Im Projekt »BioActiveMaterials« nutzen die Forschenden Papier als Basismaterial zur Herstellung typischer und funktioneller Verpackungsmaterialien: verschließbare Siegelrandbeutel oder Einschlagpapier. Das Papier wird über Standardverfahren mit einer speziellen Beschichtung versehen. Für diese Beschichtung nutzen die Forschenden Proteine und Wachse mit biobasierten Additiven. Die spezielle Formulierung der langzeitstabilen Beschichtung erfüllt gleich mehrere Funktionen. »Zum einen dienen die Proteine als Sauerstoffsperrschicht und die Wachse als Wasserdampfbarriere, so trocknet beispielsweise Obst nicht so schnell aus. Zum anderen verleihen die biobasierten Additive antioxidative und antimikrobielle Wirkung. Fleisch und Fisch verderben dann nicht so schnell. Insgesamt wird die Haltbarkeit des Lebensmittels deutlich verlängert«, erklärt Dr. Michaela Müller, Leiterin des Innovationsfelds Funktionale Oberflächen und Materialien am Fraunhofer IGB. Auch die Proteine in der Beschichtung übernehmen bestimmte Aufgaben. Sie verhindern, dass Mineralöl aus dem Papier auf die Lebensmittel übergeht. Gerade Altpapier enthält Reste von mineralölhaltiger Druckerfarbe.
Die im Rahmen des Projekts »BioActiveMaterials« entwickelten beschichteten Papiere stellen eine Alternative zu derzeitigen Verpackungen für Lebensmittel aller Art dar, egal ob Obst und Gemüse, Fleisch und Fisch, Käse oder auch Süßwaren. Die Verbraucherin oder der Verbraucher können die papierverpackten Lebensmittel genauso lagern und handhaben wie die mit Kunststoff verpackten. »Unsere papierbasierten Verpackungen sind auch für Lebensmittel geeignet, die gekühlt werden müssen, beispielsweise Fleisch. Hierbei bleibt die Schutzfunktion vor Sauerstoff erhalten«, ergänzt Müller. Sogar Tiefkühlkost lässt sich darin verpacken. »Nach der Nutzung wandert die Verpackung in die Altpapiertonne, die Beschichtung ist biologisch abbaubar und stört das Papierrecycling nicht«, sagt Dr. Cornelia Stramm, Abteilungsleiterin am Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV.
Die Fraunhofer-Institute haben das Projekt in eng verzahnter Teamarbeit vorangetrieben. Während die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Fraunhofer IGB sich um die komplexe Formulierung und Herstellung der Beschichtung kümmerten, testeten die Forschenden am Fraunhofer IVV, wie gut die Beschichtung in der Praxis funktioniert. »Wir haben beispielsweise getestet, wie effektiv die jeweilige Beschichtung das Lebensmittel vor Außeneinflüssen wie Wasserdampf, Sauerstoff und Mineralöl schützt«, erklärt Stramm. Zudem sorgte das Team im Fraunhofer IVV für den Auftrag der Beschichtung im Rolle-zu-Rolle-Verfahren auf die Papiere. Der erfolgt mittels einer Maschine, auf der das Papier über Walzen geführt wird. Dabei wird die Beschichtung als wässrige Dispersion aufgetragen.
