Bioaktive papirbelægninger til erstatning af plast til emballering af fødevarer

Mængden af ​​plastikaffald stiger hvert år. Noget af dette affald skyldes plastikemballage, der bruges til at beskytte fødevarer. Som en del af BioActiveMaterials-projektet, forskere ved Fraunhofer-Gesellschaft har udviklet en miljøvenlig belægning til papiremballage. Med dette, ikke blot spares plastik, men belægningen af ​​plantebaserede proteiner og voks forlænger også fødevarens holdbarhed. Efter brug, emballagen kan lægges i affaldsbeholderen til bortskaffelse.

I dag, dem, der handler mad i discountbutikker, vil næsten altid også købe plastikemballage. Langt de fleste pølser, ost, kød og fisk er færdigpakket. Frisk frugt, salat og grøntsager kommer for ofte i plastikemballage. Denne metode er hygiejnisk og beskytter maden på dens rejse til hjemmet. Imidlertid, mineraloliebaseret plast bidrager til det voksende affaldsbjerg. I Tyskland, alene i 2017 blev der genereret i alt 38,5 kilo plastemballageaffald pr. indbygger. Dette plastikaffald flyder på havene eller eksporteres til asiatiske eller afrikanske lande til bortskaffelse. Udsat for miljøfaktorer, disse store plastikgenstande nedbrydes til mikroplastik, som til sidst kommer ind i fødekæden. Reduktion af plastemballage også i fødevaresektoren, derefter, er et spørgsmål om nødvendighed.

Fraunhofer Institute for Process Engineering and Packaging IVV og Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB har nu præsenteret en innovativ og bæredygtig løsning til fødevareemballage. Ligesom med konventionel emballage, det holder maden friskere i længere tid. Den nye emballage, selvom, involverer ingen plastik overhovedet. Efter brug, det kan genbruges uden problemer.

Proteiner, voks og antioxidanter forlænger fødevarens holdbarhed

I projektet BioActiveMaterials, forskerne bruger papir som basismateriale til fremstilling af typiske og funktionelle emballagematerialer:genlukkelige poser eller indpakningspapir. Papiret er forsynet med en speciel belægning ved hjælp af standardprocesser. Forskerne laver denne belægning af proteiner og voks med biobaserede tilsætningsstoffer. Den specielle formulering af denne belægning, som giver langsigtet stabilitet, udfører flere funktioner på samme tid. "Først, proteinerne fungerer som et iltbarrierelag, mens vokserne danner en vanddampbarriere, forhindre frugt, for eksempel, fra at tørre hurtigt ud. Sekund, de biobaserede tilsætningsstoffer har en antioxidativ og antimikrobiel effekt. Dette forhindrer lige så hurtigt, at kød og fisk fordærves. Samlet set, maden har en meget længere holdbarhed, " forklarer Dr. Michaela Müller, Leder af Innovationsområdet for funktionelle overflader og materialer hos Fraunhofer IGB. Proteinerne i belægningen spiller også specifikke roller. De forhindrer mineralsk oliegennemtrængning fra papiret til maden. Især genbrugspapir indeholder rester af mineralolieholdigt printerblæk.

Det coatede papir, der er udviklet som en del af BioActiveMaterials-projektet, er et alternativ til den emballage, der i dag bruges til alle slags fødevarer, uanset om frugt og grøntsager, kød og fisk, ost eller endda konfekture. Forbrugerne kan opbevare og håndtere de papirpakkede fødevarer på nøjagtig samme måde som de fødevarer, der er pakket i plast i dag. "Vores papirbaserede emballage er også velegnet til varer, der skal køles, kød for eksempel. Antioxidantfunktionen forbliver, " tilføjer Müller. Denne emballage kan endda bruges til frosne fødevarer. "Efter brug, emballagen lægges i affaldsbeholderen, belægningen er biologisk nedbrydelig og hindrer ikke genanvendelsesprocessen, " siger Dr. Cornelia Stramm, Afdelingsleder ved Fraunhofer Institute for Process Engineering and Packaging IVV.

Fraunhofer-institutterne er gået videre med projektet i tætte teams. Mens forskerne hos Fraunhofer IGB har taget sig af den komplekse formulering og produktion af belægningen, forskerne ved Fraunhofer IVV testede, hvor godt belægningen fungerer i praksis. "Vi har testet, for eksempel, hvor effektivt belægningen beskytter maden mod ydre påvirkninger såsom vanddamp, ilt og mineralolie, " forklarer Stramm. Teamet hos Fraunhofer IVV sørgede også for, at belægningen var i stand til at påføres papiret ved hjælp af rulle-til-rulle-teknologi. Dette gøres ved hjælp af en maskine, hvorpå papiret føres hen over ruller. Belægningen påføres som en vandig dispersion.

Proteiner fra affaldsstoffer, voks fra Brasilien og det nordlige Mexico

Ved valg af råmaterialer til BioActiveMaterials-projektet, holdet valgte naturlige stoffer godkendt til brug i fødevareindustrien. For proteinelementet, for eksempel, de eksperimenterede med raps, lupiner, valle eller solsikker. I praksis, landbrugsdrift kunne levere ubrugte affaldsmaterialer fra produktionen til emballageindustrien. Vi vender os til voks, forskerne gik efter bivoks og voks produceret fra candelillabusken hjemmehørende i det nordlige Mexico og fra den brasilianske carnaubapalme. "Vi besluttede os for disse vokstyper, fordi de er biologisk nedbrydelige, godkendt til fødevarekontakt og let tilgængelig på markedet, " forklarer Müller.

Konventionelle laboratorieteknikker, såsom knusning, opvarmning, omrøring og blanding, er ansat i produktionen. "Kundskaben ligger i blandingsforholdet og rækkefølgen, som de enkelte stoffer tilsættes i. Fleksibiliteten med forholdet ved blanding af de forskellige stoffer giver os også mulighed for at optimere belægningen til specifikke anvendelser, f.eks. " siger Müller. Emballage til kød, for eksempel, indeholder flere antioxidanter, kan have en særlig stærk antimikrobiel og antioxidativ virkning, hvorimod en voksbelægning beskytter salat pakket i en pose særligt godt mod udtørring.

Fordele for producenter, detailhandlere og forbrugere

Forskerne har endda tænkt på de meget praktiske aspekter. Den bioaktive belægning kan bruges til pap såvel som papir. Og print på emballagen er heller ikke noget problem. En producent kan trykke på deres logo eller de ernæringsoplysninger, der kræves i henhold til fødevarelovgivningen. Lavprisbutikker og fødevareforhandlere vil også drage fordel af Fraunhofer-emballagen. Fordi forbrugerne følger trenden mod ressourceeffektive, biologisk nedbrydelig og plastfri emballage.

Projektpartnerne hos Fraunhofer IVV og Fraunhofer IGB eksperimenterer allerede med koncepter til at påføre belægningen direkte på fødevarer som frugt eller grøntsager, og dermed forlænge deres holdbarhed. Spiselige belægninger er i sagens natur uskadelige for sundheden.