BDVI Seminar Verpackung 2010 final

1 1 Aktive VerpackungenSven S ngerlaub, Kajetan M ller, Klaus RieblingerBDVI- Seminar , 29. September 20102 Forschung und Dienstleistungen im Fraunhofer IVV- Food Ingredients- Lebensmittelqualit t- Verpackungen - Produktsicherheit und Analytik- Recycling- Biogene Rohstoffe- Analytische Sensorik- Maschinen und Anlagen der Verpackungstechnik- Informationen: Ursachen f r den Verderb von Lebensmitteln und Pharmazeutika2. Verpackungen mit Zusatzfunktion: Aktive Verpackungen3. Spezielle Anwendungsfelder f r Aktive Verpackungen Getr nke Wurst, Fleisch, Fertiggerichte Obst, Gem se Pharmazeutika4 Inhaltsverzeichnis1.

2 Ursachen f r den Verderb von Lebensmitteln und Pharmazeutika2. Verpackungen mit Zusatzfunktion: Aktive Verpackungen3. Spezielle Anwendungsfelder f r Aktive Verpackungen Getr nke Wurst, Fleisch, Fertiggerichte Obst, Gem se Pharmazeutika5 Klassifizierung von Lebensmitteln nach Klassifizierung von Lebensmitteln nach Klassifizierung von Lebensmitteln nach Klassifizierung von Lebensmitteln nach hnlichen hnlichen hnlichen hnlichen SchSchSchSch digungsmechanismendigungsmechanismendigu ngsmechanismendigungsmechanismen(Beispie le):(Beispiele):(Beispiele):(Beispiele): trockene fetthaltige Lebensmittel (z.)

3 B. Snacks, Trockensuppen, Getreideerzeugnisse, M sli): Fettoxidation, Wasseraufnahme trockene fettarme Lebensmittel (Trockenbackwaren):Wasseraufnahme kompakte fetthaltige Lebensmittel (Pflanzen le, Butter, Margarine, Schokoladen, S waren, lsamenkerne): Fettoxidation, Wasseraufnahme fl ssige wasserhaltige Lebensmittel (Fruchtsaft, Softdrinks): Aromaverlust, Wasserverlust, Vitaminabbau, Farbver nderungen Molkereiprodukte (K sesorten, Milchsorten, Joghurt): Mikroorganismenwachstum, Wasserverlust, Fehlaromen (Lichtgeschmack) Fertiggerichte:Mikroorganismenwachstum, Wasserverlust, Fettoxidation Fleischprodukte, zubereitet: Mikroorganismenwachstum, Wasserverlust, Fettoxidation, Farbver nderungen Tiefk hlprodukte (fettfrei, fetthaltig.

4 :Wasserverlust, Fettoxidation pflanzliche Frischprodukte (Obst, Gem se): Mikroorganismenwachstum, Wasserverlust, Konsistenzverlust Frischfleisch:Farbver nderungen, MikroorganismenwachstumSch digungsmechanismen bei LebensmittelnQuelle: Prof. Dr. Langowski, Lehrstuhl f r Lebensmittelverpackungstechnik, TUM M nchen6 Zusammenfassung: Wichtige Ursachen f r VerderbWasserhaushalt: Wasseraufnahme, WasserverlustSauerstoffhaushalt:Sauersto ffaufnahme,Sauerstoffmangel Lichteinfluss: sichtbares Licht / UV-Licht mikrobiellerVerderb Migration aus der VerpackungWirkung Ethylen Quelle: Prof.

5 Dr. Langowski, Lehrstuhl f r Lebensmittelverpackungstechnik, TUM M nchenPassive Verpackungen bieten begrenzte Funktionalit t: Zus tzlicher Schutz durch Aktive und Intelligente Verpackungen Ursachen f r den Verderb von Lebensmitteln und Pharmazeutika2. Verpackungen mit Zusatzfunktion: Aktive Verpackungen3. Spezielle Anwendungsfelder f r Aktive Verpackungen Getr nke Wurst, Fleisch, Fertiggerichte Obst, Gem se Pharmazeutika8 Begriffsbestimmung Aktive Verpackung Aktive Lebensmittelkontakt-Materialien und -Gegen st nde sind derart beschaffen, dass sie gezielt"aktive"Bestandteile enthalten, dieauf das Lebensmittel ber-gehenoder ihm bestimmteStoffe entziehensollen.

6 Konservierungs-SauerstoffmittelFeuchteAn tioxidantienEthylenKohlendioxidKohlendio xidAromastoffe(Ger che)Quelle: Verordnung (EG) Nr. 1935/2004 des Europ ischen Parlaments und Rates F llgutMotivation f r Einsatz: Zus tzlicher Schutz, Reduzierung oder Vermeidung von Zusatzstoffen in Lebensmitteln/PharmazeutikaPackstoff, Packmittel9 Aktive Verpackung10 Aktive Verpackung11 Inhaltsverzeichnis1. Ursachen f r den Verderb von Lebensmitteln und Pharmazeutika2. Verpackungen mit Zusatzfunktion: Aktive und Intelligente Verpackungen3.

7 Spezielle Anwendungsfelder f r Aktive Verpackungen Getr nke Wurst, Fleisch, Fertiggerichte Obst, Gem se Pharmazeutika12 Getr nke: empfindlich gegen ber Sauerstoffund Licht, Mineralwasser in PET: Migration Acetaldehyd Farbver nderungen Geschmacks-ver nderungen Abbau wertgebenderInhaltsstoffe (Vitamine, Antioxidantien)Empfindlichkeit einiger Getr nke Wichtigste Sauerstoffquelle: Sauerstoffpermeation durch Wandungund Verschluss in die Packung (abh ngig von Abf llprozess) Anwendung O2-Absorber zur Verringerung der O2-Permeation13 Lebensmittel Toleranzschwelle (mg O2/ kg)Bier1 4 Wein3 Milch8steril.

8 Gem se15 Ketchup15 Fruchts fte20R stkaffee110 Emmentaler K se500nach Dr. Rudolf HeissEmpfindlichkeit einiger Lebensmittel Angaben f r Toleranzschwellen veraltet: Neuermittlung notwendig IVLV-Projekt ( ) Sauerstoffvertr glichkeit verpackter Lebensmittel Schwerpunkt :Fruchts fteToleranzschwellen f r Sauerstoff:14 Empfindlichkeit: Photosensibilisierte ReaktionSingulett-SauerstoffSauerstoffSe nsibilisatorFarbstoff92 kJoule/molSingulett-Sauerstoffzerst rt den FarbstoffLicht- nat rliche Farbstoffe f hren zu photosensibilisierten Oxidationen - Antioxidantien nicht wirksam - transparente Verpackungen verst rken Problematik15 Polyamidbasierte Sauerstoff-Absorber (PA-MXD6) :Ma name: Sauerstoff-Absorber f r Getr nkeNa2SO3+ O2Na2SO4 Source: T.

9 Ching, Tasteless Oxygen Scavenging Polymers, 2000 Natriumsulfitbasierte Sauerstoff-Absorber:Feuchte16 Sauerstoff-Permeation: Kunststoff-Flasche f r Milch0,00,10,20,30,40,50,6020406080time [days] OTR [cm /(Pck d bar)]Scavenger bottle 1 Scavenger bottle 2without scavengermit Absorbermit Absorberohne AbsorberZeit [Tage]O2-Durchl ssigkeit [cm O2/(Flasche d bar)]Vereinfachte berschlags-rechnung zu MHD:-O2-Empfindlichkeit Milch:8 mg O2 / kg Milch ~ 6 cm O2- O2-Durchl ssigkeit Flasche ohne Absorber: 0,5 cm /d (0 100 % O2) 0,1 cm /d (0 21 % O2)Haltbarkeit = 6 [cm O2] /0,1 [cm O2 / d] = 60 Tage-Flasche mit AbsorberHaltbarkeit: 600 Tage abh ngig von Kapazit t des AbsorbersSauerstoff-Absorber f r lange Haltbarkeit: Hohe Kapazit t notwendig.

10 1700,511,520306090120 Zeit in TagenO2-Aufnahme in eine 0,5-l-Flasche in mg/lunbeschichtetinnenbeschichtetau enbeschichtetSauerstoff-AbsorberPENS cavenger verbrauchtSauerstoff-Permeation: PET-Flasche f r BierO2-Toleranz von Bier MHDBei PET-Flaschen f r Bier stehen Sauerstoff-Absorber in Konkurrenz zu Barrierebeschichtungen. 18 Mineralwasser: Acetaldehyd in PET-Flaschen19 Mineralwasser: bergang von Acetaldehyd aus PETA cetaldehyd in Mineralw ssern:- Acetaldehyd kann bei Herstellung von PET-Flaschen entstehen-gefundene Mengen bis 30 g / l: ungiftige Mengen-Geruchsschwelle in Wasser: 10.