Aktive Verpackungen: längere Haltbarkeit bei Lebensmitteln

Aktive Verpackungen können das Wachstum von Keimen reduzieren oder unangenehme Aromen verhindern – und so die Haltbarkeit verpackter Lebensmittel verlängern.

Das Wichtigste in Kürze:

Aktive Verpackungen beinhalten "aktive" Bestandteile, die Lebensmitteln bestimmte Stoffe entziehen können oder gewünschte Stoffe freisetzen.
Sie können z. B. die Feuchtigkeit in einer Lebensmittel-Verpackung regulieren oder das Wachstum von Keimen stoppen.
Durch aktive Verpackungen können Lebensmittel geschützt und ihre Haltbarkeit verlängert werden.

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

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Verpackungen schützen Lebensmittel vor äußeren Umwelteinflüssen, z. B. vor Keimen, Staub oder Feuchtigkeit. Einen Schritt weiter gehen die sogenannten „aktiven Verpackungen“ bei Lebensmitteln. Diese sorgen „aktiv“ für einen besseren Qualitätserhalt der verpackten Lebensmittel. 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 aktiv. 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 Rest-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
den Lichteinfluss regulieren
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 Stärkepolymeren, können aktive Verpackungen Lebensmittel in ihrer Umhüllung trocken halten. Hierzu befinden sich die feuchteregulierenden Bestandteile 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 deutet dies darauf hin, dass die Kapazität der Saugeinlage erschöpft ist. Da in einem solchen Fall das Risiko der Keimvermehrung und des Stoffübergangs besteht, sollten Sie ein solches Produkt nicht kaufen und das Personal auf dieses Problem hinweisen. Auch bei verpackten Beeren finden die Saugeinlagen häufig Anwendung.

Sauerstoff verbrauchen

Sauerstoff führt die Oxidation von Lebensmitteln herbei, beschleunigt das mikrobielle Wachstum von aeroben (sauerstoffliebenden) Mikroorganismen und führt schließlich dazu, dass Lebensmittel verderben. Eine geringe Sauerstoffkonzentration innerhalb der Lebensmittelverpackung kann folglich dazu beitragen, diese Prozesse zu verzögern.

Durch sauerstoffabsorbierende Materialien, wie z. B. Eisen, kann der Sauerstoffgehalt in Lebensmittelverpackungen aktiv gesenkt werden. Sauerstoffabsorbierende Materialien können je nach Art des Materials entweder als eine gesonderte Schicht in Verpackungsmaterialien wie Folien, Menüschalen, PET-Flaschen usw. zum Einsatz kommen, aber auch als Dichteinlage in Verschlüssen von Getränken.

Aktive Folien können beispielsweise den Rest-Sauerstoff aus eingeschweißten Fleischprodukten binden und auf diese Weise deren Haltbarkeit erhöhen. In einer Menüschale mit integriertem Sauerstoffabsorber behalten Gerichte wie Kartoffelpüree oder Sauerkraut länger ihre Farbe. Auch bei Bieren in PET-Flaschen finden Verpackungsmaterialien mit diesen Eigenschaften bereits Anwendung.

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 werden bis zu 40 Prozent verworfen. Die Forscher haben ein Verfahren in mehreren Schritten entwickelt, mit dem sich aus den modifizierten Molkeproteinen eine Beschichtung herstellen lässt, die sehr gute Barriereeigenschaften gegenüber Feuchtigkeit und Sauerstoff aufweist. 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

Lichteinfluss regulieren

Der Einfluss von Licht kann bei Lebensmitteln zu unterschiedlichen Veränderungen führen, die eine aktive Verpackung verhindern oder zumindest verzögern kann:

Zum einen kann es durch Licht zu Geschmacksfehlern kommen (z. B. der sogenannte "Lichtgeschmack" bei Milch in Weißglasflaschen).
Zum anderen kann Licht eine Oxidation auslösen - dadurch können z. B. Speiseölen in Weißglasflaschen ranzig werden. Dunkles Glas schafft in diesen Fällen Abhilfe, gilt jedoch nicht als aktive Verpackung.
Licht kann aber auch zum Verblassen von Pflanzenfarbstoffen führen, die immer mehr als Alternative zu künstlichen Farbstoffen zum Färben von Lebensmitteln verwendet werden, z. B. Extrakte aus Roter Bete oder Karotten.

Mit Hilfe eines integrierten UV-Schutzes in durchsichtigen Kunststoffverpackungen können die Lichtdurchlässigkeit verringert und diese Veränderungen reduziert werden. Auch der Einsatz von teiltransparenten Verpackungen mit lichtundurchlässigen Schichten oder einer starken Bedruckung stellt hierfür eine Möglichkeit dar.

Reifungsprozess stoppen

Aktive Verpackungen können auch zur Verzögerung des Reifeprozesses von Lebensmitteln beitragen. Hierzu wird die Entstehung vom Reifegas „Ethylen“, das im natürlichen Reifungsprozess bei Obst und Gemüse entsteht, gehemmt.
Manche Arten produzieren mehr von diesem Gas als andere; dazu gehören z. B. Äpfel, Zitronen und Tomaten. Diese sollten Sie daher im Haushalt nicht in direkter Nähe von anderem Obst und Gemüse lagern. Ethylen wird aber auch zur Beschleunigung der Reifung von Äpfeln, Bananen oder Tomaten eingesetzt.

Bei langen Transportdauern von Früchten, wie bei Bananen und anderen exotischen Früchten, sollen Reifungsprozesse jedoch nicht ausgelöst, sondern vielmehr unterbunden werden. So wird einerseits durch Kühlung die Produktion von Reifegas gehemmt. Zusätzlich können Verpackungen Ethylen-Absorber wie Kaliumpermanganat oder Aktivkohle enthalten, die das Ethylen binden und so den Reifungsprozess während des Transportes unterbrechen. 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 sogenannter Fehlaromen aus der Umgebung, als auch vor dem Verlust gewünschter produkttypischer Aromen schützen.

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

Da aromabindende Stoffe nicht gekennzeichnet werden müssen, bleibt im Dunkeln, 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 führen, der Erkrankungen im Magen-Darm-Trakt verursacht. Um diese Prozesse zu unterbinden, wurden Verpackungen entwickelt, die das Wachstum von Keimen hemmen.

Wie funktioniert die antimikrobielle Wirkung von aktiven Verpackungen? Um Keime zu reduzieren, werden Silberverbindungen, organische Säuren oder andere Konservierungsmittel, die antimikrobiell wirken, eingesetzt. In Japan kommt für diese Zwecke auch Wasabi zum Einsatz.

Wissenschaftler vom Fraunhofer Institut für Verfahrenstechnik und Verpackungen haben beispielsweise 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.

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

Einkaufen ohne Verpackungsmüll

Europaweit gehört Deutschland hinsichtlich Verpackungsmüll zur Spitzengruppe. Besorgniserregend ist die Zunahme beim Plastikmüll. Auch wenn aktiv verpackte Lebensmittel Vorteile mit sich bringen können – ist es besser, den Müll gar nicht erst entstehen zu lassen. Wir 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 Verpackungen gibt es auch sogenannte "intelligente Verpackungen". Diese überwachen den Zustand verpackter Lebensmittel und liefern z. B. Informationen über die Frische. Welche verschiedenen Techniken dabei zum Einsatz kommen können und was Sie sonst zu intelligenten Verpackungen wissen sollten, erfahren Sie hier.