Mit der rasanten Entwicklung der Verpackungsindustrie werden zunehmend leichtere und transportfreundlichere Verpackungsmaterialien entwickelt und eingesetzt. Doch erfüllen diese neuen Materialien, insbesondere ihre Sauerstoffbarriereleistung, die Qualitätsanforderungen an Produktverpackungen? Diese Frage beschäftigt Verbraucher, Anwender, Hersteller und Prüfstellen gleichermaßen. Wir werden heute die wichtigsten Aspekte der Sauerstoffdurchlässigkeitsprüfung von Lebensmittelverpackungen erörtern.
Die Sauerstoffdurchlässigkeit wird gemessen, indem die Verpackung an der Prüfvorrichtung befestigt wird und sich im Prüfumfeld ein Gleichgewicht einstellt. Sauerstoff dient als Prüfgas und Stickstoff als Trägergas, um eine bestimmte Sauerstoffkonzentrationsdifferenz zwischen der Außen- und Innenseite der Verpackung zu erzeugen. Zu den gängigsten Prüfmethoden für die Permeabilität von Lebensmittelverpackungen zählen die Differenzdruck- und die isobare Methode, wobei die Differenzdruckmethode am weitesten verbreitet ist. Die Differenzdruckmethode wird in zwei Kategorien unterteilt: die Vakuumdifferenzmethode und die Überdruckdifferenzmethode. Die Vakuumdifferenzmethode ist die repräsentativste und präziseste Methode zur Bestimmung der Messdaten. Sie eignet sich für eine Vielzahl von Prüfgasen wie Sauerstoff, Luft, Kohlendioxid und andere Gase zur Prüfung der Permeabilität von Verpackungsmaterialien und entspricht der Norm GB/T1038-2000 für die Prüfung der Gasdurchlässigkeit von Kunststofffolien und -platten.
Das Testprinzip besteht darin, die Permeationskammer mithilfe der Probe in zwei separate Bereiche zu unterteilen. Zunächst wird beidseitig der Probe ein Vakuum erzeugt. Anschließend wird eine Seite (Hochdruckseite) mit 0,1 MPa Prüfgas (absoluter Druck) befüllt, während die andere Seite (Niederdruckseite) im Vakuum verbleibt. Dadurch entsteht auf beiden Seiten der Probe eine Prüfgasdruckdifferenz von 0,1 MPa. Das Prüfgas permeiert durch die Folie in den Niederdruckbereich und verursacht dort eine Druckänderung.
Zahlreiche Testergebnisse zeigen, dass Frischmilchverpackungen bei einer Sauerstoffdurchlässigkeit zwischen 200 und 300 mbar eine Haltbarkeit von etwa 10 Tagen im Kühlschrank aufweisen. Bei einer Sauerstoffdurchlässigkeit zwischen 100 und 150 mbar beträgt die Haltbarkeit bis zu 20 Tage. Wird die Sauerstoffdurchlässigkeit unter 5 mbar gehalten, kann die Haltbarkeit sogar über einen Monat betragen. Bei gekochten Fleischprodukten ist neben der Sauerstoffdurchlässigkeit des Materials zur Vermeidung von Oxidation und Verderb auch dessen Feuchtigkeitsbarrierewirkung wichtig. Auch bei frittierten Lebensmitteln wie Instantnudeln und Puffreis ist die Barrierewirkung des Verpackungsmaterials entscheidend. Die Verpackung solcher Lebensmittel dient hauptsächlich dazu, Oxidation und Ranzigkeit zu verhindern. Um Luftdichtheit, Luftisolierung, Lichtundurchlässigkeit und Gasbarriere zu gewährleisten, wird üblicherweise vakuumaluminisierte Folie verwendet. Tests haben ergeben, dass die Sauerstoffdurchlässigkeit solcher Verpackungsmaterialien im Allgemeinen unter 3 mbar und die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit unter 2 mbar liegen sollte. Am Markt sind gasisolierte Verpackungen weit verbreitet. Es gibt nicht nur bestimmte Anforderungen an die Sauerstoffdurchlässigkeit des Materials, sondern auch an die Kohlendioxiddurchlässigkeit.
Veröffentlichungsdatum: 24. Februar 2023