Weniger Fleisch und Milch zu essen, ist definitiv gut für die Umwelt, weil bei der Produktion von tierischen Lebensmitteln wesentlich mehr Energie und Wasser verbraucht und mehr Stickstoff sowie Klimagase emittiert werden. Umweltfreundlich ist es jedoch auch, wenn möglichst wenig Lebensmittel auf dem Müll landen. Derzeit gehen Experten davon aus, dass weltweit rund ein Drittel der Lebensmittel auf dem Weg vom Feld über die Industrie und den Verbraucher weggeworfen werden – das sind laut dem Landwirtschaftsministerium etwa 1,3 Milliarden Tonnen jährlich. Die Hälfte davon geht dabei auf das Konto des Konsumenten. Vor allem Obst und Gemüse wandern oft wegen Schimmel in den Mülleimer. Wäre der Lebensmittelmüll eine Nation, wäre sie der drittgrößte Kohlendioxidemittent nach den USA und China, so haben Experten der Welternährungsorganisation FAO berechnet.

Darum suchen Wissenschaftler nach Wegen, die Haltbarkeit von Lebensmitteln zu verlängern, ohne deren Nährwert zu mindern und ohne dabei Zusatzstoffe einzusetzen, die Verbraucher großteils ablehnen. Gleichzeitig sollte die Verpackung weitgehend ohne Plastik auskommen. Eine dieser Lösungen findet sich derzeit bereits in den USA auf dem Markt. Das kalifornische Unternehmen Apeel Sciences beschichtet etwa Zitrusfrüchte, Avocado und Spargel mit einer dünnen und undurchsichtigen Schutzhülle, die mitgegessen werden kann. Das verlängere deren Haltbarkeit um das Zwei- bis Dreifache, behauptet Apeel.

Dabei haben sich die unternehmenseigenen Wissenschaftler die Mechanismen der Natur abgeschaut. Pflanzen sind nämlich mit einer Art Wachsschicht, dem Cutin, umhüllt. Diese sorgt dafür, dass möglichst wenig Wasser über Blätter oder Früchte verloren geht und möglichst wenig Sauerstoff hineingelangt. Sauerstoff ist beispielsweise dafür verantwortlich, dass Bananen braun werden, weil enzymatische Stoffwechselprozesse angeschoben werden. Zudem schützt die Wachsschicht vor Eindringlingen wie Schimmelpilzen, Hefen oder Bakterien. Dass Zitrusfrüchte wesentlich länger haltbar sind als Erdbeeren, liegt letztlich nur am unterschiedlichen Aufbau des Cutins.

Künstliche Schutzschicht kann gegessen werden

Apeel besprüht Obst und Gemüse mit einer Schicht, die dieser Cutinhülle ähnelt. Sie besteht aus fetthaltigen Substanzen, die in Tomatenschale, Obststielen oder Traubenkernen enthalten sind, Abfallprodukte aus der Lebensmittelindustrie also. Die US-amerikanische Lebensmittelbehörde FDA hat das Produkt bereits zugelassen, in Europa ist die Zulassung beantragt. Es ist offenbar sicher und ungefährlich, so behandelte Produkte zu essen. Obendrein sind die Biofilme laut Apeel unsichtbar, geruch- und geschmacklos. Und wenn sie nicht gegessen werden, wie etwa im Fall von beschichteten Avocados oder Bananen, dann sind sie wie die Schalen vollständig biologisch abbaubar.

Anstatt Substanzen aus Abfallstoffen zu verwenden, wird auch daran geforscht, Tomaten, Äpfel oder Bananen mit Stoffen aus Algen zu überziehen. Tugce Sentürk Parreidt, Wissenschaftlerin an der TU München, hat in einem Review aus dem Jahr 2018 gezeigt, dass sich solche Stoffe gut eignen, um geschnittenes Obst und Gemüse, aber auch Fleisch oder Käse vor Verderb zu schützen. Bei der Algenvariante handelt es sich nicht um fetthaltige Stoffe, sondern um Vielfachzucker (Polysaccharide). Die Substanzen werden zum Beispiel aus Braunalgen wie dem Riesentang Macrocystis pyrifera gewonnen. Diese wachsen in enormen Mengen und ohne großen Aufwand etwa von Dünger oder Pestiziden, was für die Nachhaltigkeit wichtig ist.

Eine spanische Studie hat im Jahr 2012 gezeigt, dass Kirschen, die mit einer Polysaccharidschicht überzogen wurden, 16 anstatt nur 8 Tage haltbar sind. Gleichzeitig war der Gehalt an möglicherweise gesundheitsförderlichen Phenolen in den Früchten auf dem Höhepunkt der Reife höher als in unbehandelten Kirschen.

Algenschicht für Fleisch und Käse

Auch Fleisch oder Käse können mit dieser Schicht versehen werden. Hier geht es weniger um Schutz vor Wasserverlust als vielmehr darum, pathogene Keime wie Salmonellen fernzuhalten sowie die Oxidation von Fetten und damit das Ranzigwerden zu verhindern. Derzeit versuchen Forscher, die Algensubstanzen mit bestimmten antimikrobiellen Stoffen wie Kräuterextrakten anzureichern, die eine noch bessere Haltbarkeit der Produkte versprechen. In einer brasilianischen Studie aus dem Jahr 2016 bewerteten beispielsweise die Probanden Rindfleisch mit einer essbaren Oregano-Algen-Schicht positiv.

Doch auch andere Pflanzenstoffe taugen als Beschichtung: Limetten waren etwa in einer iranisch-kanadischen Studie länger haltbar, wenn sie mit einer Pektinschicht überzogen wurden. Pektin ist ein Ballaststoff, der etwa in der Apfelschale vorkommt. Theoretisch können laut Tugce Sentürk Parreidt diesen Coatings noch gesunde Zusatzstoffe wie Probiotika oder Vitamine und Mineralstoffe beigemischt werden.

Peggy Tomasula, Wissenschaftlerin am amerikanischen Landwirtschaftsministerium USDA, erforscht hingegen Kasein, ein Eiweiß, das in Milch vorkommt. Laut ihren Studien hält eine dünne Kaseinschicht Sauerstoff besser von Früchten fern als eine handelsübliche Plastikverpackung. Selbst einzeln verpackte Käsesticks könnten so nachhaltiger verpackt werden. Neben tierischem Protein sind zudem Proteine aus Pflanzen wie Weizen, Soja oder Erbsen denkbar. »Das Problem bei Proteinbeschichtungen ist allerdings, dass sehr genau auf allergenes Potenzial, Funktionalität und Sensorik geachtet werden muss. Erbsen- und Sonnenblumenproteine werden von uns als unkritisch und viel versprechend angesehen«, sagt Sven Sängerlaub vom Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung.

»Auch Pestizide könnten dank pflanzlicher Hilfsstoffe eingespart werden«
Gianfranco Romanazzi

Doch die Hilfsstoffe könnten nicht nur dafür sorgen, dass weniger Lebensmittel- und Verpackungsmüll anfällt oder Lebensmittel aufgewertet werden. »Auch Pestizide könnten eingespart werden«, sagt Gianfranco Romanazzi, Pflanzenpathologe an der Marche Polytechnic University in Ancona. Studien mit Chitosan, das in Krustentieren und Pilzen vorkommt, zeigten beispielsweise, dass die Substanz bereits auf dem Feld oder am Baum auf Obst oder Gemüse aufgesprüht werden und damit Schutz vor Schädlingen bieten könnte.

Denn Chitosan ist giftig für verschiedene Pilze wie Penicillium-Arten oder Botrytis cinerea, der die Grauschimmelfäule bei Trauben auslöst. Auch gegen bakterielle Pflanzenschädlinge hilft die Substanz. Für den Menschen ist sie hingegen ungefährlich. Chitosan ist bereits durch die FDA für die Lebensmittelproduktion zugelassen. Auch Pektine sind als Zusatzstoffe in Europa erlaubt, während Gelatine selbst als Lebensmittel gilt. »Pflanzliche Produkte sind in der Herstellung mit weniger Energie verbunden, also umweltfreundlicher«, sagt Sängerlaub.

Essbare Kunststoffe als Durchbruch im globalen Konsum

Laut Shilpa Rosenberry, Geschäftsführerin des US-Unternehmens Scouted, stellen essbare Kunststoffe »einen Durchbruch im globalen Konsum« dar, vor allem im Hinblick auf nachhaltige Entwicklung und Umweltbewusstsein«. Die Markteinführung dürfte jedoch nicht einfach sein, da sich die Transporteure entsprechend umstellen müssten. Sie müssten neue Anlagen kaufen, mit denen sich die Beschichtung aufbringen lassen. Die großen Kühllager wären hingegen obsolet, was theoretisch Geld und Energie einsparen würde.

Supermärkte sind dagegen auf der Suche nach Möglichkeiten, die riesigen Mengen an Lebensmittelmüll einzudämmen. Am wichtigsten ist jedoch, ob der Verbraucher eine solche Art der nachhaltigen Verpackung auch wirklich akzeptieren würde. Zwar sagen laut einer Studie des Beraterunternehmens pwc aus dem Jahr 2018 rund 90 Prozent der Befragten, dass sie umweltschonende Verpackungen gutheißen – allerdings nur, wenn diese nicht teurer wären als übliche Plastikverpackungen.

Ganz neu ist die Idee der Konservierung mittels einer essbaren Schicht nicht: Bereits im 11. Jahrhundert wurden Zitronen aus Südchina mit Wachs überzogen, um die weite Reise nach Nordchina in die kaiserliche Palastküche zu überstehen. Und einige essbare Hüllen befinden sich heute schon auf dem Markt, allerdings nicht der Haltbarkeit wegen. Gewachste Äpfel glänzen in der Obstauslage von Supermärkten, und Wiener Würstchen mit einem billigeren Alginat-Überzug anstatt des traditionellen Schafsdarms sind ebenfalls bereits im Handel.