Hygiene Report 1/2024

schwerpunkt
1·24
Die Kraft des Sonnenlichts: moderner Ansatz
für keimfreie Lebensmittelverpackungen
Xenon/Polytec: „Gepulste“ UV-C-Blitze statt Wärme oder Chemikalien zur Sterilisation
Seit den 1960er Jahren spielen keimfreie Verpackungen eine wichtige Rolle für die Lebensmittelsicherheit. Dennoch gab
es seit dieser Zeit kaum Innovationen. Chemikalien und Hitze sind nach wie vor die gängigsten Methoden zur Sterilisation
von Lebensmittelverpackungen – wie schon vor Jahrzehnten. Das könnte sich nun ändern, denn gepulstes Licht hat sich
als hochwirksame und energieeffiziente Alternative mit vielen Einsatzmöglichkeiten herausgestellt. Im folgenden Beitrag
(englisches Original: Steve West, Xenon Corp. / deutsche Bearbeitung: Jochen Grimm, Polytec GmbH) werden die Vorteile
dieses Verfahrens beschrieben, das schadstofffrei und sogar in sensiblen Produktionsumgebungen verwendbar ist.
Keimfreies Verpacken bedeutet:
die vom Produkt getrennte Entkeimung
der Verpackung und
anschließend das schnellstmögliche
Verschließen unter sterilen
Bedingungen. Die Vorteile sind
die Vermeidung von Verunreinigungen,
reduzierter Kühlbedarf,
verlängerte Haltbarkeit sowie die
Erhaltung von Geschmack und
Nährwerten der Lebensmittel.
Doch so wichtig dieser Prozess
auch ist, so alt sind die dafür
eingesetzten Techniken – mit
Einschränkungen sowohl für
die Anwendung als auch die
Wirksamkeit. Beispielsweise
ist die chemische Behandlung
mit Chlor, Peressigsäure oder
Wasserstoffperoxid zwar sehr
effektiv, chemische Rückstände
können aber allergische
Reak tio nen oder Krankheiten
verursachen, insbesondere
wenn sie ins Produkt gelangen.
Viele Chemikalien erfordern
darüber hinaus eine spezielle,
aufwendige Entsorgung.
Wärmebehandlung durch
Dampf, heißes Wasser oder
Luft wird häufig in Kombination
mit Chemikalien eingesetzt. So
können Bakterien zwar auf unterschiedlichsten
Verpackungsmaterialien
abgetötet werden,
aber die Energiekosten sind erheblich.
Wärme kann u.U. auch
den Verpackungsmaterialien
schaden oder deren Nutzen
beeinträchtigen.
Andere entkeimende Verpackungsmethoden
sind die
Retortenverarbeitung und die
Verpackung unter Schutzatmosphäre.
Aber wie die chemische
und Wärme-Behandlung können
sie sich auf Verpackungsmaterialien
auswirken und teuer
in der Implementierung und im
Unterhalt sein.
Alternative: gepulstes Licht
Gepulstes Licht besteht aus
einer Reihe intensiver UV-C-
Lichtblitze, die viel Energie,
aber kaum Wärme abgeben.
Im Grunde wird konzentriertes
Sonnenlicht in Form von Hochleistungsimpulsen
mehrerer
Megawatt genutzt.
Gepulstes Licht unterscheidet
sich dabei stark von energiearmem
UV-Licht, das z.B. in
der Dermatologie und einigen
Verbraucheranwendungen
eingesetzt wird, denn es ist um
Größenordnungen
effektiver.
Gepulstes
Licht ist
hochwirksam
bei
der Abtötung
von
Krankheitserregern.
Es wirkt auf
DNA-Ebene,
deaktiviert
Abb. 1: Die Entkeimung von Joghurtbechern unmittelbar vor
der Befüllung ist eine typische Anwendung. Foto: iStock
Enzyme
und zerstört
Nukleinsäure.
Darüber hinaus wirkt es
in Sekunden und ist frei von
Chemikalien und Gasen.
Da es keine Nebenprodukte
erzeugt und die Verpackungseigenschaften
nicht beeinträchtigt,
kann es an viele
Produktionsumgebungen
angepasst werden. Tatsächlich
ist die Technik von der FDA, der
US-amerikanischen Arzneimittelbehörde
„Food and Drug
Administration“, für Lebensmittel
zugelassen, sodass es auch
nach der Verpackung risikolos
angewendet werden kann,
ohne die Lebensmittel selbst zu
beeinträchtigen.
Was die Forschung zeigt
Gepulstes Licht hat sich in
zahlreichen Studien als wirksam
bei der Zerstörung von Krankheitserregern
erwiesen. Z.B. hat
die Pennsylvania State University
in breit angelegten Untersuchungen
die Wirksamkeit
belegt – inklusive einer Studie,
die zeigt, dass gepulstes Licht
zur sicheren Desinfektion von
Eierschalen verwendet werden
kann. Forscher der Cornell
Uni versity im US-Bundesstaat
New York haben gepulstes
Licht im Zusammenhang mit
Lebensmittelverpackungen
untersucht. Unter Leitung von
Dr. Carmen Moraru, Professorin
am Lehrstuhl für Lebensmittelwissenschaften,
zeigen ihre
Forschungen vielversprechende
Ergebnisse. In vielen Experimenten
zerstörte gepulstes Licht
widerstandsfähige Krankheitserreger
wie Listerien und E. coli
schnell und ohne die Lebensmittelqualität
zu beeinträchtigen.
Darüber hinaus entwickeln
Mikroorganismen, die wiederholt
gepulstem Licht ausgesetzt
waren, keine Resistenzen.
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