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Verpackungen und Co.

Im Gegensatz zu Lebensmitteln werden Nanostrukturen in Verpackungen und im Bereich der Produktionsanlagen häufiger verwendet. Maschinenteile, Wände, Laufbänder und alle anderen Flächen in den Produktionsanlagen bieten Bakterien, Schimmelpilzen und Hefen einen Nährboden. Sie sauber zu halten, ist für die Lebensmittelsicherheit das A und O und zugleich eine enorme Herausforderung. Nanostrukturierte Oberflächen, die Keimen keinen Haftgrund geben, sind so ein großer Beitrag zur Hygiene. Auch in Wandbeschichtungen, auf denen Schimmelpilze keine Chance haben, können Nanopartikel hilfreich sein. (In unserer Bildreportage „Nanosilber hält Schimmel fern“ erfahren Sie mehr darüber.)

Bei Verpackungen aus Kunststoff wie Folien, Frischhalteboxen, Flaschen oder anderen Behältnissen können Nanopartikel in den Materialien eingesetzt oder als Beschichtung aufgetragen werden.

Foto: www.pixabay.com

Ziel ist es etwa, Lebensmittel länger frisch zu halten, die Bildung unerwünschter Keime zu unterbinden oder zu verhindern, dass sich im Inneren der Verpackung Schwitzwasser bildet. In PET-Flaschen halten Nanoteilchen die Blubberbläschen in der Brause, in dem sie verhindern, dass die Kohlensäure durch den Kunststoff entweicht.

Zulassung nötig

Materialien, die dafür da sind, mit Lebensmitteln in Kontakt zu kommen, unterliegen in der Europäischen Union strengen Regeln. Um zu verhindern, dass beispielsweise Stoffe aus der Verpackung aufs Lebensmittel übergehen und so den Menschen in Gefahr bringen können, ist sehr genau bestimmt, woraus solche Kunststoffe bestehen dürfen und wie sie aufgebaut sein müssen. Das gilt auch für enthaltene Nanomaterialien. Was nicht ausdrücklich für Folien, Gefäße oder Kühlschrankinnenraum zugelassen ist, darf nicht eingesetzt werden.

Eine Zulassung besteht in der Europäischen Union für die Nanomaterialien Titannitrid (aus Titan und Stickstoff), Siliciumdioxid (Kieselgel), Carbon Black (Industrieruß), Zinkoxid, Kaolin und Montmorillonit-Ton (gehören zu den Tonmineralen) sowie für Butadien und verschiedene Acrylate in Nanoform. Außerdem wurde mit Aluminiumoxid behandeltes Titandioxid einschließlich seiner Nanoform inzwischen zugelassen.

Funktionen

Die Stoffe sollen dafür sorgen, dass sich die Materialien besser verarbeiten lassen, stabiler und dichter sind und die Lebensmittel vor UV-Licht geschützt werden. Beispielsweise wird Nano-Titannitrid in PET-Kunststoffen eingesetzt, um ihre thermischen Eigenschaften zu verbessern.

Kaolin und Montmorillonit-Ton (Nano-Ton) sollen Verpackungen weniger durchlässig für Kohlensäure und andere Stoffe machen. Nano-Siliciumdioxid wird als Füllmaterial zur Verbesserung der Festigkeit und als Beschichtung verwendet, damit Verpackungen ebenfalls weniger gasdurchlässig sind. Nano-Butadien und die Acrylate sollen feste Kunststoffe aus PVC (Polyvinylchlorid) bruchfester machen. Carbon Black ist ein Schwarzpigment, außerdem wird es als UV-Schutz eingesetzt, ebenso wie Nano-Zinkoxid. Auch Titandioxid wirkt als Lichtschutz und ist zudem keimhemmend.

Die Inhaltsstoffe von Verpackungsmaterialien müssen bisher nicht angegeben werden. Auch die Nanomaterialien darin sind nicht kennzeichnungspflichtig.
 

Fest eingefügt und unlöslich

Am häufigsten sind Verpackungen mit Siliziumdioxid beschichtet, im außereuropäischen Ausland kommt wohl auch Nano-Silber als antibakterielle Beschichtung zum Einsatz. Titannitrid, Carbon Black, Nano-Ton, die Acrylate und Titandioxid werden dagegen fest in die Kunststoffschichten eingefügt. Es gilt als unwahrscheinlich, dass sie sich lösen und auf die Lebensmittel übergehen.

Indikatoren für Verderb

Gegenstand der aktuellen Forschung sind aktive Nanokomposite. Das sind Materialien, in denen metallische Nanopartikel nicht fest gebunden sind, sondern sich frei bewegen und auf äußere Reize in ihrer Umgebung reagieren können. Diese Reaktion kann nach außen hin sichtbar gemacht werden.

In Lebensmittelverpackungen könnten aktive Nanokomposite eingesetzt werden, die beispielsweise auf Keime oder Giftstoffe ansprechen. Über eine Veränderung der Farbe könnten sie anzeigen, dass die Lebensmittel verdorben sind.

Mehr erfahren

Mehr über die Rolle von Nanopartikeln in Materialien für Verpackungen und Lebensmittelkontaktmaterialien erläutert Dr. Ralf Greiner im Interview.

Auch mit Blick auf die Umwelt wirft der Einsatz von Nanomaterialien in Verpackungen Fragen auf. Der BUND erinnert im Interview dringend ans Vorsorgeprinzip.

Prof. Tobias Kraus informiert im Interview näher über die aktiven Nanokomposite in Verpackungen.

Hintergrundinformationen über verwendete Nanomaterialien sowie Umwelt- und Sicherheitsaspekte bieten:
das Datenblatt „Einsatz von Nanomaterialien in Kunststoffverpackungen“ des Umweltbundesamtes
das Nano-Trust-Dossier „Nanotechnologische Anwendungen für Lebensmittelkontaktmaterialien“ des Institutes für Technikfolgen­Abschätzung (ITA) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften
die Fragen und Antworten zu Nanomaterialien des Bundesinstitutes für Risikobewertung (BfR)
die Studie „Aus dem Labor auf den Teller“ des BUND

(Stand Dezember 2021)


 

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