Safepack für Fleisch
Viele Fleisch- und Wurstwaren sind anfällig für den Befall mit Mikroben, die zum raschen Verderb führen. Funktionalisierte Kunststoffverpackungen und Formulierungstechniken, die auf keimhemmende Eigenschaften von Gewürzen setzen, sollen den Einsatz von Konservierungsmitteln überflüssig machen.
Ob Saftschinken in Folie, Bratenfleisch in der Kunststoffschale oder abgepackter Aufschnitt: Leicht verderbliche Lebensmittel sollen hygienisch verpackt und frisch zum Verbraucher gelangen. Das klappt nicht immer, wie Rückrufaktionen von Herstellern und Beanstandungen von Aufsichtsbehörden zeigen.
Mikroben, darunter auch krankheitsauslösende, vermehren sich in fertig verpackter Frischware binnen weniger Tage und machen diese ungenießbar. Deshalb setzen viele Verarbeitungsbetriebe auf antimikrobiell aktive Verpackungen. Diese sind gesetzlich erlaubt und basieren meist auf Konservierungsmitteln oder metallischen Verbindungen, die an das Lebensmittel abgegeben werden.
Antimikrobiell aktive Verpackungen für Fleisch haben Vor- und Nachteile
Als problematisch erwiesen sich aber häufig die Kurzlebigkeit dieser Stoffe, die eingeschränkte Wirksamkeit bei niedrigen Temperaturen sowie geschmackliche und geruchliche Aspekte, die die Qualität des Fleisches negativ beeinflussen, erläutert Judith Kreyenschmidt vom Institut für Tierwissenschaften der Uni Bonn den VDI nachrichten. „Zudem ist die Kundenakzeptanz für Biozide in Lebensmitteln gering.“
Die Forscherin leitet das frisch an den Start gegangene und vom Bundeslandwirtschaftsministerium mit 1,9 Mio. € ausgestattete Projekt Safepack. Der Initiative gehören zudem die FH Münster sowie Unternehmen der Lebensmittel-, Kunststoff- und Verpackungsindustrie an. Ziel ist die Entwicklung eines antimikrobiellen Kunststoffs. Der könnte Verpackungsmaterialien so modifizieren, dass Qualität, Haltbarkeit und Lebensmittelsicherheit von Fleischwaren auch ohne Rückgriff auf Biozide für ausreichend lange Zeit garantiert sind.
Dabei können die Forscher bereits Erfolge vorweisen. In Vorarbeiten haben sie eine Technik entwickelt, mit deren Hilfe sich sogenannte aminofunktionalisierte Polymeroberflächen synthetisieren lassen, die keimvernichtend wirken.
Die Fleisch-Verpackung der Zukunft besteht aus keimvernichtenden Polymeroberflächen
Die Wirkweise ist rein physikalischer Natur, betont Projektleiterin Kreyenschmidt: „Der Mechanismus beruht auf einer positiven Oberflächenladung in hoher Dichte in Kombination mit einem wasserabweisenden Charakter, der zur Zersetzung der Bakterienzellwände führt.“ Mehr darf die Forscherin nicht verraten, denn das Verfahren durchläuft noch die Patentierung. Versuche damit haben gezeigt, dass die antibakterielle Wirkung mindestens zwei Jahre lang vollständig bestehen bleibt.
„Die neuen Werkstoffe weisen im Vergleich zu anderen Materialien eine deutlich verbesserte Wirkung gegenüber einem breiten Spektrum von Keimen auf – auch bei niedrigen Temperaturen, wie sie bei kühlpflichtigen Lebensmitteln, wie Fleisch, vorliegen“, berichtet Kreyenschmidt.
Nun sollen die neuartigen Materialien so weiterentwickelt werden, dass sie als Beschichtung von Siegelschalen, Saugvlieseinlagen und Folien für den Fleischsektor eingesetzt werden können. Zudem sei an einen Einsatz der keimvernichtenden Materialien etwa in der Medizintechnik und bei Tastaturen gedacht. Dazu müssen Langzeittests absolviert werden, damit das Verfahren auch den strengen Auflagen für den Einsatz im Lebensmittelsektor genügt. In fünf bis sieben Jahren könnten dann damit hergestellte Produkte auf den Markt kommen, schätzt Kreyenschmidt.
An natürlichen Lösungen für Wurst- und Fleischwaren ohne Konservierungsmittel und Nitritpökelsalz arbeitet Jochen Weiss, Professor für funktionale Lebensmittel an der Uni Stuttgart-Hohenheim. Das vom Bundeswirtschaftsministerium mit ca. 300 000 € geförderte Projekt setzt auf pflanzliche Abwehrstoffe gegen Bakterien, speziell auf antimikrobielle Inhaltsstoffe von Gewürzen. „Naturstoffe stehen bei Verbrauchern hoch im Kurs und auch die Lebensmittelindustrie kennt sie längst“, sagt Weiss.
Ätherische Öle wie Thymol und Carvacrol können Fleisch konservieren
Beispielsweise blockieren ätherische Öle wie Thymol und Carvacrol, die aus Thymian und Kümmel gewonnen werden, das Wachstum von Verderbniserregern. Auch Nelkenöl und natürliche Säuren aus Rosmarin hindern viele Keime an der Ausbreitung.
Insgesamt dürfte es mehr als 1400 Pflanzen mit derartigen Wirkstoffen geben, schätzt Weiss. Er sucht nach geeigneten Kombinationen, die sich in der keimhemmenden Aktivität gegenseitig befördern.
Die öl- und wasserhaltigen Pflanzenwirkstoffe werden so zusammengebracht, dass sie zu mikroskopisch kleinen Vesikeln, sogenannten Liposomen verschmelzen und in das Lebensmittel eingebracht werden können. Andere Verbindungen sind wasserlöslich oder reichern sich selbständig an.
An Modellprodukten, darunter Hackfleisch, Brühwurst und Schinken testet Weiss zusammen mit Partnerunternehmen aus der Fleischwaren- und Maschinenbauindustrie die verschiedenen Ansätze. Zwei bis drei Jahre könnte es noch dauern, bis marktreife Formulierungstechniken zur Verfügung stehen.
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