Lebensmittel und Sauerstoff

Durch Oxidation werden wertgebende Inhaltsstoffe verändert und es kommt zu Qualitätsverlusten wie z.B. Verlust von Aromastoffen und Vitaminen, Bildung von Fehlaromen, strukturelle Veränderungen durch Oxidation von Proteinen.

Bei der Lebensmittelherstellung kommen die meisten Inhaltsstoffe/Lebensmittel mit Luft (mit ca. 21 Prozent Sauerstoffanteil) in Kontakt, der sich in Lebensmittelkomponenten (Wasser und Fett) physikalisch löst. Die nachträgliche Entfernung des Sauerstoffs ist technisch aufwändig (Evakuieren, Erhitzen) und es ist oft nicht möglich, den Sauerstoff bis in den Spurenbereich wieder zu entfernen.

Aufgabe

Die Wechselwirkung von verpackten Lebensmitteln und Sauerstoff ist äußerst komplex, muss aber für den Qualitätserhalt, für die Anpassung der Verpackung, für die korrekte Mindesthaltbarkeitsdatierung und für die Sicherung optimaler Lagerbedingungen dringend beachtet werden. Sauerstoffzehrende Verpackungen können Abhilfe schaffen.

Anwendungsgebiete sind MAP-Verpackungen (Modified Atmosphere Packaging, Verpacken unter modifizierter Atmosphäre), da dort die Einhaltung der Gasatmosphäre von besonderer Bedeutung ist. Da Sauerstoffabsorber eine begrenzte Aufnahmekapazität haben, können sie nur als Ergänzung zu einem Barrierematerial eingesetzt werden. Der Sauerstoffabsorber muss hierbei durch eine Sperrschicht nach außen wirkungsvoll gegenüber dem Umgebungssauerstoff geschützt werden. Sowohl aus der Sicht des Verbrauchers als auch für den Abfüller ist es außerdem wichtig, leicht erkennen zu können, ob diese sogenannten aktiven Packstoffe noch ihre Funktion erfüllen und das Füllgut vor Sauerstoff schützen.

Ergebnis

Im Rahmen eines von der Europäischen Kommission geförderten Verbundprojektes hat das Fraunhofer IVV zusammen mit europäische Unternehmen aus der Verpackungsindustrie und der chemischen Industrie sowie zwei weiteren Fraunhofer-Instituten (Fraunhofer ISC und IGB) Sauerstoff-Absorber und -Indikatorsysteme entwickelt, die sich in Polymer-Verbundfolien für Lebensmittelverpackungen einarbeiten lassen.

Es wurden zwei Sauerstoffabsorber und zwei Sauerstoffindikatoren entwickelt. Erste Pilot-Multilayerfolien mit kombinierten Sauerstoff-Absorber und -Indikatorfunktionen wurden hergestellt, funktionell charakterisiert und in Abpackversuchen hinsichtlich ihrer Effekte an ausgewählten Lebensmitteln untersucht. Diese Multilayer-Folien verlängerten die Haltbarkeit von sauerstoffempfindlichen Lebensmitteln und zeigten bei schadhaften Verpackungen den erhöhten Sauerstoffgehalt in der Verpackung an.

In zwei weiteren durch die Industrievereinigung für Lebensmitteltechnologie und Verpackung e.V. (IVLV) und durch das Bayerische Wirtschaftsministerium (BayWiMi) finanzierten Projekten konnte gezeigt werden, dass Sauerstoffabsorber auch einen Lösungsansatz beim sogenannten Retortschockeffekt darstellen. Die Sauerstoffbarriere von EVOH-haltigen Kunststoffverbunden wird bei feuchter Hitzebehandlung zeitweilig geschwächt.

Am Beispiel von Fertiggerichten, die in Kunststoffverpackungen sterilisiert werden, konnte durch den Einbau einer Sauerstoffabsorberschicht im Verbundaufbau die Retortschockschwäche von EVOH kompensiert und die Haltbarkeit der Gerichte über 9 Monate gewährleistet werden.

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