Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV
Mehr als 20% (das entspricht etwa 800.000 Tonnen) der in Deutschland pro Jahr verkauften Backwaren werden weggeworfen. Aufgrund von verschiedenen chemischen und biologischen Prozessen weisen sie nicht mehr die optimale Produktqualität auf. Denn bereits nach 24 Stunden lässt der positive Aromaeindruck und die Krusteneigenschaften von frischem Brot in konventionellen Verpackungen spürbar nach.
Ressourcenverschwendung eindämmen: Entwicklung einer feuchteregulierenden Verpackung
Die beiden Projektpartner, Fraunhofer Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV sowie das Technologiezentrum Bremerhaven (ttz), arbeiten daher im Rahmen des IGF-Projekts »BackPack« an einer transparenten ofenfesten und feuchteregulierenden Verpackung, welche das Backen in der Verpackung ermöglicht und verschiedene weitere Vorteile kombiniert:
- Durch die feuchteregulierende Funktion der Verpackung wird sowohl die Kondenswasserbildung beim Backen als auch das Austrocknen während der Lagerung reduziert. So wird der Frischeeindruck der Backwaren verlängert und Lebensmittelverlust reduziert.
- Backtemperaturen von 200°C töten vegetative Keime und Sporen ab. Wenn die Backware nach dem Backen in der Verpackung verbleibt, ist eine erneute Kontamination mit Keimen aus der Umgebung nicht möglich.
- Backen innerhalb einer Verpackung ermöglicht gemeinsames Backen von Produkten für Allergiker (z.B. Glutenunverträglichkeit) und Nicht-Allergiker. Dies ist besonders relevant für kleine Bäckereien.
Kombination von experimentellen Methoden und mathematischen Modellen
Durch Backversuche am ttz wurde die Wasserabgabe verschiedener Backwaren während des Backens ermittelt. Mittels dieser experimentellen Ergebnisse sowie den am Fraunhofer IVV entwickelten mathematischen Modellen wurde die ideale Wasserdampfdurchlässigkeit der Folie während des Backens (T=200°C) sowie der Lagerung (T=23°C) berechnet.
Während des Backens werden große Mengen an Wasserdampf frei, welche aus der Verpackung abgeführt werden müssen. Bei der Lagerung bei Raumtemperatur sind dagegen niedrige Permeationsraten wünschenswert, um ein Austrocknen der Backwaren zu verhindern. Die Herausforderung besteht also darin, ein Verpackungsmaterial mit adaptivem Feuchtemanagement zu entwickeln. Die Simulationen ergaben, dass selbst hochdurchlässige Materialien wie Cellulose keine ausreichende Wasserdampfdurchlässigkeit aufweisen, um die Kondenswasserbildung während des Backens zu verhindern.
Entwicklung von Verpackungsmaterial mit adaptivem Feuchtemanagement
Ein möglicher Lösungsansatz könnte daher eine stark perforierte Folie in Kombination mit einer quellbaren Lackbeschichtung sein. Bei hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit quellt der Lack auf und das Wasser kann durch die Poren abtransportiert werden. Nach dem Backen zieht sich der Lack wieder zusammen und verschließt die Poren. Um dies zu verifizieren, werden am Fraunhofer IVV verschiedene Polymer- und Lackbeschichtungen hergestellt und danach mittels Backversuchen am ttz experimentell untersucht. Projektbegleitend werden die verwendeten Packstoffe hinsichtlich Migration untersucht, um die lebensmittelrechtliche Konformität der entwickelten Verpackung sicherzustellen.