Verpackungen mit Bienenwachs

Zusammenfassung der Forschungsergebnisse: Die erste praxisorientierte Untersuchung zum Einfluss der Imprägnierung von Baumwolltüchern mit Bienenwachs auf die Haltbarkeit gelagerter Lebensmittel bestätigte keine ausgeprägt positiven Effekte dieser Methode im Vergleich zu traditionellen Lagerungspraktiken. Einleitung: Stofftücher, die mit Bienenwachs imprägniert sind, erfreuen sich großer Beliebtheit als ökologische Alternative zu Einweg-Kunststoffverpackungen und Wachspapier. Einige Hersteller bewerben diese Tücher mit der Aussage, sie hätten antimikrobielle Eigenschaften und würden die Haltbarkeit von Lebensmitteln verlängern (Abeego, 2021; BeeConscious Co., Ltd., 2020; Goldilocks-USA, n.d.). Es gibt jedoch bislang nur unzureichende wissenschaftliche Belege, die diese Behauptungen eindeutig bestätigen.

Zusammenfassung der Forschungsergebnisse

Die erste praxisorientierte Untersuchung zum Einfluss der Imprägnierung von Baumwolltüchern mit Bienenwachs auf die Haltbarkeit gelagerter Lebensmittel bestätigte keine ausgeprägt positiven Effekte dieser Methode im Vergleich zu traditionellen Lagerungspraktiken.

Einleitung

Stofftücher, die mit Bienenwachs imprägniert sind, erfreuen sich großer Beliebtheit als ökologische Alternative zu Einweg-Kunststoffverpackungen und Wachspapier. Einige Hersteller bewerben diese Tücher mit der Aussage, sie hätten antimikrobielle Eigenschaften und würden die Haltbarkeit von Lebensmitteln verlängern (Abeego, 2021; BeeConscious Co., Ltd., 2020; Goldilocks-USA, n.d.). Es gibt jedoch bislang nur unzureichende wissenschaftliche Belege, die diese Behauptungen eindeutig bestätigen.

Frühere Studien zeigen, dass Bienenwachs bestimmte antimikrobielle Eigenschaften besitzt und das Wachstum gramnegativer wie auch grampositiver Bakterien sowie von Hefen verlangsamen kann (Fratini et al., 2016; Ghanem, 2011; Kacániová et al., 2012). Unter Laborbedingungen wurde eine biostatische und biozide Aktivität von mit Bienenwachs imprägniertem Textil nachgewiesen (Szulc, 2020). Dennoch fehlen bislang praxisnahe Folgeversuche, die eindeutig belegen würden, dass Wachstücher das Verderben üblicher, im Haushalt gelagerter Lebensmittel tatsächlich reduzieren können.

Ziel dieser Studie war es, die Wirksamkeit von mit Bienenwachs imprägnierten Baumwolltüchern beim Verlangsamen des Verderbs ausgewählter Lebensmittel im Vergleich zu traditionellen Lagerungsmethoden zu überprüfen.

Material und Methodik des Versuchs

Die Studie verglich die Wirksamkeit der Lagerung von Lebensmitteln mit drei Verpackungsarten:

• Baumwolltücher, die mit natürlichem Bienenwachs imprägniert wurden und in einem wiederverschließbaren Kunststoffbeutel lagen,

• Wachspapier in einem wiederverschließbaren Kunststoffbeutel,

• ein klassischer wiederverschließbarer Kunststoffbeutel ohne zusätzliche Umhüllung.

Die Baumwolltücher wurden wie folgt vorbereitet: Vorgewaschener 100%iger Baumwollstoff wurde in Quadrate von 30 × 30 cm zugeschnitten und von jeder teilnehmenden Person mit Wachs aus der eigenen imkerlichen Bienenhaltung imprägniert. Das Wachs wurde zunächst geschmolzen, auf die Baumwolle aufgetragen, anschließend auf ein Backblech gelegt und im Ofen bei 93 °C (200 °F) sechs Minuten lang erhitzt. Nach dem Erwärmen wurden die Proben zum Abkühlen bei Raumtemperatur aufgehängt.

Für den Versuch wurden drei gängige, leicht verderbliche Lebensmittel verwendet:

• Mozzarella in Scheiben

• Bio-Weißbrot

• frische Erdbeeren

Die Lebensmittel wurden im Einzelhandel gekauft und einheitlich vorbereitet, um einen objektiven Vergleich zu gewährleisten:

• Der Käse wurde in den original verpackten Scheiben verwendet.

• Brotscheiben wurden vor dem Verpacken kurz in Wasser getaucht, um den Verderbsprozess zu beschleunigen.

• Erdbeeren wurden von den Stielen befreit und gleichmäßig auf eine Fläche verteilt, die der Größe der Brotscheiben entsprach.

Alle Proben wurden auf die genannten Arten verpackt (36 Proben von jedem der insgesamt vier Autoren, insgesamt 108 Proben) und in einem dunklen Raum bei stabiler Raumtemperatur von etwa 18,3 °C (65 °F) gelagert.

Alle drei Tage wurden die Proben kontrolliert, ausgepackt, fotografisch dokumentiert, erneut verpackt und wieder eingelagert. Die Kontrolle erfolgte unter Verwendung hygienischer Schutzmittel (Nitrilhandschuhe, N95-Maske), und jede Kontrollfläche wurde sorgfältig desinfiziert, um Kreuzkontamination zu vermeiden.

Für eine präzise Bewertung wurde der Verderb digital mithilfe eines 10 × 10 Zoll (25,4 × 25,4 cm) großen Rasters quantifiziert, das über jedes Foto der Probe gelegt wurde. Bewertet wurde der prozentuale Anteil der Lebensmitteloberfläche, auf der sichtbarer Verderb oder Schimmel auftrat (Rasterfelder wurden als betroffen gewertet, wenn sie zu mehr als 50% bedeckt waren).

Ergebnisse der Studie

Den schnellsten Verderbsverlauf beobachteten wir bei Erdbeeren (siehe Abb. 1). Bereits am sechsten Versuchstag zeigten alle Erdbeergruppen unabhängig von der verwendeten Verpackung deutliche Schäden (Schadensumfang 44,1–79,5 %), wobei die in Bienenwachstuch verpackten Proben die höchste Verderbsrate aufwiesen (p = 0,06; Tab. 1). Am neunten Tag war der Schaden bei den Erdbeeren im Bienenwachstuch statistisch signifikant am höchsten (p = 0,03), und bis zum zwölften Tag waren diese Proben praktisch vollständig zersetzt.

Beim Brot verlief der Verderb langsamer als bei den Erdbeeren (Abb. 2). Am dritten Versuchstag zeigte das in Wachstuch verpackte Brot einen höheren Schädigungsgrad (10,9 %) als Brot in Wachspapier (3,7 %) oder im Kunststoffbeutel (5,6 %) (p = 0,02; Tab. 1). Ab dem sechsten Tag wurde zwischen den einzelnen Brotgruppen kein deutlicher Unterschied mehr festgestellt.

Beim Käse war die Verderbsgeschwindigkeit mit der beim Brot vergleichbar (Abb. 3). Während der gesamten Beobachtungszeit (Tab. 1) stellten wir keine Unterschiede zwischen dem Verderb von Käse fest, der in Wachstuch, Wachspapier oder im Kunststoffbeutel gelagert wurde.

Während der Beobachtung wurden mehrere gängige Schimmelarten dokumentiert, die typisch für die jeweiligen Lebensmittel sind. Erdbeeren wurden ab dem dritten Tag von Schimmel der Art Botrytis cinerea (Abb. 4) kolonisiert; auf Brot und Käse beobachteten wir das Wachstum von Arten der Gattungen Aspergillus und Penicillium (Abb. 5 und 6). Darüber hinaus zeigte das Brot Wachstum von Rhizopus stolonifer (Abb. 6).

Diskussion der Ergebnisse

Ziel der Studie war es festzustellen, ob mit Bienenwachs imprägnierte Textiltücher Lebensmittel im Vergleich zu traditionellen Lagerungsmethoden – Wachspapier und Kunststoffbeutel – wirksamer vor Verderb schützen können.

Bei der Mehrheit der untersuchten Proben (insgesamt 87 %) wurde kein signifikanter Unterschied zwischen den einzelnen Lagerungsarten festgestellt. Nur in 13 % der Fälle war der Unterschied statistisch signifikant; überraschenderweise zeigten jedoch gerade die in Bienenwachstuch verpackten Proben die schlechtesten Ergebnisse. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Wachstücher zwar als natürliche Variante zur Lebensmittelaufbewahrung beliebt sind, ihre Wirksamkeit zur Verringerung der Verderbsgeschwindigkeit jedoch nicht besser ist als bei traditionellen Methoden der Lebensmittellagerung.

Der primäre Zweck von Verpackungen besteht darin, eine mechanische Barriere zu schaffen, die Kontaminationen und den Kontakt des Lebensmittels mit der Umgebung begrenzt. Mikroorganismen können Lebensmittel jedoch bereits vor dem Verpacken kontaminieren, ebenso während der Lagerung. Übliche Verpackungsmaterialien (Kunststofffolien, Wachspapier usw.) bieten vor allem mechanischen Schutz ohne besondere antimikrobielle Effekte. Lebensmittelverpackungen mit speziellen antimikrobiellen Eigenschaften werden üblicherweise eher von industriellen Herstellern eingesetzt, nicht von normalen Verbraucherinnen und Verbrauchern (Sung et al., 2013; Appendini, 2002).

Hersteller von mit Bienenwachs imprägnierten Textiltüchern bewerben ihre Produkte häufig als natürliche Alternative, die Lebensmittel nicht nur mechanisch isoliert, sondern zugleich antimikrobiellen Schutz bietet. Der Hersteller Abeego gibt beispielsweise an, seine Wachstücher seien „wasserabweisend, luftdicht und verfügen über antibakterielle und antimikrobielle Eigenschaften, die Lebensmittel deutlich länger frisch halten“. Der Hersteller SuperBee behauptet, dass sie dank schimmelhemmender und antibakterieller Eigenschaften „das Kontaminationsrisiko reduzieren“. Ähnlich betont Goldilocks-USA, Bienenwachs habe „von Natur aus antimikrobielle Eigenschaften, sodass Lebensmittel länger frisch bleiben“.

Unsere Ergebnisse deuten jedoch nur auf eine sehr begrenzte Fähigkeit dieser Tücher hin, die Aussagen der Hersteller zu erfüllen. Obwohl in der Vergangenheit unter Laborbedingungen bestätigt wurde, dass Bienenwachs das Wachstum bestimmter Bakterien und Schimmelpilze hemmt (Ghanem, 2011; Kacániová et al., 2012), zeigt die Anwendung von wachsimprägnierten Textilien laut mehreren Studien eine variable Wirksamkeit (Szulc et al., 2020; Pinto et al., 2019). Keine dieser Studien überprüfte jedoch die Wirksamkeit der Wachsimprägnierung unter praxisnahen Bedingungen der Lebensmittelaufbewahrung, noch ausschließlich Baumwollstoffe, die durch Wachsen behandelt wurden.

Die festgestellten Schimmelarten entsprachen den üblichen Arten, die bei den getesteten Lebensmitteln typischerweise auftreten. Botrytis cinerea (Grauschimmel bei Erdbeeren), Aspergillus niger und verschiedene Penicillium-Arten auf Brot und Käse gehören zu den häufigsten Lebensmittelkontaminanten unter häuslichen Bedingungen (Fernández-Ortuňo et al., 2014; Samson, 2002; Frisvad & Samson, 2004). Auch das Auftreten von Rhizopus stolonifer auf Brot ist typisch (Vazhacharickal et al., 2014).

Zur weiteren Präzisierung der vorherrschenden Mikroorganismen wurde eine mikroskopische Analyse der Proben durchgeführt.

Wirksamkeit von Bienenwachs bei der Lebensmittelaufbewahrung und ihre Grenzen

Wachstücher aus Bienenwachs müssen nicht in jedem Fall einen ausreichenden Schutz vor dem Verderb von Lebensmitteln bieten. Häufig liegt dies nicht an einem Mangel der natürlichen antimikrobiellen Eigenschaften, sondern an mechanischen Faktoren – etwa zu hoher Durchlässigkeit oder mangelnder Haftung des Tuchs, wenn es nicht eng an der Lebensmitteloberfläche anliegt. Ebenso kann es vorkommen, dass der Bienenwachsanteil im Tuch nicht hoch genug ist, damit sich eine antibakterielle Aktivität bemerkbar macht. Schimmel und Mikroorganismen können zudem im Inneren des Lebensmittels wachsen statt auf der Oberfläche, wo sie durch die natürlichen Substanzen im Wachs eher gehemmt würden. Die im Labor nachgewiesene antimikrobielle Aktivität an der Oberfläche des Tuchs reicht daher unter realen Lagerungsbedingungen möglicherweise nicht aus. In unserer Studie wurde außerdem beobachtet, dass Wachspapier allmählich zerfällt und sich daher nur für eine kurzfristige Aufbewahrung eignet, insbesondere bei trockenen Lebensmitteln.

Bei der Bewertung der Lebensmittelaufbewahrung ist es wichtig, nicht nur den sichtbaren Verderb infolge von Schimmel- oder Bakterienwachstum zu betrachten, sondern auch weitere Faktoren – insbesondere den Erhalt des Nährwerts, der Farbe, des Geschmacks und der ursprünglichen Struktur des Lebensmittels. Frühere Forschung zeigte beispielsweise einen positiven Effekt von Bienenwachs bei der Verlängerung der Frische und der Qualitätsbewahrung der tropischen Frucht Manilkara zapota. In dieser Studie wurden die Früchte jedoch durch Eintauchen in reines Bienenwachs behandelt, was sich von der Verwendung eines Wachstuchs unterscheidet (Morrison & Nelson, 2019).

Einschränkungen unserer Studie

Unsere Studie hatte mehrere Einschränkungen. Um mikrobiellen Verderb im Zeitrahmen der Studie beobachten zu können, mussten wir Bedingungen schaffen, die von üblichen Empfehlungen abweichen. Dazu gehörte die Lagerung bei höherer Temperatur (18,3 °C) statt der empfohlenen Kühlschranklagerung (3 °C) sowie das Befeuchten des Brotes durch kurzes Eintauchen in Wasser. Ein weiterer Schritt, der die Ergebnisse beeinflussen kann, war das Einlegen der in Wachstüchern verpackten Proben in Kunststoffbeutel, was üblicherweise keine gängige Praxis ist. Diesen Schritt wählten wir als Schutz vor Kontamination aus der Umgebung. Außerdem unterschieden wir die exakten Arten der auf den Proben wachsenden Mikroorganismen nicht. Die Untersuchung fand zudem in verschiedenen Regionen der USA statt (Washington, Illinois, Tennessee, North Carolina), was eine unterschiedliche mikrobielle Belastung und verschiedene Umweltbedingungen bedeuten kann. Auch wenn dies eine gewisse Einschränkung der Standardisierung darstellt, kann dieser Umstand andererseits die Relevanz unserer Schlussfolgerungen für unterschiedliche Lagerungsbedingungen erhöhen.

Empfehlungen für zukünftige Studien

Weitere Forschung sollte sich auf realistische Lagerungsbedingungen bei Temperaturen um 3 °C konzentrieren – ohne den Einsatz zusätzlicher Kunststoffverpackungen. Ebenfalls wichtig ist die Fähigkeit von Wachstüchern, sich exakt an die Form des gelagerten Lebensmittels anzupassen. Eine Ergänzung dieser Analyse kann die detaillierte Bestimmung der Mikroorganismenarten und ihrer Interaktionen mit konkreten Verpackungstypen sein. Außerdem empfehlen wir, Veränderungen der Lebensmittelstruktur, Gewichtsverluste und mögliche Geschmacksveränderungen während der Lagerung zu berücksichtigen.

Fazit der Studie

In Labortests zeigten Verpackungen mit Bienenwachsanteil eine gewisse antimikrobielle Wirksamkeit. Einige Hersteller behaupten daher, dass mit Bienenwachs imprägnierte Baumwolltücher Lebensmittel besser schützen als Standardverpackungsmaterialien. Unsere Ergebnisse bestätigten diese Aussage jedoch nicht eindeutig. Wir haben diesen Zusammenhang als Erste systematisch untersucht und empfehlen weitere Studien mit anderen Lebensmittelarten, längeren Lagerungszeiträumen und realistischeren Lagerungsbedingungen.

Übersetzung ins Tschechische: RNDr. Bohuslava Trnková

Tabelle 1: Anteil verdorbener Lebensmittelproben in Abhängigkeit vom Verpackungstyp und der Lagerdauer

¹ SD – Standardabweichung
² N/A – nicht verfügbar (keine Proben waren verdorben)

Hinweis: Bienenwachs ist ein traditionelles Imkereiprodukt, das häufig als ökologisches und natürliches Verpackungsmaterial zur Aufbewahrung von Lebensmitteln genutzt wird.

Aus der Zeitschrift Včelařství Übersetzung: RNDr. Bohuslava Trnková