Aktive Verpackungen: längere Haltbarkeit bei Lebensmitteln

Aktive Verpackungen können das Wachstum von Keimen reduzieren oder ihre Reifung unterdrücken. Verpackte Lebensmittel bleiben so länger haltbar.

Jemand kauft im Supermarkt ein und hält zwei Packungen Hackfleisch in der Hand.

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Hackfleisch ist ein leicht verderbliches Lebensmittel, das unter Schutzgas verpackt wird. Farbe und Geschmack bleiben erhalten und das Produkt ist länger haltbar.

Das Wichtigste in Kürze:

Aktive Verpackungen enthalten Bestandteile, die Lebensmitteln bestimmte Stoffe entziehen oder gewünschte Stoffe freisetzen.
Sie können zum Beispiel die Feuchtigkeit in einer Lebensmittelverpackung regulieren oder das Wachstum von Keimen stoppen.
Aktive Verpackungen schützen Lebensmittel und verlängern so ihre Haltbarkeit.

Verpackungen schützen Lebensmittel vor äußeren Umwelteinflüssen, wie z.B. Keimen, Staub oder Feuchtigkeit. Aktive Verpackungen können zusätzlich für einen besseren Qualitätserhalt bei verpackten Lebensmittel sorgen. Doch wie funktioniert das? Und für welche Lebensmittel ist eine aktive Verpackung sinnvoll?

Was sind aktive Verpackungen?

Aktive Verpackungen verbessern die Umgebungsbedingungen von verpackten Lebensmitteln – und zwar bewusst. Sie können entweder

bestimmte Substanzen an das verpackte Lebensmittel abgeben (z.B. Konservierungsstoffe) oder
dem Lebensmittel oder dessen unmittelbarer Umgebung bestimmte Stoffe entziehen (z.B. den Sauerstoff aus der Luft in der Verpackung).

Wie erhöhen aktive Verpackungen die Haltbarkeit von Lebensmitteln?

Um den Qualitätserhalt von Lebensmitteln zu verbessern, enthalten aktive Verpackungen gezielt „aktive“ Bestandteile, die in die Verpackung integriert sind – oder separat in Form von Einlagen beigefügt werden.

Dadurch sind verschiedene Wirkprinzipien sowie eine Kombination verschiedener aktiver Systeme möglich.

Aktive Verpackungen können:

Feuchtigkeit regulieren,
Sauerstoff verbrauchen,
Veränderungen durch Lichteinfluss verhindern,
Reifungsprozesse stoppen,
vor dem Verlust von Aromen schützen,
Wachstum von Keimen reduzieren.

Die Zulassung aktiver Verpackungen ist durch eine EU-Verordnung geregelt.

Feuchtigkeit regulieren

Mittels feuchteregulierender Materialien wie Silikagel (Kieselgel) oder Stärkepolymere halten aktive Verpackungen Lebensmittel in ihrer Umhüllung trocken. Die feuchteregulierenden Bestandteile befinden sich entweder im Verpackungsmaterial selbst, oder es werden Einlagen, wie kleine Tütchen oder Ähnliches, beigegeben.

Ein weit verbreitetes Anwendungsbeispiel ist der Einsatz von Saugeinlagen bei Verpackungen von Frischfleischprodukten unter Schutzgas. Der mit der Zeit austretende Fleischsaft wird dabei von vernetzten Polyacrylaten (Kunststoffe) aufgesaugt, die das bis zu 500-fache ihres Eigengewichts aufnehmen können.

Sammelt sich dennoch Fleischsaft in einer solchen aktiven Verpackung, so ist die Kapazität der Saugeinlage erschöpft. Da in einem solchen Fall das Risiko der Keimvermehrung und des Stoffübergangs besteht, sollten Sie ein solches Produkt nicht kaufen. Auch bei verpackten Beeren werden die Saugeinlagen häufig verwendet.

Sauerstoff verbrauchen

Sauerstoff führt zur Oxidation von Lebensmitteln und beschleunigt das mikrobielle Wachstum von aeroben (sauerstoffliebenden) Mikroorganismen. Dadurch verdirbt das Lebensmittel schneller. Eine geringere Sauerstoffkonzentration in der Lebensmittelverpackung kann diese Prozesse verzögern.

Sauerstoffabsorbierende Materialien wie Eisen können den Sauerstoffgehalt in Lebensmittelverpackungen aktiv senken. Sie können je nach Art des Materials entweder als eine gesonderte Schicht in Verpackungsmaterialien wie Folien, Menüschalen oder PET-Flaschen eingesetzt werden, aber auch als Dichteinlage in Verschlüssen von Getränken.

Aktive Folien können beispielsweise den Sauerstoff in eingeschweißten Fleischprodukten binden und sie so haltbarer machen. In einer Menüschale mit integriertem Sauerstoffabsorber behalten Gerichte wie Kartoffelpüree oder Sauerkraut länger ihre Farbe. Auch bei Bieren in PET-Flaschen werden Verpackungsmaterialien mit diesen Eigenschaften bereits verwendet.

Molke-Beschichtung statt Kunststoff-Verpackung

Wissenschaftler des Fraunhofer Institutes haben aus Molke eine natürliche Alternative zu synthetischen Beschichtungen entwickelt.

Molke fällt bei der Käseherstellung in großen Mengen an, in Deutschland bleiben bis zu 40 Prozent ungenutzt. Forscher:innen haben ein Verfahren in mehreren Schritten entwickelt, mit dem sich aus veränderten Molkenproteinen eine Beschichtung herstellen lässt, die wirksam gegenüber Feuchtigkeit und Sauerstoff ist. Zusätzlich besitzen die Proteine von Natur aus antimikrobielle Eigenschaften, die die Haltbarkeit der Lebensmittel weiter verbessern. Auch die CO₂-Emission bei der Herstellung ist geringer als bei konventionellen Verpackungen

Veränderungen durch Lichteinfluss verhindern

Licht kann einige Eigenschaften von Lebensmitteln verändern:

Es kann zu Geschmacksfehlern kommen (z.B. der sogenannte "Lichtgeschmack" bei Milch in Weißglasflaschen).
Es kann wertvolle Inhaltsstoffe wie Vitamine zerstören.
Es kann zum Verblassen von Pflanzenfarbstoffen führen. Diese werden immer häufiger zum Färben von Lebensmitteln verwendet als künstliche Farbstoffe, zum Beispiel Extrakte aus roter Bete oder Karotten.
Es kann eine Oxidation auslösen, wodurch etwa Speiseöle in Weißglasflaschen ranzig werden. Dunkles Glas schafft hier Abhilfe, gilt jedoch nicht als aktive Verpackung.

Mit Hilfe eines integrierten UV-Schutzes in durchsichtigen Kunststoffverpackungen können die Lichtdurchlässigkeit und damit Produktveränderungen verringert werden. Auch teiltransparente Verpackungen mit lichtundurchlässigen Schichten oder einer starken Bedruckung sind eine Möglichkeit.

Reifungsprozess stoppen

Aktive Verpackungen können auch Reifungsprozesse von Lebensmitteln verzögern. Hierzu wird die Entstehung des Reifegases „Ethylen“ gehemmt, das im natürlichen Reifungsprozess bei Obst und Gemüse auftritt.

Manche Arten produzieren mehr von diesem Gas als andere. Dazu gehören etwa Äpfel, Zitronen und Tomaten. Sie sollten sie daher nicht in direkter Nähe zu anderem Obst und Gemüse lagern. Ethylen wird aber auch zur Beschleunigung der Reifung von Äpfeln, Bananen oder Tomaten eingesetzt.

Bei langen Transportdauern von exotischen Früchten wie Bananen sollen Reifungsprozesse dagegen eher unterbunden werden, beispielsweise durch Kühlung. Zusätzlich binden Ethylen-Absorber wie Kaliumpermanganat oder Aktivkohle in Verpackungen das Ethylen und unterbrechen so den Reifungsprozess während des Transportes. In Deutschland angekommen, werden diese Früchte aber wieder mit Ethylen begast, um sie zur Genussreife zu bringen.

Verlust von Aromen verhindern

Aktive Verpackungen können Lebensmittel sowohl vor der Aufnahme von Fehlaromen aus der Umgebung, als auch vor dem Verlust gewünschter produkttypischer Aromen schützen.

Problematisch bei aktiven Verpackungen, die Aromen unterbinden: Leicht verdorbene Lebensmittel können unter Umständen nicht mehr über den Geruch identifiziert werden. Denn jegliche Gerüche, die einen Verderb anzeigen, werden in der Verpackung gebunden.

Da aromabindende Stoffe nicht gekennzeichnet werden müssen, bleibt unklar, bei welchen Produkten sie bereits eingesetzt werden.

Hintergrund: Bindende Stoffe wie Aktivkohle oder Cyclodextrine – ein Abbauprodukt von Stärke, das Düfte in seinen Hohlräumen einschließen kann – können unerwünschte Gerüche vermindern.

Wachstum von Keimen reduzieren

Mikroorganismen in oder auf Lebensmitteln verändern sensorische Eigenschaften und können zu Verderb und so zu Erkrankungen im Magen-Darm-Trakt führen. Um diese Prozesse zu unterbinden, gibt es Verpackungen, die das Wachstum von Keimen hemmen.

Um Keime zu reduzieren, werden Silberverbindungen, organische Säuren oder andere Konservierungsmittel eingesetzt, die antimikrobiell wirken. In Japan kommt für diese Zwecke auch Wasabi zum Einsatz.

Wissenschaftler des Fraunhofer Institutes für Verfahrenstechnik und Verpackungen haben mit Sorbinsäure eine antimikrobielle Beschichtung für Verpackungen entwickelt. Kommt die Folie mit dem Lebensmittel in Kontakt, gibt sie Wirkstoffe an die Oberfläche des Produkts ab. Zusätzlich dient sie als Siegelschicht. Die Verpackung schützt vor Kontamination oder bekämpft sie. Sorbinsäure ist für Bio-Lebensmittel allerdings nicht zugelassen.

Generell gilt: Da die Bestandteile aktiver Verpackungen nicht gekennzeichnet werden müssen, bleibt auch in diesem Fall unbekannt, bei welchen Produkten diese Technik bereits eingesetzt wird. Grundsätzlich dürfen aber nur zugelassene Stoffe in Lebensmittelverpackungen eingesetzt werden.

Einkaufen ohne Verpackungsmüll

Europaweit gehört Deutschland beim Verpackungsmüll zur Spitzengruppe. Besorgniserregend ist die Zunahme von Plastikmüll. Auch wenn aktiv verpackte Lebensmittel Vorteile haben können, ist es besser, den Müll gar nicht erst entstehen zu lassen. Die Verbraucherzentralen geben Tipps für den Alltag gegen überflüssiges Plastik. Der Verbraucherzentrale Bundesverband (vzbv) bietet kostenfrei ein Faktenblatt zur Reduzierung von Verpackungsmüll an.

Intelligente Verpackungen

Neben aktiven gibt es auch intelligente Verpackungen. Diese überwachen den Zustand verpackter Lebensmittel und liefern z.B. Informationen über die Frische. Welche Techniken dabei eingesetzt werden und was Sie sonst zu intelligenten Verpackungen wissen sollten, erfahren Sie in diesem separaten Beitrag.