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Die Unterdruckverpackung entzieht einer Packung gezielt Luft und damit Sauerstoff, bevor diese gasdicht verschlossen wird. Der Begriff beschreibt das physikalische Wirkprinzip: Im Inneren der fertigen Packung herrscht ein Druck unterhalb des atmosphärischen Normaldrucks von rund 1.013 hPa auf Meereshöhe. In der Praxis wird dafür meist der Begriff Vakuumverpackung verwendet – ein echtes Vakuum, also ein Druck von null, wird dabei nie erreicht. Entscheidend ist allein, wie weit Druck und Restsauerstoffgehalt gesenkt werden, denn davon hängt ab, wie stark das Wachstum sauerstoffabhängiger Mikroorganismen gehemmt wird.
Definition: Was ist eine Unterdruckverpackung?
Eine Unterdruckverpackung ist eine gasdichte Verpackung, bei der Zwischenräume und reaktionsfähige Gase im Packgut stark reduziert wurden, sodass nur noch wenig Restsauerstoff an das Produkt gelangt. In der Verpackungstechnik bewegen sich die dabei genutzten Druckwerte typischerweise zwischen 1 und 900 mbar absolut; bezogen auf einen Referenzdruck von 1.000 mbar entspricht das einem Vakuumniveau von rund 10 bis 99,9 Prozent. Haushaltsgeräte erreichen dabei meist nur ein sogenanntes Grobvakuum, während industrielle Kammermaschinen mit ölgeschmierten Drehschieber-Vakuumpumpen bis auf einen Enddruck von rund 0,1 mbar kommen. Für frisches Fleisch, Wurst und Fisch genügt in der Praxis ein Druck von etwa 5 mbar; bei Käse arbeiten Maschinen dagegen meist mit einem deutlich moderateren Unterdruck von 100 bis 300 mbar.
Ablauf: Evakuieren, Siegeln, Belüften
Eine Unterdruckverpackung entsteht in drei Schritten. Zunächst saugt die Vakuumpumpe die Luft aus Kammer, Beutel und den Zwischenräumen des Packguts ab (Evakuieren). Ist der gewünschte Druck erreicht, wird die offene Seite der Packung durch Wärme und Anpressdruck der Siegelleiste luftdicht verschweißt – fachlich Heißsiegelung genannt – (Siegeln). Erst danach strömt wieder Umgebungsluft in die Kammer, damit die fertige Packung entnommen werden kann (Belüften). Bei Tisch-Vakuumierern übernimmt meist die Kunststofffolie selbst die Stützfunktion, weshalb goffrierte (genoppte) Beutel nötig sind; Vakuumkammermaschinen erzeugen ein höheres Vakuum und kommen auch mit glatten Beuteln aus.
Physikalisch setzt der Prozess eine Grenze: Wasser siedet nicht erst bei 100 °C, sondern schon bei deutlich niedrigeren Temperaturen, sobald der Druck sinkt. Bei rund 30 mbar verdampft Wasser bereits bei Zimmertemperatur, bei etwa 8 mbar schon bei 4 °C – also auch im Kühlraum. Wird bei sehr feuchten Lebensmitteln zu tief evakuiert, beginnt die im Produkt enthaltene Flüssigkeit sichtbar zu „kochen“. Verpackungsmaschinen müssen den Enddruck deshalb an Feuchtegehalt und Temperatur des jeweiligen Produkts anpassen.
Wirkung auf Haltbarkeit und Qualität
Der Restsauerstoffgehalt entscheidet über die Wirksamkeit: Nach gängigem Industriestandard soll er in kommerziell vakuumverpacktem Frischfleisch unter 0,3 bis 0,5 Prozent liegen. In wissenschaftlichen Messungen an vakuumverpacktem Rindfleisch lagen die tatsächlichen Werte während der gesamten Lagerzeit zwischen 0,12 und 0,27 Prozent – deutlich unterhalb dieser Schwelle. Bei einem so niedrigen Sauerstoffniveau wird das Wachstum sauerstoffabhängiger Verderbniserreger, etwa aerober Bakterien, spürbar gebremst.
Am besten dokumentiert ist die Wirkung bei Käse: Hartkäse mit niedrigem Wassergehalt bleibt unverpackt an der Luft rund zwei Wochen genießbar, unterdruckverpackt dagegen bis zu zehn Wochen. Weichkäse kommt offen auf etwa acht Tage, unterdruck- beziehungsweise schutzgasverpackt auf bis zu drei Wochen. Für Hartkäse wird dabei meist reines Kohlendioxid als Schutzgas ergänzt, bei anderen Käsesorten ein Gemisch aus 20 bis 40 Prozent CO2 und Stickstoff.
Nicht jedes Lebensmittel eignet sich gleich gut: Druckempfindliche, weiche Produkte wie Beerenfrüchte, Blattsalate oder frisches Brot werden durch die eng anliegende Folie zerdrückt oder verformt und verlieren dabei an Optik und Struktur. Für solche Produkte sind andere Verfahren besser geeignet.
Abgrenzung zur Schutzatmosphäre (Gasverpackung/MAP)
Unterdruckverpackung und die allgemeinere Vakuumverpackung entfernen die Luft aus der Packung, ohne sie zu ersetzen. Bei der Schutzatmosphärenverpackung (Gasverpackung) – auch Modified Atmosphere Packaging (MAP) genannt – wird die Luft dagegen aktiv abgesaugt und anschließend durch ein definiertes Gasgemisch aus Kohlendioxid, Stickstoff und teils Sauerstoff ersetzt. Welches Gasgemisch zum Einsatz kommt, hängt vom Produkt ab: Bei Rindfleisch sind rund 70 Prozent Sauerstoff und 30 Prozent CO2 üblich, weil Sauerstoff die rote Fleischfarbe stabilisiert. Fisch wird häufig mit rund 60 Prozent CO2 und 40 Prozent Stickstoff verpackt, Obst und Gemüse mit Gemischen wie 5 Prozent Sauerstoff, 5 Prozent CO2 und 90 Prozent Stickstoff, Hartkäse dagegen mit reinem CO2.
Der hohe Sauerstoffanteil bei rotem Fleisch ist allerdings nicht unumstritten: Untersuchungen des Max Rubner-Instituts zeigten bei Fleisch aus Schutzatmosphären mit hohem Sauerstoffgehalt einen zunehmenden Aufwärmgeschmack, höhere TBARS-Werte (ein Maß für Fettoxidation) sowie eine abnehmende Saftigkeit, Zartheit und einen sinkenden Vitamin-E-Gehalt. Zudem fehlte bei durchgegarten Proben aus solchen Packungen der typische rosa Anschnitt selbst bei niedrigen Kerntemperaturen – ein Umstand, der die Beurteilung des Garzustands erschwert.
Für Anwender folgt daraus eine klare Arbeitsteilung: Wo die Farbstabilität von rotem Frischfleisch im Vordergrund steht, ist die Schutzatmosphärenverpackung verbreitet. Wo maximale Sauerstoffreduktion und lange Lagerzeit zählen – etwa bei Fleisch zur Weiterverarbeitung, Käse, Fisch oder Reifefleisch – ist die Unterdruck- beziehungsweise Vakuumverpackung die Standardlösung.
| Merkmal | Unterdruckverpackung (Vakuum) | Schutzatmosphäre (MAP/Gasverpackung) |
|---|---|---|
| Prinzip | Luft wird abgesaugt, nicht ersetzt | Luft wird durch definiertes Gasgemisch ersetzt |
| Typischer Druck/Gas | ca. 5 mbar (Fleisch/Fisch), 100–300 mbar (Käse) | Atmosphärendruck, Gasgemisch aus CO2/N2/O2 je nach Produkt |
| Restsauerstoff | unter 0,3–0,5 % (Industriestandard, Frischfleisch) | abhängig vom Gasgemisch, z. B. 70 % O2 bei Rindfleisch |
| Optik des Produkts | Folie liegt eng an, Packung wirkt komprimiert | Packung bleibt praller, Produkt liegt lose im Gas |
| Typische Produkte | Käse, Fisch, Wurst, Fleisch zur Reifung/Weiterverarbeitung | Frisches Rotfleisch, Salate, Backwaren, Convenience-Produkte |
Materialien und Maschinentechnik
Als Packmittel kommen mehrschichtige Verbundfolien mit einer Sperrschicht (Barrierefolie) auf Basis von Polyamid (PA) und Polyethylen (PE) zum Einsatz; sie halten Sauerstoff auch über Wochen von außen fern. In Kammermaschinen haben sich ölgeschmierte Drehschieber-Vakuumpumpen durchgesetzt, die eigens für die Anforderungen der Lebensmittelverpackung – Feuchtigkeit, Fetttröpfchen, häufige Taktwechsel – entwickelt wurden. Historisch geht diese Technik auf das Jahr 1963 zurück: Damals brachte das Ehepaar Busch die erste kompakte „Huckepack“-Vakuumpumpe speziell für die Lebensmittelverpackung auf den Markt – zu einer Zeit, in der sich in Deutschland gerade die Selbstbedienung im Supermarkt durchsetzte.
Weiterführende Links
- Patentschrift: stoßfester, gasdichter Beutel für die Verpackung unter konditioniertem Unterdruck
- Beispiel für Gaskartuschen aus der Gastronomietechnik (Bosfood)
- Herstellerkatalog zu Prüfungen, Schulungen und RFID-Systemen (Wiedenmann Seile)
Häufig gestellte Fragen
Wie funktioniert eine Unterdruckverpackung technisch?
Eine Vakuumpumpe saugt in drei Schritten Luft aus Kammer und Verpackung, die Packung wird anschließend unter dem verbliebenen Unterdruck heißgesiegelt und die Kammer danach wieder belüftet, damit die fertige Packung entnommen werden kann. Je nach Produkt liegt der erreichte Enddruck zwischen etwa 5 mbar (Fleisch, Fisch) und 300 mbar (Käse).
Welche Lebensmittel eignen sich für die Unterdruckverpackung – und welche nicht?
Gut geeignet sind formstabile, feste Lebensmittel wie Fleisch, Wurst, Käse, Fisch und geschnittenes Gemüse. Weniger geeignet sind druckempfindliche Produkte wie Beeren, Blattsalate oder frisches Brot, die durch die eng anliegende Folie zerdrückt oder verformt werden.
Worin unterscheidet sich die Unterdruckverpackung von der Schutzatmosphärenverpackung (MAP)?
Bei der Unterdruckverpackung wird Luft lediglich entfernt. Bei der Schutzatmosphärenverpackung (Gasverpackung) wird sie durch ein definiertes Gasgemisch aus CO2, Stickstoff und teils Sauerstoff ersetzt. Vakuum erzielt in der Regel den niedrigsten Restsauerstoffgehalt, MAP erhält dagegen bei Frischfleisch die rote Farbe.
Wie tief muss der Druck sein, damit Mikroorganismen gehemmt werden?
Kommerziell vakuumverpacktes Frischfleisch soll nach Industriestandard einen Restsauerstoffgehalt von unter 0,3 bis 0,5 Prozent aufweisen. In der Praxis reicht dafür bei Fleisch und Fisch ein Druck von rund 5 mbar aus.
Wie stark verlängert Unterdruck die Haltbarkeit von Käse?
Bei Hartkäse steigt die Haltbarkeit durch Unterdruckverpackung von rund zwei Wochen unverpackt auf bis zu zehn Wochen, bei Weichkäse von etwa acht Tagen auf bis zu drei Wochen.