Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV
Lagerbedingungen von Lebensmitteln
Einfluss auf die Mindesthaltbarkeit
Lagerbedingungen mit Einfluss auf die Haltbarkeit von Lebensmitteln
Die Lagerbedingungen haben einen entscheidenden Einfluss auf die Haltbarkeit von Lebensmitteln. Insbesondere Sauerstoffgehalt, Luftfeuchtigkeit und Lichteinwirkung bestimmen die Mindesthaltbarkeit maßgeblich.
Wir führen für Sie Lagerversuche unter kontrollierten Bedingungen sowie Haltbarkeitsprognosen für unterschiedlichste Szenarien durch, um die Qualität und Haltbarkeit Ihrer Lebensmittel gezielt zu optimieren. Auf Basis der gewonnenen Daten identifizieren wir produktspezifisch optimale Lagerbedingungen und Verpackungslösungen. Dank unserer umfassenden Materialexpertise können wir zudem Haltbarkeitsprognosen für verschiedene Verpackungskonzepte erstellen.
Sauerstoff – Verlust von Lebensmittelinhaltsstoffen und Bildung von Fehlaromen
Sauerstoff reagiert bei der Lagerung von Lebensmitteln mit ungesättigten Fettsäuren und setzt damit eine radikalische Autoxidation in Gang. Dabei entstehen zunächst Lipidhydroperoxide, die sich zu flüchtigen organischen Verbindungen wie Hexanal, Propanal oder Butanal zersetzen – typische Auslöser eines ranzigen Geruchs und Geschmacks. Parallel können empfindliche Inhaltsstoffe (z. B. Vitamine und Pigmente) oxidativ abgebaut werden. Licht und Spuren von Metallionen wie Eisen oder Kupfer wirken als Katalysatoren und beschleunigen die Reaktionskaskade deutlich. Antioxidantien – etwa natürliche Polyphenole, Tocopherole oder Carotinoide – fangen Radikale ab bzw. inaktivieren reaktive Sauerstoffspezies und können die Oxidation spürbar verlangsamen oder verzögern.
Schutz vor Sauerstoff – Das können Sie tun
In der Praxis helfen konsequenter Sauerstoff- und Lichtschutz, der Verzicht auf metallische Lebensmittel-Kontaktflächen sowie der Erhalt bzw. die gezielte Zugabe geeigneter Antioxidantien, um Aroma und Nährstoffe zu bewahren.
Feuchtigkeit – Schlüsselfaktor der Haltbarkeit
Mit steigender Luftfeuchte nehmen Qualitätsverluste und Verderb bei Lebensmitteln zu. Unter 50 Prozent relativer Luftfeuchte zeigen viele Produkte eine hohe Stabilität, darüber sinkt sie deutlich. Eine erhöhte Luftfeuchtigkeit hat Veränderungen der Textur, eine Beschleunigung chemischer Reaktionen (z. B. der Maillard-Reaktion und der Fettoxidation), eine Erhöhung der Enzymaktivität sowie mikrobielles Wachstum zur Folge.
Schutz vor Feuchtigkeit – Das können Sie tun
Trockene Lagerbedingungen und Verpackungen mit hoher Wasserdampfbarriere verlängern die Lebensmittelhaltbarkeit deutlich.
Licht – Treiber für Farb- und Aromaveränderungen
Sowohl UV- als auch sichtbares Licht liefern Aktivierungsenergie für chemische Reaktionen. Die Folgen sind beschleunigte Fettoxidation, Verfärbungen, Nährstoffabbau und Bildung von Fehlaromen während der Lagerung von Lebensmitteln. Dabei können bereits wenige Minuten unter Licht zu deutlich wahrnehmbaren Farb- und Geschmacksveränderungen führen. Besonders hervorzuheben ist dabei die Reaktion von Riboflavin (Vitamin B2). Das gelbe Riboflavin nimmt blaues Licht auf und gibt die aufgenommene Energie an ein Sauerstoffmolekül weiter, was zu einer deutlichen Beschleunigung der Fettoxidation führt. Ist kein Sauerstoff vorhanden, wird das Riboflavin-Molekül durch die aufgenommene Energie gespalten. Dies hat eine Entfärbung und das Auftreten eines kartonartigen Geschmacks zur Folge.
Schutz vor Licht – Das können Sie tun
Eine lichtdichte Verpackung schützt das Produkt entsprechend vollständig vor lichtbedingten Veränderungen. Braun gefärbte Verpackungen (z. B. Braunglasflaschen) können ebenso eine hohe Schutzwirkung erzielen, indem sie genau die sensitiven Wellenlängen (blaues Licht) absorbieren und das Produkt so effektiv schützen.
FAQ – Lagerbedingungen von Lebensmitteln
Warum bieten UV-Filter in Verpackungen bei manchen Lebensmitteln keinen ausreichenden Schutz vor Verderb?
UV-Filter blockieren zwar energiereiche Strahlung, verhindern jedoch nicht alle lichtbedingten Qualitätsverluste. Auch sichtbares Licht kann Lebensmittel verändern: Natürliche Photosensibilisatoren (z. B. Chlorophyll oder Riboflavin) absorbieren sichtbares Licht und übertragen die Energie auf vorhandenen Sauerstoff. Dabei entsteht hochreaktiver Singulett-Sauerstoff, der Fette ranzig werden lässt.
Auch bei Abwesenheit von Sauerstoff bleiben lichtbedingte Reaktionen nicht aus. In diesem Fall werden die Photosensibilisatoren selbst teils abgebaut und es kommt dadurch zu Farb- und Geschmacksveränderungen.
Warum ist eine präzise Ermittlung der Lichtempfindlichkeit von Lebensmitteln für die Verpackungsentwicklung unerlässlich?
Die Kenntnis der Lichtempfindlichkeit ist essenziell, da selbst eingefärbte Packmittel oder Sleeves für schädliche Wellenlängen durchlässig sein können. Das Fraunhofer IVV ermittelt diese Empfindlichkeit produktspezifisch unter Berücksichtigung realer Leuchtmittel (z. B. am Point of Sale). Diese Analyse ermöglicht ein maßgeschneidertes Verpackungsdesign, das die Haltbarkeit maximiert und Kosten durch Über- oder Unterverpackung vermeidet.
Warum ist die Bestimmung der Sauerstoffempfindlichkeit für die Haltbarkeit von Lebensmitteln entscheidend?
Die Kenntnis der Sauerstoffempfindlichkeit ist die Basis für exakte Barriereanforderungen. Mit speziellen Methoden ermittelt das Fraunhofer IVV die produktspezifische Sauerstoffaufnahme bei den jeweiligen Lagerbedingungen. Daraus leiten wir die kritische Sauerstoffmenge sowie die Haltbarkeit ab. So realisieren wir optimalen Schutz vor Ranzigkeit und vermeiden unnötiges »Over-Packaging«.
Wie funktionieren beschleunigte Lagertests zur Ermittlung der Haltbarkeit?
Beschleunigte Lagertests basieren auf der RGT-Regel (Reaktionsgeschwindigkeits-Temperatur-Regel): Eine Temperaturerhöhung um 10 °C beschleunigt chemische Reaktionen etwa um den Faktor 2. Dadurch lassen sich Langzeitprozesse im Zeitraffer simulieren. Auf diese Weise lassen sich Laborzeiten erheblich verkürzen und frühzeitig verlässliche Aussagen zur Produktstabilität sowie zum Mindesthaltbarkeitsdatum (MHD) treffen.