen, wurden den komplexen Eiweißen pflanzliche Pektine aus Zitrusfrüchten zugegeben. Einzig sehr hohen Temperaturen gegenüber gibt die innovative Bioverpackung noch nach. Aufgrund ihrer Sensibilität bei der Verarbeitung und der Beschaffenheit der verwendeten Milch kann noch keine definitive Aussage zur Stabilität der essbaren Folie abgeleitet werden. Auch der Kostenfaktor für eine wirtschaftliche Rentabilität ist noch nicht abschließend geklärt. Das Entwicklerteam rechnet mit der Marktreife der Technik bis spätestens 2019. In weiterer Zukunft seien sodann auch Zugaben von Vitaminen, Aromen und Nahrungsergänzungsmitteln für die essbaren Folien denkbar. Verbraucher könnten dann Instant-Kaffee oder -Suppe mitsamt dem Beutel in heißem Wasser auflösen. Und Pizzakartons schließlich würden sich dank des zugegebenen Caseins nicht mehr mit Fett vollsaugen.
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