Nanopartikel können dazu beitragen, dass Verpackungsmaterialien, wie z.B. Folien oder Plastikflaschen, verbesserte Eigenschaften bekommen. Zum Beispiel kann die Schutzwirkung der Verpackung gegenüber Gasen wie Sauerstoff und Kohlendioxid erhöht werden oder antibakterielle Substanzen wirken gegen schädliche Mikroorganismen. Lebensmittel bleiben so länger frisch und haltbar.

Lebensmittelkontaktmaterialien

Der Begriff „Lebensmittelkontaktmaterialien“ (LMKM) umfasst eine Vielzahl von Materialien und Gegenständen, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen können. Zu den Gegenständen gehören etwa Geschirr, Besteck, Kochtöpfe, Bratpfannen, Trinkgläser, die Knoblauchpresse oder der Pfannenwender und die Kaffeemaschine. Aber auch alle Verpackungsmaterialien sowie Aufbewahrungsbehälter und Verarbeitungsmaschinen aus der Lebensmittelindustrie gehören dazu.

Nanomaterialien können die Eigenschaften von Lebensmittelkontaktmaterialien verbessern. Insbesondere für Lebensmittelverpackungen aus Kunststoff sind derartige Innovationen von großem Interesse. Sie zielen darauf ab, die Lagerungsfähigkeit von Lebensmitteln zu erhöhen und damit die Frische sowie Qualität zu gewährleisten. Auch die technischen Eigenschaften, wie Härte, Abriebbeständigkeit oder Verarbeitbarkeit von Materialien sollen verbessert werden.

Zu den in der EU für eine Verwendung als Zusatz zu LMKM aus Kunststoffen zugelassenen Nanomaterialien gehören z. B.:

 

Siliziumdioxid (SiO2)

Verwendet wird SiO2 um die Steifheit oder Zugfestigkeit eines Kunststoffs zu verbessern sowie um die Durchlässigkeit für Sauerstoff zu verringern. Auch für Barriereschichten, die auf Folien aufgedampft werden, wird SiO2 eingesetzt. Solche Mehrschichtfolien werden seit mehreren Jahren für Lebensmittelverpackungen, z. B. für Kartoffelchips oder Käse, verwendet.

 

Titannitrid

Titannitrid-Nanopartikel werden als Zusatz für LMKM aus PET (z. B. Flaschen) eingesetzt, um die Hitzebeständigkeit des Kunststoffs zu verbessern.

 

Montmorillonitlehm (Nanoton)

Bereits geringe Mengen an „Nanoton“ können die Gasbarriereeigenschaften von LMKM aus Kunststoff verbessern, wodurch z. B. Kohlensäure langsamer entweicht und Sauerstoff schwerer eindringen kann.  Durch diese Gasbarriere kann so zum Beispiel die Haltbarkeit und Aromastabilität von Lebensmitteln erhöht werden.

 

Zinkoxid

Nanopartikel von Zinkoxid werden zum UV-Schutz in LMKM aus Kunststoff eingesetzt.

 

Produkte mit antimikrobiellen Nanosilber, wie etwa Schneidbretter oder Frischhaltedosen, werden am internationalen Markt und in Onlineshops angeboten. Nanosilber ist in der EU nicht für LMKM zugelassen.

Lebensmittelkontaktmaterialien unterliegen zum Schutz der VerbraucherInnen in der EU einer Reihe von Vorschriften. Nanomaterialien müssen zugelassen werden und werden von der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) einer Sicherheitsbewertung unterzogen. Bei den in der EU zugelassenen Nanomaterialien werden Spezifikationen und Beschränkungen für eine Verwendung festgelegt, um eine Exposition der VerbraucherInnen zu verhindern oder so gering wie möglich zu halten und damit ein gesundheitliches Risiko auszuschließen.

Eine Zusammenfassung von nanotechnologischen Anwendungen für Lebensmittelkontaktmaterialien bietet das NanoTrust Dossier Nr. 049 vom November 2017:

http://epub.oeaw.ac.at/0xc1aa500e_0x00373342.pdf.

 

„Aktive“ Lebensmittelkontaktmaterialien

Darunter versteht man Materialien oder Artikel, die darauf abzielen, die Lagerfähigkeit von Lebensmitteln zu verlängern sowie deren Qualität zu erhalten bzw. zu verbessern. Das sind insbesondere Lebensmittelverpackungen, die entweder Substanzen an das Lebensmittel abgeben, wie z. B. Konservierungsmittel, Aromen und Enzyme, oder unerwünschte Stoffe aus der Umgebung des Lebensmittels aufnehmen. Die für die Funktion verantwortlichen Substanzen können entweder direkt in das Lebensmittelkontaktmaterial eingearbeitet sein, oder aber auch in einem separaten Behältnis, wie z. B. einem kleinen Säckchen, der Verpackung beigefügt sein. Werden Stoffe direkt an das Lebensmittel abgegeben, dann müssen diese als Lebensmittelzusatzstoff auch zugelassen sein.

Fleischtassen werden häufig kleine Kissen aus saugfähigen Materialien beigefügt, die überschüssige Flüssigkeit aufnehmen. Bestehen diese z. B. aus Kunststofffasern oder – granulaten, auch in Kombination mit Zellulose, handelt es sich dabei um „aktive“ Materialien. Bei Kissen, die nur aus Zellulose bestehen, handelt es sich laut Gesetzgebung nicht um „aktive“ Materialien, da diese keine Bestandteile enthalten, die absichtlich zugefügt wurden, um Stoffe zu absorbieren oder abzugeben. Das Gas Ethylen ist verantwortlich für den Reifeprozess von Obst und Gemüse. Bananen werden dadurch etwa rasch braun. Stoffe, die als „Ethylenfänger“ fungieren und den somit den Reifeprozess verzögern, können z. B. in Plastikfolien für die Verpackung von Obst und Gemüse eingearbeitet werden. Bei Kontakt mit Sauerstoff aus der Luft können Lebensmittel durch Oxidation rasch verderben. Antioxidationsmittel werden deshalb den Lebensmitteln häufig zugesetzt, können aber auch als „Radikalfänger“ in Verpackungen fungieren, wie z. B. Nanopartikel des Spurenelements Selen. Diese können in die innere Schicht einer mehrschichtigen Kunststoffverpackung eingearbeitet werden. Abgeschirmt vom Lebensmittel können keine Nanopartikel in das Lebensmittel übertreten. Die EFSA sieht deshalb keine Gesundheitsbedenken für die KonsumentInnen.

 

„Intelligente“ Lebensmittelkontaktmaterialien

Dabei handelt es sich um Materialien und Artikel, die zur Überwachung des Zustandes von verpackten Lebensmitteln oder dessen Umgebung eingesetzt werden können. Ein Beispiel dafür wären etwa optische Indikatoren auf der Verpackung, die anzeigen, ob die Kühlkette unterbrochen wurde oder ob das Lebensmittel noch frisch ist. Derartige Indikatoren sind bereits verfügbar, werden aber noch kaum eingesetzt. Geforscht wird auch an elektronischen Sensoren, die den KonsumentInnen Informationen über Frische und Qualität eines Lebensmittels liefern sollen.

Alle „aktiven“ und „intelligenten“ Materialien müssen einer Sicherheitsbewertung durch die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) unterzogen und zugelassen werden. Zugelassene Substanzen werden in einer „Unionsliste“ erfasst und veröffentlicht. Die Bewertungen durch die EFSA sind noch nicht abgeschlossen. Wann mit der Veröffentlichung der Liste zu rechnen ist, ist nicht bekannt. Eine Frist dafür sieht das Gesetz nicht vor.

 

Europäische Kommission: EU Guidance to the Commission Regulation (EC) No 450/2009 of 29 May 2009 on active and intelligent materials and articles intended to come into contact with food. November 2011. https://www.observatorioplastico.com/ficheros/legislacion/129165343guidance_active_and_intelligent_scofcah_231111_en.pdf.

 

EFSA Scientific Opinion: Safety assessment of the active substance selenium nanoparticles, for use in active food contact materials. November 2017. EFSA Journal 2018;16(1):5115. https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.2903/j.efsa.2018.5115.

 

Lebensmittelverpackung und –kennzeichnung. Teil 5 aus „Neue Verfahren und Techniken bei der Lebensmittelherstellung und Lebensmittelversorgung“. Bundesministerium für Gesundheit und Frauen. Mai 2016. https://broschuerenservice.sozialministerium.at/Home/Download?publicationId=541.