Durch Nanotechnologie verbesserte Lebensmittel- und Getränkeverpackungen:Sicherheit, Haltbarkeit und Innovation

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Auf dem Gebiet der Verpackungs-Nanotechnologie wurden große Fortschritte erzielt, die sich auf alle Bereiche der Wissenschaft sowie auf unser tägliches Leben auswirken. Die nanoskaligen Materialien spielen eine sehr wichtige Rolle bei der Verpackung elektronischer und photonischer Geräte bis hin zur Verpackung von Gesundheitsprodukten und Lebensmitteln.
Nanotechnologie in der Verpackung
Die Nanotechnologie führt die Verpackungstechnologien für Lebensmittel und Getränke auf ein neues Niveau. Zu den Anwendungen nanobasierter Verpackungen gehören die Entwicklung verbesserter Geschmäcker, Farben, Aromen, Texturen und Konsistenzen von Lebensmitteln, eine erhöhte Absorption und Bioverfügbarkeit von Nährstoffen und Nahrungsergänzungsmitteln, neue Lebensmittelverpackungsmaterialien mit verbesserten mechanischen, Barriere- und antimikrobiellen Eigenschaften sowie Nanosensoren zur Rückverfolgbarkeit und Überwachung des Zustands von Lebensmitteln während des Transports und der Lagerung.
Unter den aktiven Technologien auf dem aktuellen Markt machen Sauerstofffänger, Feuchtigkeitsabsorber und Barriereverpackungen mehr als 80 % der vermarkteten Technologien aus. Zum Beispiel ein „Nanofilm“, der beim Auftragen auf Obst und Gemüse einen chemischen Dampf abgeben kann, der die Haltbarkeit von Gemüse ohne Qualitätsverlust um bis zu 21 Tage verlängern kann. Dieses Nanomaterial enthält einen wichtigen Inhaltsstoff namens Hexanal, eine synthetische Version dessen, was normalerweise in Pflanzen wie Bohnen und Gurken vorkommt.
Der Hauptbeitrag der Nanotechnologie ist der folgende.
• Zeit-/Temperaturindikatoren nehmen einen großen Teil intelligenter Verpackungen ein, mit Radiofrequenz-Identifikationsdaten-Tags (RFIDs). Es wird prognostiziert, dass dieser Bereich in dieser Kategorie ein starkes Wachstum verzeichnen wird.
 • Die Kategorien Backwaren und Fleischprodukte haben die meisten Nanoverpackungsanwendungen angezogen.
 • Bei Getränken dominieren kohlensäurehaltige Getränke und Mineralwasser.
 • Aktive Verpackungen werden bereits erfolgreich eingesetzt, um die Haltbarkeit zu verlängern und gleichzeitig die Nährwertqualität sowie die mikrobiologische Sicherheit zu gewährleisten.
 • Nanoclays haben aufgrund ihrer geringeren Kosten und ihrer Verwendbarkeit in gängigen Thermoplasten wie Polypropylen (PP), thermoplastischem Polyolefin (TPO), PET, Polyethylen (PE), Polystyrol (PS) und Nylon die breiteste kommerzielle Anwendbarkeit gezeigt.
Kommerzielle Anwendungen in Lebensmitteln
Die Anwendungen von Nanomaterialien in der Verpackungstechnologie sind Gegenstand aktueller wissenschaftlicher Studien und Neugier.
Beispiele für kommerzielle Anwendungen sind die Verwendung von Sauerstofffängern für geschnittenes verarbeitetes Fleisch, Fertiggerichte und Bier, die Verwendung von Feuchtigkeitsabsorbern für Frischfleisch, Geflügel und Frischfisch sowie Ethylen-Fängerbeutel für die Verpackung von Obst und Gemüse.
Forschungsbereiche
Es gibt viele Aspekte der Verpackungs-Nanotechnologie, von der Wissenschaft über das Ingenieurwesen und die Medizin bis hin zur Lebensmittelwissenschaft. Die Forschungsbereiche sind recht breit gefächert und umfassen Polymer-Ton-Nanokomposite für Lebensmittel- und Pharmaverpackungen, herkömmliche Nanokomposite auf Kunststoffbasis (PP, PE, Nylon, PET, EVOH usw.) für Verpackungen, Nanokomposite auf Basis grüner Polymere (PLA, PHAs, Stärke usw.) für Verpackungen, Nanotechnologie im Druck, Nanotechnologie in der Beschichtung, Nanotechnologie in der Elektronik, Optoelektronik und Photonikverpackungen, Low- und High-Materialien für Mikro- und Nanoelektronikverpackungen sowie Nanotechnologie in den Bereichen Lieferkette/Sicherheit, Nanotechnologie in papierbasierten Verpackungen, soziale und ökologische Auswirkungen der Nanotechnologie in Verpackungen, Lebenszyklusanalyse und wirtschaftliche Machbarkeit von Nanokompositen im Markt für Barriereverpackungen. Beschreibungen verschiedener Nanopartikel, anderer nanostrukturierter Materialien und ihrer Rolle in verschiedenen Aspekten der Verpackung (hohe Barriere/Kratzfestigkeit/UV-Strahlungsabsorber usw.)
Zu den Forschungsthemen gehören auch Synthese, Verarbeitung, Herstellung, spektroskopische Charakterisierung, Eigenschaften und Anwendungen von Nanomaterialien in der Verpackungswissenschaft und -technologie. Zu den weiteren Aspekten zählen Schmelzverarbeitung, Polymer/Montmorillonit-Schichtsilikate, Nanoverbundfolien für Lebensmittelverpackungen, Transporteigenschaften von Polymer/Schichtfüllstoffen, Nanoverbundwerkstoffe, halbaromatische Polyester/Schichtsilikat-Nanoverbundwerkstoffe, Nanoverbundwerkstoffe aus Polyolefin, Nylon-Nanoverbundwerkstoffe, mikrozelluläre Polymer-Nanoverbundwerkstoffe, Bio-Nanotechnologie in Bioverpackungen, Stärke-Nanoverbundwerkstoffe, proteinhaltige Nanomaterialien, Silber-Nanoverbundwerkstoffe für antimikrobielle Verpackungen, der Einsatz von Nanotechnologie zur Verbesserung der Leistung von Beschichtungen auf Pflanzenölbasis für militärische Zwecke und Anwendungen in Verpackungen, mit Nanomaterialien verbesserte Gerüste für die Gewebezüchtung, kommerzielle Entwicklung von Nano-Verbundverpackungen und ökologische und soziale Auswirkungen der Nanotechnologie in Verpackungen.
Unter den Regionen ist Asien/Pazifik, insbesondere Japan, Marktführer für aktive nanobasierte Verpackungen. Im Gegensatz dazu ist der europäische Markt für Nanotechnologie in der Lebensmittel- und Getränkeverpackung stark.