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Biobasierte Papierbeschichtung aus Fruchtabfällen
Ein indisches Forschungsteam hat eine aktive Beschichtung aus Jackfruchtkernen und Pomeloschalen für Papierverpackungen entwickelt. Die biobasierte Formulierung verbessert Barriere-, mechanische und antioxidative Eigenschaften des Papiers deutlich.
Papierbasierte Lebensmittelverpackungen gewinnen aufgrund ihrer biologischen Abbaubarkeit zunehmend an Bedeutung. Ein Forschungsteam aus Indien hat nun eine aktive Biopolymerbeschichtung entwickelt, die auf Stärke aus Jackfruchtkernen, Bienenwachs und Extrakt aus Pomeloschalen (PPE) basiert. Ziel der Studie war es, herkömmliches Einwickelpapier mit einer funktionalen Beschichtung auszustatten, die sowohl Barriereeigenschaften als auch antioxidative Schutzwirkung bietet.
Die Beschichtungsformulierungen wurden mit unterschiedlichen PPE-Konzentrationen von 10 bis 20 % hergestellt und auf Einwickelpapier aufgetragen. Mittels Gaschromatographie und Massenspektrometrie wiesen die Forschenden in der Beschichtung vorwiegend Terpene nach, darunter Acetate, Alkohole und Aldehyde, die für ihre antioxidativen, antimikrobiellen und hydrophoben Eigenschaften bekannt sind.
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Deutlich verbesserte Barriere- und Festigkeitswerte
Die Ergebnisse zeigen erhebliche Verbesserungen gegenüber unbeschichtetem Papier. Die Zugfestigkeit stieg von 21,5 MPa beim unbeschichteten Papier auf bis zu 60,14 MPa bei PPE-beschichtetem Papier. Auch die Barriereeigenschaften verbesserten sich signifikant: Das mit 20 % PPE beschichtete Papier wies den niedrigsten Sauerstoffpermeabilitätskoeffizienten auf (4,61 × 10⁻⁷ cm³·cm/cm²·s·Pa). Die Wasseraufnahmekapazität sank bei PPE-beschichteten Papieren auf 33,7 % und bei stärkebeschichtetem Papier sogar auf 13,5 % im Vergleich zur Kontrolle.
Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen bestätigten, dass die Beschichtung Hohlräume und Oberflächenrauheit des Papiers deutlich reduziert. Die funktionellen Gruppen der Beschichtung wurden zusätzlich mittels Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie charakterisiert.
Antioxidative Wirkung für aktive Verpackungen
Besonders vielversprechend ist die antioxidative Aktivität der beschichteten Papiere. Das mit 20 % PPE beschichtete Papier erzielte die höchste DPPH-Radikalfänger-Aktivität von 61,8 % sowie den höchsten Gesamtphenolgehalt von 4,2 GAE/g. Diese Eigenschaften machen die Beschichtung interessant für den Einsatz als aktive Verpackung, die zur Konservierung der Lebensmittelqualität beitragen kann.
Die Studie demonstriert, dass Nebenprodukte aus der Lebensmittelverarbeitung – Jackfruchtkerne und Pomeloschalen – zu einer nachhaltigen Beschichtungslösung für Papierverpackungen aufgewertet werden können. Die entwickelte Formulierung bietet damit eine potenzielle Alternative zu konventionellen, erdölbasierten Verpackungsmaterialien.
Quelle: Kumar, P. et al. Valorization of jackfruit seed and pomelo peel for coating on wrapping paper for active food packaging. J. Coat. Technol. Res. 23, 703–715 (2026).
