Nachhaltige Verpackungskonzepte für Schnittkäse

Forciert durch die Kunststoffstrategie der EU ebenso wie durch das neue Verpackungsgesetz gewinnen Nachhaltigkeitsaspekte auch beim Verpacken von Molkereiprodukten zunehmend an Bedeutung. Gleichzeitig müssen nach wie vor strenge Hygienevorschriften eingehalten und eine maximale Haltbarkeit der Lebensmittel sichergestellt werden. Innovative Verpackungskonzepte können helfen, den schwierigen Spagat zwischen Nachhaltigkeit, Produktschutz und Qualitätserhalt zu meistern.

Auslöser für den Verderb von Molkereiprodukten sind im Wesentlichen biologische bzw. mikrobielle Vorgänge sowie chemische bzw. biochemische und physikalische Reaktionen auf dieselben. So besteht beispielsweise Schnittkäse aus den vier Hauptbestandteilen Wasser, Protein, Fett und Mineralstoffen bzw. Vitaminen. Daher zeigen diese Produkte eine gewisse Anfälligkeit für mikrobiellen Verderb und unerwünschte Oxidationsreaktionen. Im Folgenden werden die einzelnen Faktoren erläutert und die Anforderungen beschrieben, die Verpackungen erfüllen müssen, um dem Verderb entgegenzuwirken. Ebenso werden geeignete Verpackungskonzepte für Schnittkäse vorgestellt.

Mikrobiologischer Verderb und seine Auswirkungen auf Schnittkäse

Mikrobiologischer Verderb wird generell durch Bakterien, Hefen und Schimmelpilze hervorgerufen. Dabei spielt eine Vielzahl an Einflussfaktoren eine Rolle, wie etwa die Prozesshygiene, die thermische Behandlung, die Nährstoffverfügbarkeit, der aW-Wert, die Sauerstoffverfügbarkeit, der pH-Wert und nicht zuletzt auch die Kühlkette. Am häufigsten zeigt sich der mikrobiologische Verderb von Schnittkäse in Gestalt eines unerwünschten Schimmelwachstums. Da Schimmelpilze Sauerstoff benötigen um zu wachsen, ist es wichtig, dass in der Verpackung so wenig Restsauerstoff wie möglich enthalten ist. Bei einer gewünschten Haltbarkeit von mehr als 21 Tagen wird daher der Einsatz von Barrierefolien empfohlen, wie zum Beispiel Folien mit einer Barriereschicht aus EVOH (Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer). Wenn dagegen ein definiertes Schimmelwachstum auf dem Käse erwünscht ist, sollten die verwendeten Verpackungsfolien eine definierte Sauerstoffdurchlässigkeit gewährleisten.

Chemischer bzw. biochemischer Verderb

Unter chemischem bzw. biochemischem Verderb versteht man Oxidation, autolytische Prozesse sowie enzymatische Reaktionen, die sich beispielsweise in einer unterwünschten Bräunung der Produkte zeigen. Milchprodukte sind in erster Linie anfällig für Oxidationsreaktionen. Ihr chemischer Verderb macht sich in der Regel durch Fehlgeschmack, Verfärbungen, Aromaverlust und Reduktion wichtiger Nährstoffe bemerkbar. Vor allem die in Milchprodukten enthaltenen Fette, Proteine und das Vitamin Riboflavin sind bei Oxidationsreaktionen beteiligt. Die Oxidation wird durch Licht im UV- sowie im sichtbaren Bereich sowie durch Sauerstoff hervorgerufen und unter Umständen sogar beschleunigt. Um dem entgegenzuwirken, sind lichtdichte Verpackungen von Vorteil. Dies steht jedoch im Widerspruch zur Anforderung der Verbraucher nach transparenten Verpackungen, die am POS einen Blick auf das verpackte Produkt zulassen. Deshalb werden für die meisten gängigen Verkaufsverpackungen transparente Materialien eingesetzt, die damit lichtdurchlässig sind.

Die Lichttransmission von transparenten Verpackungen im sichtbaren Bereich beträgt dabei bis zu 90 Prozent. Um Oxidationsreaktionen dennoch zu verhindern, muss daher bei der Verpackung von Schnittkäse angestrebt werden, den Restsauerstoffgehalt in der Verpackung auf ein Minimum zu reduzieren. Sind Haltbarkeiten von mehr als 21 Tagen gewünscht, so müssen für die Verpackung Folien mit Sauerstoffbarriere eingesetzt werden. Denn je weniger Restsauerstoff sich in der Verpackung befindet, desto weniger unerwünschte Oxidationsreaktionen werden am Produkt auftreten.

Physikalische Faktoren für Verderb

Der physikalische Verderb umfasst z. B. Austrocknung, Synärese (Phasentrennung), Feuchtwerden und Aromaverlust. Schnittkäse ist in der Regel anfällig für Austrocknung. Diese hängt maßgeblich vom aW-Wert ab. Dieser ist ein Maß für die Wasseraktivität, also für die im Lebensmittel enthaltene Wassermenge, die nicht in der Masse gebunden ist. Theoretisch kann die Wassermenge zwischen 0 (wasserfreies Lebensmittel) und 1 (reines Wasser) liegen.

Bei Schnittkäse beträgt der aW-Wert 0,90 bis 0,98. Üblicherweise wird der Käse beim Kunden im Kühlschrank gelagert, in dem eine Luftfeuchtigkeit von 90 bis 95 Prozent herrscht. Das entspricht einer Wasseraktivität von mehr als 0,9. Damit liegt zwischen dem Produkt und der Lagerungsumgebung kein Konzentrationsgefälle vor, eine spezielle Wasserdampfbarriere der Verpackung ist also nicht notwendig. Denn sollte ein Konzentrationsgefälle zwischen dem Packgut und der Packungsumgebung existieren, würde mit dem Verlauf der Zeit ein Ausgleich zwischen den beiden Konzentrationen stattfinden. Um dies zu unterbinden, müssten Verpackungsmaterialien mit Barrierenschichten eingesetzt werden. Die idealen Lagerbedingungen für Schnittkäse sind dementsprechend eine dunkle, gekühlte und sauerstofffreie Umgebung.

Da der Barrierekunststoff EVOH hygroskopisch ist, kann seine Sperrwirkung gegenüber Sauerstoff durch die aus der Umgebung aufgenommene Feuchtigkeitsmenge negativ beeinflusst werden. Daher muss in Verbundfolien die EVOH-Barriereschicht durch den Einsatz einer Wasserdampfbarriere-Schicht gegen Feuchtigkeit geschützt werden –beispielsweise einer entsprechenden Schicht aus PE. Das Polymer PE weist eine hohe Wasserdampfbarriere auf, wodurch die gewünschte Sauerstoffbarriere der EVOH-Schicht erhalten bleibt.

Unterschiedliche Verpackungskonzepte für Schnittkäse im Vergleich

Bei der Gestaltung eines nachhaltigen Verpackungskonzeptes für Schnittkäse besteht die Herausforderung darin, die Schutzfunktion der Packung bei minimalem Materialverbrauch und gleichzeitig ansprechendem Erscheinungsbild sicherzustellen.

Eine typische Verpackung für Schnittkäse ist zum Beispiel eine Tiefziehverpackung, bei der als Unterfolie ein Hartfolienverbund aus APET (amorphes Polyethylenterephtalat) und PE (Polyethylen) verwendet wird. Als Oberfolie kann eine flexible Verbundfolie auf Basis des Trägermaterials OPET (orientiertem Polyethylenterephtalat) und einer Barriereschicht aus PE/EVOH/PE zum Einsatz kommen. Der Schnittkäse wird dabei in einer modifizierten Schutzatmosphäre verpackt (MAP), um den mikrobiellen und chemischen Verderb zu verlangsamen.

Ein weiteres Verpackungskonzept sind sogenannte Envelope-Packungen aus flexibler Folie. Diese können unter anderem für das Verpacken von Wurst-, Schinken- oder Käseaufschnitt eine attraktive Alternative zu herkömmlichen Tiefziehverpackungen aus Hartfolie darstellen und zeichnen sich insbesondere durch einen signifikant geringeren Volumeneintrag aus. Dadurch wird der Materialverbrauch bei der Verpackungsherstellung reduziert und das steigende Bedürfnis der Verbraucher und des Handels nach nachhaltigen Verpackungskonzepten erfüllt. Für die Herstellung von Envelope-Packungen können sowohl für Unterbahn als auch für die Oberbahn flexible OPET/PE/EVOH/PE-Verbunde eingesetzt werden. Auch bei diesem Verpackungstyp wird das MAP-Verfahren angewandt, um den mikrobiellen und chemischen Verderb des Produktes zu verlangsamen.

Im direkten Vergleich der beiden Verpackungen zeigen sich mehrere Gemeinsamkeiten. Im Hinblick auf die Haltbarkeitsverlängerung der Produkte sind die beiden Verpackungskonzepte ähnlich effektiv, da durch die Verwendung einer modifizierten Schutzatmosphäre in Kombination mit dem Einsatz von Barrierefolien beide Packungstypen den Schutz vor mikrobiellem und biochemischem Verderb sicherstellen. Durch ihre steifere Struktur bietet die Tiefziehpackung jedoch einen besseren Schutz vor mechanischen Einwirkungen als die Envelope-Packung. Zudem zeichnet sich die Hartfolienpackung durch ihre Convenience-Funktion aus, da die Packung auch als Behälter beispielsweise für das Servieren des Produkts genutzt werden kann.

Beide Packungen lassen sich mit einer Öffnungshilfe sowie mit einer Wiederverschlussfunktion versehen. Bei der Tiefziehverpackung aus Hartfolie kann dies beispielsweise eine Peel-Ecke sein, über die die Packung geöffnet und wieder verschlossen werden kann. Bei der flexiblen Envelope-Packung kann beispielsweise eine Klebelasche für den Wiederverschluss zur Anwendung kommen.

Zudem ist bei beiden Packungskonzepten die Möglichkeit gegeben, die Oberfolie zu bedrucken und Etiketten anzubringen, um der Informationspflicht Genüge zu tun sowie einen entsprechenden Kaufanreiz für die Konsumenten zu schaffen.

Envelope-Packung punktet durch reduzierten Volumeneintrag

Der größte Unterschied zwischen den beiden Verpackungen besteht in ihrem Gewicht. Denn die flexible Unterbahn, die für die Herstellung der Envelope-Packung eingesetzt wird, ist um bis zu 85 Prozent leichter als die Unterfolie der Tiefziehpackung aus Hartfolie.

Da bei beiden Verpackungskonzepten Mehrschichtfolien aus unterschiedlichen Polymeren zum Einsatz kommen, ist unter dem Einsatz aktuell verfügbarer Recycling-Technologien eine werkstoffliche Verwertung weder für die Tiefziehverpackung noch für die Envelope-Packung gegeben, da sich die Verbundmaterialien keinem Werkstoff-Strom zuordnen lassen. Um eine werkstoffliche Verwertung von Mehrschichtfolien zu gewährleisten, arbeitet die Folienindustrie derzeit an der Entwicklung von Materialstrukturen, die zum größten Teil aus Polyolefinen bestehen – und damit dem Reycling-Strom für Polyolefine zugeführt werden können. Derartige Materialien werden aktuell von MULTIVAC auf ihre Verarbeitbarkeit getestet und könnten zukünftig Mehrstoff-Verbunde unter anderem auch für beim Verpacken von Schnittkäse zu substituieren.

Papierfaserbasierte Verpackung

Fazit

Envelope-Verpackungen aus flexiblen Folienverbunden können für das Verpacken von Schnittkäse eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Tiefziehverpackungen aus Hartfolie sein. So bietet dieses Verpackungskonzept einen nahezu identischen Produktschutz, lediglich die Schutzwirkung gegenüber mechanischen Einflüssen ist geringer. Durch ihren signifikant geringeren Volumeneintrag wird die Envelope-Packung jedoch den aktuellen Anforderungen an eine ressourcenschonende Verpackungslösung gerecht. Durch den Einsatz von polyolefinbasierten Materialien könnten zukünftig Envelope-Packungen hergestellt werden, die darüber hinaus auch eine werkstoffliche Verwertung erlauben. Nicht zuletzt stellt eine Verpackung aus papierfaserbasierten Materialien eine nachhaltige Lösung zum Verpacken von Schnittkäse dar. Diese punktet mit Blick auf ihre Recyclingfähigkeit und bietet zudem die gleiche Convenience-Funktion wie eine herkömmliche Packung aus Hartfolie.