Nanomaterialien in der Verpackungs- und Lebensmittelindustrie

Im Gegensatz zu anderen Bereichen stehen die Verbraucherinnen und Verbraucher der Anwendung von Nanotechnologien im Lebensmittelsektor eher kritisch gegenüber. Die Woodrow Wilson Datenbank führt gegenwärtig (2017) über 100 Produkte in der Kategorie Lebensmittel und Getränke (inklusive Lebensmittelverpackungen) auf. 

Nanotechnologien und Verpackungen

Nanotechnologien werden bei Verpackungen zum Schutz der Lebensmittel vor chemisch-biologischen (Sauerstoff, Bakterien) oder physikalischen und mechanischen (UV-Strahlung, Druck, etc.) Einwirkungen eingesetzt (Greßler et al. 2008). Einige der am meisten verwendeten Nanomaterialien sind (LGL 2012):

  • Nanokomposite, welche mit speziellen Verfahren in Nanometer-dünnen Schichten auf herkömmliche Polymere aufgetragen werden. Dies dient der Verbesserung mechanischer und/oder thermischer Eigenschaften. Als Ausgangsmaterial werden Bentonit, Koalinit oder auch (nanofibrillierte) Cellulose verwendet.
  • Nanoskalige Oberflächenbeschichtungen aus Silicium- oder Aluminiumoxiden, welche durch Aufdampfprozesse im Niederdruck- oder Atmosphärenverfahren auf Verpackungen aufgebracht werden und die Barriere-Eigenschaften verbessern.
  • Nano-Additive, z.B. aus synthetischer amorpher Kieselsäure oder Titannitrid, welche Polymeren in Form von Nanopartikeln oder Aggregaten zugesetzt werden, um deren mechanische oder thermische Eigenschaften zu verbessern. Silbernanopartikel werden in Asien und den USA ebenfalls als Additive zugesetzt, um antibakterielle Wirkungen zu erzielen.
  • In Kunststoffverpackungen, welche mit Lebensmitteln in Kontakt kommen, dürfen gemäß der europäischen Verordnung 10/2011 nur drei Nanomaterialien, nämlich Titannitrid, Siliciumdioxid und Carbon Black, verwendet werden.

Nanotechnologien und Lebensmittel

Nanotechnologien werden heute in der Lebensmittelindustrie primär für die Herstellung von sogenannten "Functional Food" und bei Zusatzstoffen eingesetzt. In Functional Food werden nanoskalige Mizellen, Liposomen und Nanoemulsionen verwendet, um Wirkstoffe (z.B. vor Oxidation) zu schützen, die Löslichkeit zu verbessern, eine kontrollierte Abgabe zu ermöglichen oder die Bioverfügbarkeit zu erhöhen. Der Einsatz von Nanoröhren und -kugeln aus Milch- und Molkeproteinen befindet sich in der Entwicklungsphase. Als Wirkstoffe werden u.a. Öle, Geschmacksstoffe, Antioxidanten, Vitamine, Mineralien etc. eingesetzt bzw. transportiert (Greßler et al. 2008).

In Deutschland müssen sämtliche "in Form technisch hergestellter Nanomaterialien" in Lebensmitteln vorhandenen Zutaten ab Ende 2014 mit dem Zusatz "(nano)" gekennzeichnet werden (s. Verordnungen 1169/2011 und 1363/2013 der Europäischen Kommission). Viel häufiger werden Zusatzstoffe verwendet, von denen in Lebensmitteln unter anderem Lycopin (ein Carotinoid) und nanopartikuläres Beta-Carotin zugelassen sind. Für einige Anwendungen ist zudem Siliciumdioxid, das in nanoskaliger Form vorliegen kann, zugelassen (Greßler et al. 2008). Rechtlich relevant in Deutschland sind die europäischen Verordnungen über Lebensmitttelzusatzstoffe 1333/2008 und die "Novel Food"-Verordnung 258/97 (LUBW 2012).

Im Weiteren werden im Bereich Lebensmittel Nano-Filter und Membranen, z.B. zur Aufbereitung von Wasser oder Öl, verwendet (Greßler et al. 2008).

Quellen und weitere Informationen: