Un groupe de recherche met au point un film biodégradable qui conserve les aliments frais plus longtemps
Le matériau a été conçu par des chercheurs brésiliens et comprend un dérivé de limonène provenant de l'écorce d'agrumes, mélangé à du chitosane, un biopolymère provenant de l'exosquelette des crustacés.
L'utilisation sans discernement de matériaux d'emballage dérivés du pétrole a conduit à une énorme accumulation de plastique dans les décharges et les océans, car ces matériaux sont peu dégradables et ne sont pas recyclés de manière significative. Pour atténuer ce problème et répondre à la demande croissante de produits sans danger pour la santé humaine et l'environnement, l'industrie alimentaire investit dans le développement de solutions d'emballage plus durables qui préservent la qualité nutritionnelle ainsi que les caractéristiques organoleptiques telles que la couleur, le goût, l'odeur et la texture.
Le matériau a été conçu par des chercheurs brésiliens et comprend un dérivé de limonène provenant de l'écorce d'agrumes, mélangé à du chitosane, un biopolymère provenant de l'exosquelette des crustacés.
FEQ-UNICAMP
C'est le cas d'un film constitué d'un composé dérivé du limonène, le principal composant de l'écorce des agrumes, et du chitosane, un biopolymère dérivé de la chitine présente dans l'exosquelette des crustacés.
Le film a été mis au point par un groupe de recherche de l'État de São Paulo, au Brésil, composé de scientifiques du département d'ingénierie des matériaux et des bioprocédés de l'école d'ingénierie chimique de l'université d'État de Campinas (FEQ-UNICAMP) et du centre de technologie de l'emballage de l'institut de technologie alimentaire (ITAL) du département de l'agriculture et de l'approvisionnement de l'État de São Paulo, également situé à Campinas.
Les résultats de cette recherche font l'objet d'un article publié dans la revue Food Packaging and Shelf Life.
"Nous nous sommes concentrés sur le limonène parce que le Brésil est l'un des plus grands producteurs d'oranges au monde(si ce n'est le plus grand) et que São Paulo est le premier État producteur d'oranges", explique Roniérik Pioli Vieira, dernier auteur de l'article et professeur à FEQ-UNICAMP.
Le limonène a déjà été utilisé dans des films d'emballage alimentaire pour améliorer la conservation grâce à son action antoxydante et antimicrobienne, mais ses performances sont affectées par la volatilité et l'instabilité au cours du processus de fabrication de l'emballage, même à l'échelle du laboratoire.
C'est l'un des obstacles à l'utilisation des composés bioactifs dans les emballages commerciaux. Les additifs bioactifs sont souvent produits dans des processus qui impliquent des températures élevées et des taux de cisaillement importants en raison de la découpe ou du façonnage. Les additifs bioactifs se dégradent facilement au cours de ces processus.
"Pour résoudre ce problème, nous avons eu l'idée d'utiliser un dérivé du limonène appelé poly(limonène), qui n'est ni volatil ni particulièrement instable", explique M. Vieira.
Les chercheurs ont choisi le chitosane comme matrice du film, car il s'agit d'un polymère d'origine naturelle dont les propriétés antoxydantes et antimicrobiennes sont bien connues. Leur hypothèse était que la combinaison des deux matériaux produirait un film aux propriétés bioactives améliorées.
En laboratoire, les scientifiques ont comparé des films contenant du limonène et du poly(limonène) dans des proportions variables pour relever le défi de trouver un moyen de les combiner avec le chitosane, puisque théoriquement ils ne se mélangent pas. Les chercheurs ont opté pour la polymérisation, un processus dans lequel les polymères sont fabriqués à partir de molécules organiques plus petites. Dans ce cas, ils ont utilisé un composé ayant des fonctions chimiques polaires pour démarrer la réaction et augmenter l'interaction entre l'additif et la matrice polymère. Ils ont ensuite analysé le film obtenu pour évaluer des propriétés telles que la capacité antioxydante, la protection contre la lumière et la vapeur d'eau, et la résistance aux températures élevées.
Les résultats ont été très satisfaisants. "Les films contenant l'additif poly(limonène) ont été plus performants que ceux contenant du limonène, notamment en termes d'activité antioxydante, qui était environ deux fois plus puissante", a déclaré M. Vieira. La substance a également donné des résultats satisfaisants en tant que bloqueur de rayons ultraviolets et s'est révélée non volatile, ce qui la rend adaptée à la production d'emballages à grande échelle, où les conditions de traitement sont plus sévères.
Les films ne sont pas encore disponibles pour les fabricants, principalement parce que le plastique à base de chitosane n'est pas encore produit à une échelle suffisamment grande pour être compétitif, mais aussi parce que le processus de production du poly(limonène) doit être optimisé pour améliorer le rendement et être testé lors de la fabrication d'emballages commerciaux.
"Notre groupe y travaille. Nous avons étudié d'autres applications du poly(limonène) dans le domaine biomédical, par exemple. Nous essayons de démontrer la multifonctionnalité de cet additif, dont les origines sont renouvelables", a déclaré M. Vieira.
L'étude a été financée par la FAPESP dans le cadre de deux projets (20/14837-3 et 21/04043-2).
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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