Nachhaltige Lebensmittelverpackungen aus natürlichen Rohstoffen
Weltweit wurden im Jahr 2020 geschätzte 367 Millionen Tonnen(öffnet in neuem Fenster) Kunststoff erzeugt – was verglichen mit 2019 einen leichten Rückgang von 0,3 % darstellt. In Europa allein wurden fast 55 Millionen Tonnen(öffnet in neuem Fenster) produziert, wobei nur 1 % neu hergestellter Kunststoffe aus natürlichen Materialien bestand. Dies ist eine höchst besorgniserregende Entwicklung, vor allem, weil das robuste und billige Wundermaterial in der EU nur zu einem geringen Anteil recycelt wird. Bei etwa 70 % aller Kunststoffe handelt es sich um Einwegplastik. Beim Abbau zersetzt sich Plastik in immer kleinere Partikel, was mehrere hundert Jahre dauern und Meeresorganismen wie auch die menschliche Gesundheit gefährden kann.
Zweites Leben für Reststoffe aus der Agrar- und Lebensmittelindustrie
Polymilchsäure (PLA) und Polyhydroxybutyrat (PHB) sind biologisch abbaubare Materialien, deren Eignung für Lebensmittelverpackungen bereits geprüft wurde, die aber bislang zu teuer, spröde und thermisch instabil sind. Eine Lösung entwickelte nun das EU-finanzierte Projekt NEWPACK(öffnet in neuem Fenster). „Hauptziel war die Entwicklung von mindestens zwei Materialien aus natürlichen Rohstoffen für Lebensmittelverpackungen, die umweltfreundlicher und besser sind als gängige Produkte. Grundvoraussetzung für das Projekt war die Herstellung von PLA-PHB-Gemischen, wobei PLA noch aus handelsüblichen Ressourcen, das PHB aber schon aus Lebensmittelabfällen erzeugt wurde“, erläutert Projektkoordinatorin Niina Halonen. Eine bahnbrechende Neuerung der NEWPACK-Gruppe war die bakterielle Erzeugung von PHB aus Lebensmittelabfällen wie Kartoffelschalen. Dabei ist der Prozess sehr simpel: Die Bakterien verdauen den in Kartoffelschalen vorhandenen Zucker und scheiden PHB als Reststoff aus. Durch Mischen lassen sich die Eigenschaften von PLA und PHB zudem einfach und kostengünstig anpassen. Noch ist der Prozess allerdings energieaufwändig, da die Polymergemische geschmolzen werden müssen. In einem weiteren Schritt versuchten die Projektpartner, die mechanische und thermische Stabilität der PLA-PHB-Gemische durch Zusatz von Nanocellulose und Nanochitin zu verbessern. Selbst in geringen Mengen machten beide Substanzen das Material reiß- und temperaturbeständig, ohne jedoch optische Eigenschaften zu beeinträchtigen. Das Nanochitin wurde aus dem kommerziellen, reichlich verfügbaren Chitin gewonnen. Schließlich wurden dem Gemisch natürliche Extrakte zugesetzt, um antioxidative und antibakterielle Eigenschaften zu vermitteln.
Plastikabfälle: Fluch oder Segen für die Umwelt?
Die Eignung der neuen Materialien war vergleichbar mit der herkömmlicher Polymerverpackungen, allerdings werden keine fossilen Rohstoffe mehr benötigt, und es findet keine Verschmutzung durch Mikroplastik statt. Die Frage ist nun, ob sich PLA-PHB-Gemische als Bestandteil handelsüblicher Kunststoffe durchsetzen können. Durch ihre kosten- und energieaufwändige Erzeugung sind die biologisch abbaubaren Materialien deutlich unrentabler als herkömmliche Kunststoffe, sodass weiter an Lösungen geforscht werden muss. „Die Umweltbelastung ließe sich durch erneuerbare Energieträger weiter senken“, stellt Halonen fest. Um systematisch potenzielle Umweltauswirkungen der Materialien zu ermitteln, könnte eine Ökobilanz erstellt werden. „Trotz der vordergründigen Nachhaltigkeit biologisch abbaubarer Materialien sind Hotspot-Analysen unerlässlich, wenn negative Aspekte untersucht und Materialien wirklich nachhaltiger gemacht werden sollen“, erklärt Halonen. „Objektive Informationen über alles, was die Erzeugung der Materialien betrifft, können Greenwashing gegensteuern, das die Wahrnehmung innovativer Produkte von Verbraucherseite aus negativ beeinflussen könnte.“
