De hoeveelheid plastic afval neemt elk jaar toe. Een deel van dit afval is te wijten aan plastic verpakkingen die worden gebruikt om voedsel te beschermen. Als onderdeel van het BioActiveMaterials-project, onderzoekers van de Fraunhofer-Gesellschaft hebben een milieuvriendelijke coating ontwikkeld voor papieren verpakkingen. Hiermee, niet alleen wordt plastic bespaard, maar de coating van plantaardige eiwitten en wassen verlengt ook de houdbaarheid van het voedsel. Na gebruik, de verpakking kan voor verwijdering in de prullenbak worden geplaatst.

Vandaag de dag, wie levensmiddelen in discountwinkels koopt, koopt vrijwel altijd ook plastic verpakkingen. De overgrote meerderheid van worst, kaas, vlees en vis is voorverpakt. Vers fruit, salade en groenten komen te vaak in plastic verpakkingen. Deze methode is hygiënisch en beschermt het voedsel op weg naar huis. Echter, Op minerale olie gebaseerde kunststoffen dragen bij aan de groeiende afvalberg. In Duitsland, alleen al in 2017 werd er in totaal 38,5 kilogram plastic verpakkingsafval per hoofd van de bevolking gegenereerd. Dit plastic afval drijft op de oceanen of wordt geëxporteerd naar Aziatische of Afrikaanse landen voor verwijdering. Blootgesteld aan omgevingsfactoren, deze grote plastic voorwerpen vallen uiteen in microplastics, die uiteindelijk in de voedselketen terechtkomen. Ook in de voedingssector terugdringen van plastic verpakkingen, dan, is een kwestie van noodzaak.

Het Fraunhofer Institute for Process Engineering and Packaging IVV en het Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB hebben nu een innovatieve en duurzame oplossing voor voedselverpakkingen gepresenteerd. Net als bij conventionele verpakkingen, het houdt het voedsel langer vers. De nieuwe verpakking, Hoewel, bevat helemaal geen plastic. Na gebruik, het kan probleemloos worden gerecycled.

eiwitten, wassen en antioxidanten verlengen de houdbaarheid van het voedsel

In het BioActiveMaterials-project, de onderzoekers gebruiken papier als grondstof voor typische en functionele verpakkingsmaterialen:hersluitbare zakjes of inpakpapier. Het papier wordt volgens standaard processen voorzien van een speciale coating. De onderzoekers maken deze coating van eiwitten en wassen met biobased additieven. De speciale samenstelling van deze coating, die stabiliteit op lange termijn biedt, vervult meerdere functies tegelijk. "Eerst, de eiwitten fungeren als een zuurstofbarrière, terwijl de wassen een waterdampbarrière vormen, fruit voorkomen, bijvoorbeeld, van snel uitdrogen. Tweede, de biobased additieven hebben een antioxidatieve en antimicrobiële werking. Hierdoor bederven vlees en vis niet zo snel. Algemeen, het voedsel is veel langer houdbaar, " legt Dr. Michaela Müller uit, Hoofd van het innovatieveld functionele oppervlakken en materialen bij Fraunhofer IGB. Ook de eiwitten in de coating spelen een specifieke rol. Ze voorkomen de doordringing van minerale olie van het papier naar het voedsel. Vooral oud papier bevat resten van minerale oliehoudende drukinkt.

Het gecoate papier dat in het kader van het BioActiveMaterials-project is ontwikkeld, is een alternatief voor de verpakkingen die momenteel worden gebruikt voor allerlei soorten voedsel, ongeacht of het fruit en groenten, vlees en vis, kaas of zelfs zoetwaren. Consumenten kunnen het in papier verpakte voedsel op precies dezelfde manier bewaren en hanteren als het voedsel dat tegenwoordig in plastic is verpakt. "Onze papieren verpakkingen zijn ook geschikt voor goederen die gekoeld moeten worden, vlees bijvoorbeeld. De anti-oxidant functie blijft, ", vult Müller aan. Deze verpakking kan zelfs worden gebruikt voor diepvriesproducten. "Na gebruik, de verpakking wordt in de prullenbak voor oud papier geplaatst, de coating is biologisch afbreekbaar en belemmert het recyclingproces niet, " zegt dr. Cornelia Stramm, Afdelingshoofd bij het Fraunhofer Instituut voor Procestechniek en Verpakking IVV.

De Fraunhofer-instituten hebben het project in hechte teams voortgezet. Terwijl de wetenschappers van Fraunhofer IGB voor de complexe formulering en productie van de coating hebben gezorgd, de onderzoekers van Fraunhofer IVV waren in de praktijk aan het testen hoe goed de coating werkt. "We hebben getest, bijvoorbeeld, hoe effectief de coating het voedsel beschermt tegen invloeden van buitenaf zoals waterdamp, zuurstof en minerale olie, ", legt Stramm uit. Het team van Fraunhofer IVV zorgde er ook voor dat de coating op het papier kon worden aangebracht met behulp van roll-to-roll-technologie. Dit gebeurt met behulp van een machine waarop het papier over rollen wordt geleid. De coating wordt aangebracht als een waterige dispersie.

Eiwitten uit afvalstoffen, wassen uit Brazilië en Noord-Mexico

Bij het selecteren van de grondstoffen voor het BioActiveMaterials-project, het team koos natuurlijke stoffen die zijn goedgekeurd voor gebruik in de voedingsindustrie. Voor het eiwitelement bijvoorbeeld, ze experimenteerden met koolzaad, lupine, wei of zonnebloemen. In praktijk, landbouwactiviteiten zouden ongebruikte afvalstoffen van de productie aan de verpakkingsindustrie kunnen leveren. Zich wendend tot de wassen, de onderzoekers gingen voor bijenwas en was geproduceerd uit de candelillastruik afkomstig uit Noord-Mexico en uit de Braziliaanse carnaubapalm. "We hebben voor deze wassen gekozen omdat ze biologisch afbreekbaar zijn, goedgekeurd voor contact met voedsel en gemakkelijk verkrijgbaar op de markt, ", legt Muller uit.

Conventionele laboratoriumtechnieken, zoals verpletteren, verwarming, roeren en mengen, zijn werkzaam in de productie. "De kunst zit hem in de mengverhouding en de volgorde waarin de afzonderlijke stoffen worden toegevoegd. De flexibiliteit met de verhouding bij het mengen van de verschillende stoffen stelt ons ook in staat om de coating te optimaliseren voor specifieke toepassingen, " zegt Müller. Verpakkingen voor vlees, bijvoorbeeld, met meer antioxidanten, een bijzonder sterk antimicrobieel en antioxidatief effect kunnen hebben, terwijl een waslaag de in een zakje verpakte salade bijzonder goed beschermt tegen uitdrogen.

Voordelen voor producenten, detailhandelaren en consumenten

De onderzoekers hebben zelfs aan de zeer praktische aspecten gedacht. De bioactieve coating kan zowel voor karton als voor papier worden gebruikt. En het bedrukken van de verpakking is ook geen probleem. Een producent kan zijn logo of de voedingswaarde-informatie die volgens de levensmiddelenwetgeving vereist is, afdrukken. Ook discountwinkels en foodretailers zullen profiteren van de Fraunhofer-verpakkingen. Omdat consumenten de trend volgen naar een efficiënt gebruik van hulpbronnen, biologisch afbreekbare en plasticvrije verpakking.

De projectpartners van Fraunhofer IVV en Fraunhofer IGB experimenteren al met concepten om de coating rechtstreeks aan te brengen op voedingsmiddelen zoals fruit of groenten, waardoor hun houdbaarheid wordt verlengd. Eetbare coatings zijn van nature onschadelijk voor de gezondheid.