Da die Verbraucher weniger Konservierungsstoffe in verpackten Lebensmitteln wünschen – während die Umwelt weniger Plastikmüll benötigt – finden Cornell-Wissenschaftler Wege, aktive Verpackungsmaterialien mit einem biologisch gewonnenen Polymer herzustellen, das dazu beiträgt, dass Salatdressings, Marinaden und Getränke im Kühlschrank länger haltbar sind.
Die neue Cornell-Forschung wird im Juni in der Zeitschrift veröffentlicht Lebensmittelverpackung und Haltbarkeit.
„Aktive Verpackungen bieten uns eine neue Möglichkeit, die Haltbarkeit zu verlängern, obwohl die Verbraucher nach saubereren Etiketten verlangen“, sagte Ian Kay, Doktorand der Lebensmittelwissenschaften. „Aber es ist schwierig. Lebensmittel und Getränke haben unterschiedliche und komplexe Zusammensetzungen, daher müssen wir viel über die Chemie der Lebensmittel und die aktive Verpackung wissen, um herauszufinden, welches System für welche Lebensmittel funktioniert.“
Joshua Herskovitz, Ph.D., der im Labor von Julie Goddard, Professorin für Lebensmittelwissenschaften am College of Agriculture and Life Sciences, studierte, veredelte das aus Mais gewonnene Polymilchsäurepolymer mit dem Antioxidans Nitrilotriessigsäure, um es in Lebensmittelverpackungen zu verwenden. Kay hat die Arbeit von Herskovitz weiterverfolgt und den „Grenzflächen-pKa“ des Materials herausgefunden, der Ihnen sagt, bei welchem pH-Wert die Lebensmittel in dieser Verpackung funktionieren könnten, um zu verhindern, dass sie verderben.
Da das Antioxidans an die Polymilchsäure gebunden ist, kann das Konservierungsmittel mit dem Lebensmittel interagieren, aber nicht in dieses migrieren.
„Mit anderen Worten, Sie erhalten den Haltbarkeitsvorteil des Konservierungsmittels, ohne es zu verbrauchen“, sagte Goddard. „Dies ermöglicht Lebensmittel mit saubereren Etiketten, nach denen die Verbraucher heutzutage wirklich suchen.“
Die aktive Verpackungstechnologie, die biologisch gewonnene und biologisch abbaubare Materialien wie Polymilchsäure verwendet, bietet eine Möglichkeit, die beiden größten Beiträge zum festen Siedlungsabfall zu reduzieren, sagte Goddard.
Im Jahr 2018 produzierten die Vereinigten Staaten laut der Environmental Protection Agency 68,13 Millionen Tonnen Lebensmittelabfälle und 35,68 Millionen Tonnen Kunststoffabfälle. Diese Kombination aus Kunststoff und Lebensmitteln machte 42 % aller deponierten festen Siedlungsabfälle aus, die erheblich zu den Methan- und Kohlendioxidemissionen beitrugen.
„Als Lebensmittelwissenschaftler freue ich mich über neue Wege zur Reduzierung von Lebensmittel- und Verpackungsabfällen“, sagte Goddard. „Ich bin nicht generell gegen Konservierungsmittel, wir müssen uns daran erinnern, dass Dinge, die wir in der Küche verwenden, wie Hitze, Salz und Zitronensaft wichtige Zutaten für die Lebensmittelkonservierung sind.“
„Wenn wir also Konservierungsstoffe aus unseren Lebensmitteln entfernen, müssen wir gleichzeitig an die Umweltauswirkungen denken, wenn Lebensmittel schneller verderben“, sagte Goddard. „Mit einer umweltfreundlicheren aktiven Verpackungstechnik können wir die Haltbarkeit verlängern und gleichzeitig einer Kreislaufwirtschaft aus Kunststoff näher kommen.“
Goddard, Fakultätsmitglied am Cornell Atkinson Center for Sustainability, sagte, dies sei eine Gelegenheit, zu zeigen, wie diese neue Konservierungstechnologie funktionieren kann, und sich mit dem größeren Umweltbild der Reduzierung der Deponierung zu befassen. „Wir wollen die Lebensmittelverschwendung reduzieren“, sagte sie, „und dafür biologisch gewonnene Materialien mitbringen.“
Ian P. Kay et al., Das Grenzflächenverhalten einer Polymilchsäure-aktiven Verpackungsfolie bestimmt ihre Leistung in komplexen Lebensmittelmatrices, Lebensmittelverpackung und Haltbarkeit (2022). DOI: 10.1016/j.fpsl.2022.100832