Nachhaltigkeit ist der Schlüssel zu einer lebenswerten Zukunft. Dieser Grundsatz gilt nicht zuletzt für die Erzeugung und Verarbeitung von Lebensmitteln. Gase tragen entscheidend dazu bei, Ertrag und Haltbarkeit zu steigern, Verschwendung zu vermeiden und die Verarbeitung der wertvollen Rohstoffe zu optimieren.

Ein gutes Drittel der vom Menschen verursachten Treibhausgasemissionen entfällt auf Landwirtschaft und Lebensmittelindustrie. Manche Essgewohnheiten haben einen markanten CO₂-Fußabdruck. Die Art und Weise, wie Nahrungsmittel gelagert, verarbeitet und transportiert werden, spielt ebenfalls eine wichtige Rolle für die Umweltbilanz. Die Klimaziele der UN lassen sich nur erreichen, wenn die Emissionen auch im zentralen Bereich der Lebensmittelwirtschaft sinken.

Als besonders klimarelevant gelten hier die Produktion und der Verzehr von Fleisch und Milch. Den Anteil tierischer Produkte an der Ernährung zu verringern, kann ein wesentlicher Beitrag zur Reduktion der Emissionen sein. Stattdessen soll mehr Pflanzliches auf den Tisch, gesünder ist dies obendrein. Diese Botschaft kommt durchaus an: Es gibt in vielen Ländern einen starken Trend zu veganen und vegetarischen Produkten.

Düngen mit Gas

Zahlreiche Pflanzen liefern wertvolle Proteine, die bei entsprechender Verarbeitung Fleisch, Fisch und Milchprodukte ersetzen können. Neuartige Eiweißquellen wie Algen oder Insekten eröffnen zusätzliche Möglichkeiten, sowohl Anbaufläche als auch Emissionen zu sparen und gleichzeitig hochwertige, gesunde Lebensmittel zu produzieren. Auch der Anbau im Gewächshaus leistet hier einen Beitrag. Er verlängert die Vegetationsperiode und macht auf derselben Fläche einen höheren Ertrag möglich.

Mit dem gezielten Einsatz von aus industrieller Abluft gewonnenem CO₂ lässt sich hier eine zusätzliche Ertragssteigerung erzielen. Das CO₂ dient hierbei als Pflanzennährstoff und ist neben Licht und Wasser einer der wichtigsten Baustoffe jedes pflanzlichen Wachstums. Indem man die Konzentration des Treibhausgases in der Gewächshausatmosphäre erhöht, kann man das Wachstum steigern: Bei Versuchen mit Paprika zum Beispiel wurde durch CO₂-Düngung ein Mehrertrag von über 30 Prozent erzielt. Gleichzeitig wird das aufgenommene Kohlendioxid – zumindest zeitweise – der Atmosphäre entzogen.

Kryogen mischen und frosten

Ob pflanzlich oder tierisch, ein großer Teil der landwirtschaftlichen Produkte wird heute industriell verarbeitet. Bei der Herstellung von herkömmlichen Wurstwaren ebenso wie von vielen veganen Produkten werden Zutaten maschinell vermischt. Um einen Befall des Mischguts mit schädlichen Mikroorganismen zu verhindern, sind dabei tiefe Temperaturen gefordert. Die schnellste und schonendste Art der Abkühlung wird mit kryogenen Verfahren unter Einsatz tiefkalter Gase erreicht.

Tempo nützt auch beim Tiefkühlen: Produkte, die kryogen gefrostet wurden, sind nach dem Auftauen von frischen kaum zu unterscheiden. Unter der Einwirkung von tiefkalten Gasen kristallisiert das Zellwasser so schnell, dass nur kleine Eiskristalle entstehen und die Zellwände intakt bleiben. Die hohe Gefriergeschwindigkeit kryogener Froster spart zudem Zeit, reduziert den Platzbedarf und ermöglicht besonders effiziente Abläufe.

Die kryogene Mischerkühlung mit Stickstoff oder Kohlendioxid hat außerdem einen willkommenen Nebeneffekt: Die kalten Gase verdrängen die Umgebungsluft aus der Prozessumgebung. Damit verhindern sie die Oxidation von Inhaltsstoffen, wie etwa den ölig-fettigen Bestandteilen im Mischgut. Denn was wir als ranzig riechen und schmecken ist nichts anderes als das Ergebnis einer chemischen Reaktion von Fettsäuren mit Sauerstoff. Die Gase helfen schon bei der Verarbeitung mit, die Haltbarkeit der Lebensmittel zu verlängern.

Gase gegen Verschwendung

Haltbarkeit ist überhaupt ein entscheidender Faktor, sowohl bei der ausreichenden Versorgung der Menschheit mit Nahrungsmitteln als auch beim ökologischen Fußabdruck. Laut der Hilfsorganisation Welthungerhilfe landen pro Jahr 1,3 Milliarden Tonnen Nahrungsmittel auf dem Müll – das entspricht einem Drittel aller weltweit produzierten Lebensmittel!

Ein Teil dieses Verlustes geht auf achtlosen und verschwenderischen Umgang in den reichen Ländern zurück. Ein großer Teil, besonders in den ärmeren Ländern, hat dagegen mit mangelhafter Lagerhaltung, Schädlingsbefall und Fäulnis zu tun. Lebensmittel vor dem Verderben zu schützen, hat also höchste Priorität.

„Die inertisierende Wirkung von Gasen spielt auch hier eine wichtige Rolle. Eine Schutzgasverpackung schützt Lebensmittel vor Fäulnis und verlängert ihre Haltbarkeit“, erklärt Johanna Schirmacher, Anwendungsexpertin für den Nahrungsmittelbereich bei Messer. Die Fachterminologie spricht von Verpacken in modifizierter Atmosphäre, auf Englisch: Modified Atmosphere Packaging oder kurz MAP.

Kohlendioxid ist besonders gut geeignet, das Wachstum von Bakterien und Schimmel zu bremsen. Stickstoff verhindert als inertes, reaktionshemmendes Gas alle Oxidationsprozesse und reduziert ebenfalls das Keimwachstum. Beide Gase können einzeln oder als Gemisch für MAP verwendet werden. Bei Fleischprodukten gehört aber auch Sauerstoff zur Schutzgasatmosphäre, denn er erhält die rote Farbe des Fleisches und hemmt die Entwicklung anaerober Bakterien. Zusätzlich benötigen auch pflanzliche Lebensmittel eine gewisse Sauerstoffkonzentration in der Verpackung, um die Zellatmung zu erhalten.

Um alle Vorzüge der einzelnen Gase zu nutzen, werden für MAP meist Gemische eingesetzt, wobei sich die optimalen Mischungsverhältnisse von Produkt zu Produkt unterscheiden. Messer liefert MAP-Gase als fertige Standardgemische in Flaschen; sie können aber auch am Produktionsort mit Gasmischgeräten individuell zusammengestellt werden. Alle für diesen Zweck eingesetzten Gase entsprechen den gesetzlichen Vorgaben und sind als Lebensmittel zertifiziert. Übrigens verwendet man inerten Stickstoff auch, um beim Ein- und Auslagern von Getreide Staubexplosionen zu verhindern sowie um Silobrände zu löschen.

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