Intelligente Lebensmittelverpackungen auf dem Programm

Verdorbene Lebensmittel können für den Verbraucher schwierig zu erkennen sein, was schwerwiegende Folgen haben kann. Eine Lösung könnten neue Kombinationen aus Verpackungsmaterialien und Sensoren sein, die sowohl zur Konservierung der Lebensmittel beitragen als auch anzeigen, wenn sie schlecht geworden sind.

Das EU-finanzierte Projekt SUSFOFLEX (Smart and sustainable food packaging utilizing flexible printed intelligence and materials technologies) verfolgt das Ziel, derartige Technologien zu entwickeln. Die Verpackungslösungen sollen umweltfreundlich und nachhaltig sein und überdies unter Einatz von Nanosensoren die Haltbarkeit der Lebensmittel verbessern sowie Lebensmittelverluste reduzieren. Die 16-köpfige Konsortium arbeitete ab Beginn 2012 bis Ende 2014 für drei Jahre.

Die Arbeit während der ersten Berichtsperiode begann mit einer Bewertung der Ergebnisse existierender Biopolymer-Verpackungsmaterialien und intelligenter Sensoren. Das Projekt stellte frisch geschnittenes Obst in den Mittelpunkt der Experimente. Als nächstes ermittelte das Team die für Obst erforderlichen Verpackungseigenschaften.

Das Konsortium führte die von verderbenden Lebensmitteln erzeugten chemischen Substanzen detailliert auf, was sowohl für Obst als auch für Fisch eine kurze Liste ergab. Die Forscher wählten im Folgenden Ethanol aus, das für Obst am wichtigsten und mit den geplanten Technologien kompatibel ist. Vor der Weiterarbeit an den Sensoren überprüfte die Gruppe die einschlägigen Vorschriften.

Nachhaltigkeitsstudien an Verpackungsmaterialien wiesen die Richtung zur Rückgewinnung von Ressourcen aus landwirtschaftlichen Nebenprodukten. Das Team entschied sich für als Abfall anfallende Orangenschalen für Antioxidantien sowie Weizenstroh als eine Zellulosequelle. Weitere Kombinationen, auch mit Silbernanopartikeln, wurden gleichermaßen erprobt.

SUSFOFLEX entwickelte zwei Sensorarten, die auf die zuvor identifizierten Nebenprodukte bei verderbenden Lebensmitteln einschließlich Ethanol reagieren. Der erste Sensor gibt einen elektrischen Antwort, die zweite reagiert bei Temperaturanstieg mit einer Farbänderung.

Die verschiedenen Sensoren wurden in RFID-Technologie (Radio Frequency Identification) integriert. Man beabsichtigte, die Kommunikation zwischen dem Sensor und einem RFID-Lesegerät zu ermöglichen. Auch andere Kombinationen wurden erprobt; so entwickelte das Projekt Hardware, die auf thermische Weise die damit verbundenen Farbänderungen misst, sowie die erforderliche Software. Auch verschiedene Druckoptionen wurden erprobt.

Zu guter Letzt begann das Konsortium der Bewertung der Umweltrisiken der vorgeschlagenen Materialien und Technologien. Detaillierte Untersuchungen sind für die zweite Projekthälfte geplant.

Bislang hat SUSFOFLEX 17 potenziell verwertbare Resultate erbracht, die zu neuen intelligenten Lebensmittelverpackungsmaterialien hinführen, die Verderb anzeigen. Die gesundheitlichen Vorteile derartiger Anzeigen liegen deutlich auf der Hand.