VON
Katharina Haerle
IN
Intelligente Etiketten und Verpackungen für die Lebensmittelindustrie
Immer wieder stehen Lebensmittelskandale in den Schlagzeilen. Oft geht es um verdorbene Lebensmittel, die man nicht mehr essen sollte, die aber trotzdem verspeist werden. Je nach Lebensmittel reicht es teilweise schon, wenn die Kühlkette für eine bestimmte Zeit unterbrochen wird. Dann sieht man es dem Lebensmittel zwar nicht an - es ist aber nicht mehr zum Verzehr geeignet. Intelligente Etiketten sollen die Lebensmittelindustrie revolutionieren. Sie sollen aufzeigen, ob es zu Unterbrechungen in der Kühlkette kam.
Welche Innovationen, Trends und Projekte gibt es in der Lebensmittelindustrie in Bezug auf intelligente Etiketten?
In der Forschung beschäftigt man sich bereits seit 2006 mit den intelligenten Etiketten, so etwa am Technologie Transfer Zentrum (TTZ) in Bremerhaven. Solch ein Etikett reagiert mit der Zeit und Temperatur. Es macht erkenntlich, dass ein Lebensmittel falsch, zu lang oder zu warm gelagert wurde. Die intelligenten Etiketten verfärben sich, wenn etwas mit dem Lebensmittel nicht mehr in Ordnung ist. Statt grün werden sie dann orange oder rot - wie eine Ampel. Die Idee an sich gibt es in der Lebensmittelindustrie seit fast hundert Jahren. Damals waren die Indikatoren aber noch zu unzuverlässig und zu teuer. Seit 2006 hat die Forschung zwar international wieder Fahrt aufgenommen, die intelligenten Etiketten gibt es aber noch immer nicht im Supermarkt. Tests haben gezeigt, dass die Technologie funktioniert.
Intelligente Etiketten: Arten, Einsatzbereiche und Entwicklungen
Intelligente Etiketten enthalten beispielsweise zwei kleinen Kissen. Drückt man darauf, bricht der Bund, der sich zwischen den Kissen befindet. Das intelligente Etikett wird grün - ein Zeichen, dass es intakt und aktiviert ist. Durch die Verbindung der beiden, mit Flüssigkeit gefüllten Kissen wird eine enzymatische Reaktion ausgelöst. Eine andere Möglichkeit sind intelligente Etiketten mit temperaturempfindlichen Folien, Spezialtinten oder Mikrokristallen. Das Prinzip ist stets das gleiche: Die Etiketten werden einmal aktiviert und reagieren dann. Dass die Etiketten aber bislang noch nicht ihren Weg in die Lebensmittelindustrie gefunden haben, liegt daran, dass sie nicht aufzeigen, wann genau das Produkt aufgetaut wurde. War es nach der Herstellung, auf dem Transportweg oder im Supermarkt?
RFID-Frischesiegel
Eine andere Variante sind RFID-basierte Frischesiegel. RFID-Tags sind in der Lage, Temperaturindikatoren mit einer Zeitangabe zu versehen. Diese Etiketten sind neuerdings auch auf dem europäischen Markt zu finden. Jedoch bedarf es für ihre Nutzung einer Infrastruktur zur Warenüberwachung. Durch solch eine Infrastruktur steigt der Preis für die Lebensmittel. Rentabel wird die Technologie erst ab einem Warenwert von fünf Euro.
Problem Haftungsfrage
Für die Lebensmittelindustrie stellt sich im Falle des Verderbs eines Lebensmittels die Haftungsfrage als problematisch dar. Es lässt sich nicht klar erkennen, wer für das verdorbene Produkt verantwortlich ist. Muss denn ein Produzent komplett für ein verdorbenes Produkt aufkommen, obwohl nicht klar ersichtlich ist, wann genau dieses verdarb? Kritisch sehen auch die Händler in der Lebensmittelindustrie die intelligenten Etiketten. Kunden bevorzugen die Produkte mit dem längste Haltbarkeitsdatum. Gleichermaßen würden sie bei intelligenten Etiketten die Produkte mit den grünsten Etiketten bevorzugen, auch wenn die Produkte mit den gelben oder orangen Etiketten noch genießbar wären. So würde es zu mehr Lebensmittelabfällen kommen.
Akzeptanz von intelligenten Etiketten
Während sich der europäische Markt verhalten zeigt, sind die USA einen Schritt weiter. Intelligente Etiketten sind hier für sensible Lebensmittel wie Meeresfrüchte Pflicht. In Europa findet man Frischesiegel bislang zuweilen bei Cateringfirmen, im Flugzeug bei den Bordmahlzeiten oder bei Impfstoffen, die einer Kühlpflicht unterliegen.
Intelligente Verpackungen: Arten, Einsatzbereiche und Entwicklungen
Intelligente Verpackungen liefern ähnlich wie die intelligenten Etiketten ebenfalls Informationen über die Frische der verpackten Lebensmittel. In der Lebensmittelindustrie sollen sie Abfälle reduzieren. Viele Verfahren zur Herstellung intelligenter bedruckter Verpackungen sind kostenintensiv. Neben der Lebensmittelqualität geben intelligente Verpackungen auch Auskunft über die Herkunft der Lebensmittel. Bei den intelligenten Verpackungen kommen in der Lebensmittelindustrie unterschiedliche Technologien zum Einsatz, wie:
- Datenträger
- Indikatoren
- Sensoren.
Datenträger ermöglichen die Rückverfolgbarkeit und einen Diebstahlschutz. Indikatoren und Sensoren zeigen die Umgebungsbedingungen oder Veränderungen in der Qualität der Produkte auf.
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Funktionsweise und Verbreitung der intelligenten Verpackungen
Bei den intelligenten Verpackungen oder intelligenten Primärverpackungen werden Frischeindikatoren auf der Verpackungsinnenseite angebracht. Sie reagieren auf chemische Verbindungen, die entstehen, wenn ein Lebensmittel verdirbt. Ab einer gewissen Menge der entstehenden Stoffwechselprodukte verändern sie ihre Farbe. So geben sie etwa Auskunft über die Frische von Fleisch oder Fisch. Andere Systeme analysieren und messen die Fruchtaromen und zeigen so an, wie reif das Obst ist. Aufgrund der hohen Kosten sind intelligente Verpackungen in der Lebensmittelindustrie bislang eher rar gesät. Aktuell belaufen sich die Verpackungskosten auf 50 bis 100 Prozent der Gesamtkosten des Packguts.
Beispiel für Indikatoren, die auf Stoffwechselprodukten basieren:
| Stoffwechselprodukte | Lebensmittelprodukte | Indikatoren |
| Kohlendioxid | Meeresfrüchte, Fleisch, fermentierte Lebensmittel | Farbmesser auf pH- Basis |
| Milchsäure/Glukose | Fleisch, Fisch | pH-sensitive Farbstoffe, die ihre Farbe verändern |
| Biogene Amine | Fleisch, fermentierte Lebensmittel | Farbmesser auf pH-Basis |
| Sauerstoff | Obst, Gemüse, Fleisch | Farbmesser auf pH-Basis; optischer Sensor, der auf Fluoreszenz basiert |
Zeit-Temperatur-Indikatoren speichern den Weg eines Lebensmittels vom Zeitpunkt der Verpackung, über den Transport, bis zum Zeitpunkt der Öffnung der Verpackung nach Maß. So zeigen sie an, ob die Kühlkette an einem bestimmten Punkt unterbrochen wurde. Veränderungen zeigen die Indikatoren durch Farbwechsel an.
Vorteile intelligenter Verpackungen
Intelligente Verpackungen erhöhen die Produktsicherheit in der Lebensmittelindustrie. Gleichzeitig reduzieren sie die unnötige Lebensmittelverschwendung und -abfall. Datenträger erleichtern die Nachverfolgbarkeit, wobei heutzutage überwiegend QR-Codes und Barcodes dafür im Einsatz sind. Diese sind die kostengünstigste Variante. Wichtig beim Einsatz intelligenter Verpackungen ist, dass die jeweilige Verpackung mit dem zu verpackenden Lebensmittel kompatibel ist. So eignet sich etwa ein Sauerstoffsensor für Produkte in Schutzgasverpackungen.
Möglichkeiten für das zukünftige Verpacken von Lebensmitteln
Aktuell sind intelligente Verpackungen in der Lebensmittelindustrie noch nicht weit verbreitet. Der Trend wird sich künftig aller Wahrscheinlichkeit nach jedoch ändern. Bei allen Nachteilen (Kosten, Akzeptanz durch Händler) von intelligenten Verpackungen bieten sie doch einige signifikante Vorteile. Das Interesse an einer verbesserten Lebensmittelqualität und -sicherheit nimmt zu. Außerdem möchte man in der Lebensmittelindustrie die Versorgungskette optimal steuern. Intelligente Verpackungen geben Verbrauchern zudem Auskunft über Inhaltsstoffe oder die ideale Lagerung von Produkten. Mit Sicherheit wird sich die intelligente Verpackung in der Lebensmittelindustrie nicht für alle Produkte durchsetzen. Sicherlich wird sie aber für verderbliche Produkte wie Fleisch und Fisch eingesetzt werden. Bei Produkten mit langer Haltbarkeit oder welchen, bei denen der Verbraucher selbst eindeutig den Qualitätszustand erkennt (Beispiel: braune Bananen), braucht es keine intelligente Verpackung.
