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Von der Herstellung bis zum Verkauf von Lebensmitteln dauert es oft eine ganze Weile. Dabei verbringen diese einen Großteil ihrer Zeit in derselben Verpackung. Dabei ist es von entscheidender Bedeutung, dass das Produkt nicht nur der sich ändernden Umgebung standhält. Vielmehr muss es auch über einen langen Zeitraum hinweg genießbar bleiben, bevor es den Verbraucher erreicht. Eine der wichtigsten Möglichkeiten bei der Verpackung von Produkten zur Verlängerung ihrer Haltbarkeit ist die Verwendung von Innenbeschichtungen. Dabei handelt es sich um Schichten aus verschiedenen Komponenten im Inneren von Metallverpackungen, die eine Barriere zwischen dem Lebensmittelprodukt und dem Metall darstellen. 

Beschichtungen für Metallverpackungen von Lebensmitteln werden in zwei Kategorien unterschieden: Innen- und Außenbeschichtungen. Außenbeschichtungen befinden sich auf der Außenseite der Verpackungen und schützen diese vor äußeren Einflüssen, wie z.B. atmosphärischen Schäden und Farbannahmen von Etiketten. Innenbeschichtungen spielen im Vergleich jedoch oftmals eine viel größere Rolle, da sie eine Barriere zwischen dem Lebensmittel und dem Material der Verpackung bilden. Dabei ist es oft ebenso wichtig, das Metall des Behälters vor dem Inhalt zu schützen wie das Lebensmittel vor dem Metall. Vor allem können säurehaltige Getränke und Lebensmittel das Metall schädigen – und einige Metalle können Stoffe, welche den Geschmack und die Farbe verändern, in das Lebensmittel eindringen lassen. Innenbeschichtungen werden aufgrund ihrer Zusammensetzung als Beschichtungen, Lacke oder Emaillen bezeichnet. Zur Erfüllung der gesetzlichen Anforderungen in den USA und der EU müssen Innenbeschichtungen für alle Arten von Lebensmitteln und Getränken gleichermaßen in der Lage sein, das Eindringen von Metallen in Lebensmittel zu verhindern und die organischen Eigenschaften der Lebensmittel für mehrere Jahre zu erhalten [1,2].

Die Art der eingesetzten Innenbeschichtung richtet sich nach der Region, in der sie hergestellt wird, sowie der Verfügbarkeit von Materialien und Metall, auf dem sie verwendet wird. Diese variieren weltweit erheblich, doch derzeit sind Beschichtungen auf Epoxidbasis am weitesten verbreitet und machen etwa 90% aus. Dies ist der Fall, da sie seit den 1950er Jahren im Einsatz, sehr widerstandsfähig, flexibel als auch beständig sind. Sie enthalten viele miteinander vernetzte Monomere, die sich zu einem starken Gitter zusammenfügen. Dies macht sie widerstandsfähig gegen Schäden, da viele der Verbindungen zur Zerstörung überwunden werden müssen. Außerdem sind sie derzeit die kostengünstigste Art des Beschichtens und können für die meisten Arten von Lebensmitteln verwendet werden [2]. Die restlichen 10% der Beschichtungen basieren auf Organosol-, Polyester-, Vinyl- und Oleoresinverbindungen. Diese werden oft aus organischen Molekülen aus pflanzlichen Rohstoffen hergestellt, wodurch sie erheblich nachhaltiger sind. Der Nachteil ist jedoch, dass sie jeweils Aspekte haben, die sie im Einzelnen weniger attraktiv im Vergleich mit Epoxidbeschichtungen machen. Organosole sind teurer in der Herstellung, Polyester sind instabil, wenn sie mit Säuren in Berührung kommen, Vinylbeschichtungen haften nicht gut an Metallen und bauen sich bei hohen Temperaturen ab, und Oleoresine haben eine begrenzte Korrosionsbeständigkeit und benötigen lange Zeit zum Trocknen [1,2]. 

Die Kehrseite von Harzen auf Epoxidbasis ist, dass sie in der Regel aus Bisphenol-A hergestellt werden. In den letzten 10 Jahren haben Studien zu Bisphenol-A einen direkten Zusammenhang zwischen ihnen und toxischen Effekten für den Menschen bestätigt. Die dabei entdeckte Hauptproblematik ist, dass sie möglicherweise das menschliche endokrine System stören [1,4]. Das endokrine System steuert die Hormonproduktion im Körper und schädigt bei einer Veränderung die natürliche Körperfunktion. Es wurde festgestellt, dass einige ältere Harze auf Epoxidbasis ein ungewöhnlich hohes Maß an Auswaschung von BPA in Lebensmittel verursachen. Bei neueren Epoxidharzen wurde dieses Problem bereits gelöst und entsprechende Studien zeigen, dass nur etwa 0,5 % des BPA in Humanproben direkt auf Epoxidharze zurückgeführt werden können, die in Lebensmittelbehältern verwendet werden. Die Forschung konzentriert sich derzeit darauf, Möglichkeiten zu entwickeln, alternative Harze kosten- und umweltverträglich herzustellen [2].

Auch wenn Epoxidharze in puncto Funktionalität aktuell die ausgereiftesten Innenbeschichtungen sind, sind sie nicht unbedingt die besten. Mögliche Gesundheitsprobleme beim Menschen sind ein ernsthaft negativer Faktor, der bei der Verwendung berücksichtigt werden sollte. Die Europäische Kommission und die FDA haben kürzlich ihre Regulierung in Bezug auf Epoxidharze intensiviert, sodass einige niedermolekulare Harze wie die Variationen Bisphenol A Diglycidylether (BADGE) in einigen Gebieten Europas verboten wurden [1]. Bei der Entscheidung, über die für ein Lebensmittel zu verwendende Innenbeschichtung ist es empfehlenswert, die Anforderungen an das Produkt zu bewerten und festzustellen, welche Beschichtung diese am besten erfüllt.

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References

[1]  "Metal Packaging for Foodstuffs", by By Peter K.T. Oldring and Ulrich Nehring, ILSI Europe, 2007.

[2] "Food packaging forum (2016)", by Birgit Geueke.

[3] "Changes to Corrosion Protection Coatings in Food Packaging (2019)"by American Coating Association (paint.org).

[4] "Food Contact Materials - Legislation (2019)", by European Commission.

Topics: Food Packaging DE

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