Effect of adding Lippia origanoides nanoemulsion to carboxymethyl cellulose films for active food packaging
Cette étude démontre que l'incorporation de nanoémulsions d'huile essentielle de Lippia origanoides dans des films de carboxyméthylcellulose crée un emballage actif doté d'un blocage UV amélioré, de propriétés antioxydantes dépendantes de la dose et de propriétés antimicrobiennes sélectives, ce qui en fait une solution prometteuse pour la conservation des aliments réfrigérés ou frais.
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L'emballage alimentaire fait bien plus que simplement contenir un produit ; il agit comme un bouclier contre les forces invisibles qui causent l'altération. Deux des menaces les plus persistantes pour la qualité des aliments sont la lumière et les microbes. Lorsque les aliments sont exposés à la lumière ultraviolette, l'énergie peut déclencher des réactions chimiques qui décomposent les graisses et les protéines, entraînant le rancissement et des saveurs indésirables. Parallèlement, les bactéries peuvent se poser sur les aliments et se multiplier, provoquant des maladies ou la décomposition. Les films plastiques traditionnels échouent souvent à stopper efficacement ces menaces spécifiques, poussant les scientifiques à chercher des solutions plus intelligentes. Une approche prometteuse implique l'« emballage actif », où le matériau contient lui-même des substances qui combattent l'oxydation et tuent les bactéries. Cependant, beaucoup de ces substances protectrices sont des huiles qui sont difficiles à mélanger avec des matériaux à base d'eau, et elles peuvent s'évaporer trop rapidement pour être utiles. Pour résoudre ce problème, les chercheurs se sont tournés vers la nanotechnologie, créant de minuscules gouttelettes d'huile si petites qu'elles peuvent être réparties uniformément et maintenues au sein d'un film, libérant leur pouvoir protecteur lentement au fil du temps.
Dans une étude récente, des chercheurs du Brésil ont exploré comment fabriquer un emballage alimentaire biodégradable qui combat à la fois la lumière et les bactéries. Ils ont commencé par la carboxyméthylcellulose, une substance dérivée de plantes qui se dissout facilement dans l'eau et forme un film solide et flexible. À cette base, ils ont ajouté une nanoémulsion d'huile essentielle de Lippia origanoides, une plante connue pour ses puissantes propriétés antimicrobiennes. L'équipe a utilisé des ondes sonores à haute fréquence pour décomposer l'huile en gouttelettes si petites qu'elles ne peuvent être vues à l'œil nu, en les mélangeant à un tensioactif pour maintenir leur stabilité. Ils ont ensuite versé ce mélange dans une solution avec le polymère d'origine végétale et l'ont séché pour créer des feuilles minces et transparentes. L'objectif était de voir si l'ajout de ces gouttelettes d'huile microscopiques permettrait de transformer un simple emballage en un bouclier actif qui protège les aliments sans perdre sa clarté ou sa flexibilité.
Les résultats ont montré que les nouveaux films fonctionnaient exactement comme espéré dans plusieurs domaines clés. Les chercheurs ont constaté que les minuscules gouttelettes d'huile étaient incroyablement uniformes en taille, mesurant moins de 60 nanomètres de large, et qu'elles restaient stables pendant au moins 120 jours sans s'agglutiner. Lorsque ces gouttelettes ont été ajoutées au film, le matériau a acquis une puissante capacité à bloquer la lumière ultraviolette. Alors que le film pur laissait passer la majeure partie de la lumière, les films avec des concentrations plus élevées d'huile bloquaient presque toute la radiation ultraviolette, particulièrement aux longueurs d'onde qui causent le plus de dommages aux aliments. Cela signifie que le nouveau revêtement pourrait protéger des articles sensibles comme les huiles ou les produits laitiers contre le rancissement dû à l'exposition à la lumière. Les films sont également restés assez clairs pour que les consommateurs puissent voir l'aliment à l'intérieur, un facteur crucial pour l'acceptation du marché, tout en devenant légèrement plus opaques pour fournir cette barrière lumineuse nécessaire.
Au-delà du blocage de la lumière, les films ont démontré une forte capacité à combattre les bactéries, bien que leur efficacité soit sélective. Lors de tests contre des agents pathogènes alimentaires courants, les films ont réussi à stopper la croissance de Staphylococcus aureus, une bactérie qui provoque des intoxications alimentaires et produit des toxines thermostables. L'inhibition de cette bactérie augmentait à mesure que la quantité d'huile dans le film augmentait. Cependant, les films n'ont pas arrêté la croissance des bactéries à Gram négatif comme E. coli ou Salmonella. Cette différence est probablement due au fait que la couche externe des bactéries à Gram négatif est plus complexe et plus difficile à pénétrer pour les composés d'huile que les parois cellulaires plus simples des bactéries à Gram positif. Malgré cette limitation, la capacité de cibler Staphylococcus aureus est significative, car ce pathogène est une cause majeure de maladies d'origine alimentaire dans le monde.
L'étude a également révélé comment l'ajout de l'huile modifie la nature physique de l'emballage. Les films sont devenus plus flexibles et pouvaient s'étirer davantage avant de rompre, ce qui est une caractéristique souhaitable pour un emballage devant supporter des mouvements sans se déchirer. Cependant, cet ajout de flexibilité s'est accompagné d'un compromis : les films sont devenus légèrement plus faibles en termes de leur force maximale et ont laissé passer plus de vapeur d'eau que le film ordinaire. Cela suggère que, bien que ce nouveau matériau soit excellent pour protéger les aliments de la lumière et de certaines bactéries, il pourrait être mieux adapté aux aliments réfrigérés ou frais qui ne nécessitent pas une barrière d'humidité importante. De plus, les films se sont révélés moins stables à des températures élevées, ce qui signifie qu'ils ne devraient pas être utilisés pour des aliments qui sont chauffés après avoir été emballés.
En fin de compte, la recherche démontre qu'il est possible de créer un emballage alimentaire biodégradable et actif qui combine le pouvoir protecteur des huiles essentielles avec les avantages structurels des polymères d'origine végétale. En utilisant la nanotechnologie pour disperser l'huile, les chercheurs ont créé un matériau qui bloque la lumière nocive, combat des bactéries spécifiques et conserve une transparence suffisante pour être pratique pour les consommateurs. Bien que les films ne soient pas une solution universelle pour tous les types de conservation des aliments, ils offrent une alternative sophistiquée et écologique pour protéger les produits frais et réfrigérés contre les menaces spécifiques de l'oxydation et de la contamination microbienne. Ce travail souligne comment la compréhension du comportement microscopique des gouttelettes d'huile peut mener à des améliorations macroscopiques dans notre façon de garder nos aliments sûrs et frais.
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