Die Anwendung biologisch abbaubarer Kunststoffe in Lebensmittelverpackungen

     Angesichts verschärfter Umweltauflagen und eines gestiegenen Umweltbewusstseins der Verbraucher rückt das Problem der durch herkömmliche, nicht biologisch abbaubare Kunststoffverpackungen verursachten Umweltverschmutzung immer stärker in den Vordergrund. Biologisch abbaubare Kunststoffe haben sich aufgrund ihrer umweltfreundlichen Eigenschaften zunehmend zum Standardmaterial für die Transformation und Modernisierung der Lebensmittelverpackungsindustrie entwickelt und werden in allen Lebensmittelkategorien, wie z. B. Frischwaren, Fertiggerichten, Getränken und Snacks, eingesetzt.

     Biologisch abbaubare Kunststoffe lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen: biobasierte und petrochemisch abbaubare. Zu den gängigen Rohstoffen auf dem Markt zählen PLA (Polymilchsäure), PBAT und stärkebasierte modifizierte Kunststoffe. PLA wird durch Fermentation von Pflanzen wie Mais und Maniok gewonnen und zeichnet sich durch hohe Festigkeit und Transparenz aus. Es wird hauptsächlich für Einweg-Lunchboxen, Getränkebecher und Gebäckverpackungen verwendet. PBAT ist flexibel, kältebeständig und wird häufig mit Stärke kombiniert, um Frischhaltebeutel und Obst- und Gemüsefolien herzustellen. Stärkebasierte biologisch abbaubare Kunststoffe sind kostengünstig und eignen sich für Fast-Food-Verpackungen und Snackverpackungen. Sie sind das bevorzugte Material für preiswerte Lebensmittelverpackungen. Unter natürlichen Boden- und industriellen Kompostierungsbedingungen können diese Materialien von Mikroorganismen innerhalb weniger Monate bis zu einem Jahr in Kohlendioxid und Wasser zersetzt werden, ohne dass Boden und Wasserquellen mit Weichmacherrückständen verunreinigt werden. Dadurch wird das umweltpolitische Problem der Schwierigkeit, weggeworfene Lebensmittelverpackungen an ihrem Ursprungsort abzubauen, gelöst.

     In der Praxis sind die Ergebnisse des Einsatzes biologisch abbaubarer Kunststoffe bei Lebensmittelverpackungen bemerkenswert. Im Frischwarenbereich ersetzen Frischhaltebeutel und Fleischschalen in Supermärkten zunehmend die herkömmlichen PE-Plastikbeutel. Die biologisch abbaubare Folie behält auch bei niedrigen Temperaturen ihre Atmungsaktivität und verzögert den Verderb der Frischwaren. In der Gastronomie werden Take-away-Verpackungen, Einwegstrohhalme, Messer und Gabeln vollständig aus biologisch abbaubaren Materialien hergestellt. Plastikbeschränkungen haben vielerorts nicht biologisch abbaubares Einweggeschirr verboten und so die Verbreitung biologisch abbaubarer Verpackungen beschleunigt. In der Getränkeindustrie werden PLA-Flaschen für Teetassen und Mineralwasserflaschen verwendet, und auch die Verschlussfolien für Fruchtsäfte und Joghurt werden durch biologisch abbaubare Verbundfolien ersetzt. In der Snackindustrie kommen modifizierte biologisch abbaubare Kunststoffe für die Innenverpackung von Knabbereien und die Einzelverpackung von Süßigkeiten zum Einsatz, wodurch ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Feuchtigkeitsschutz und Umweltschutz erreicht wird. Gleichzeitig wurden die biologisch abbaubaren Materialien lebensmittelkonform modifiziert, sodass sie den nationalen Sicherheitsstandards für Lebensmittelkontaktmaterialien entsprechen, keine Schwermetalle und schädliche Zusatzstoffe enthalten und beim Erhitzen keine schädlichen Substanzen freisetzen, wodurch die Lebensmittelsicherheit gewährleistet ist.

     Aktuell bestehen noch Defizite bei biologisch abbaubaren Lebensmittelverpackungen: Die Produktionskapazität der Rohstoffe ist begrenzt, und deren Preis ist höher als der von herkömmlichen Kunststoffen, was die Kosten für Verpackungsprodukte um etwa 30 % bis 60 % erhöht. Einige reine PLA-Materialien weisen eine geringe Hitzebeständigkeit auf und neigen bei der Verwendung für heiße Lebensmittel zum Erweichen und Verformen. Daher ist eine Optimierung der Eigenschaften durch PBAT-Mischungen erforderlich. Die Abbaugeschwindigkeit in der natürlichen Umgebung wird stark von Temperatur und Luftfeuchtigkeit beeinflusst, und die natürliche Abbauzeit im Freien ist bei Raumtemperatur relativ lang. Um diese Probleme zu lösen, optimiert die Industrie kontinuierlich die Modifizierungsformeln. Dabei werden land- und forstwirtschaftliche Reststoffe zur Herstellung biobasierter Rohstoffe verwendet, um die Produktionskosten zu senken, die Hitzebeständigkeit und Wasserdichtigkeit zu verbessern und die Produktanpassungsfähigkeit zu erhöhen.

     Langfristig werden biologisch abbaubare Kunststoffe, dank der kontinuierlichen Umsetzung nationaler Richtlinien zur Begrenzung von Kunststoffen und der stetigen Weiterentwicklung biochemischer Technologien, den Markt für herkömmliche Kunststoffverpackungen weiterhin dominieren. Zukünftig werden biologisch abbaubare Lebensmittelverpackungen durch die großtechnische Produktion von Rohstoffen und die Optimierung von Rezepturen Kostensenkungen und Leistungsverbesserungen erzielen, alle Verpackungskategorien entlang der gesamten Lebensmittelkette abdecken und eine Schlüsselrolle bei der Reduzierung von Umweltverschmutzung und der Förderung einer umweltfreundlichen und nachhaltigen Entwicklung der Lebensmittelindustrie spielen.