Dossier : les nano-emballages, encore d’autres applications

Petite taille, grandes possibilités. Des constructions à l’échelles nanoscopique (soit un milliardième de mètre) incorporées dans les emballages peuvent les rendre plus résistants, plus extensibles, ou plus imperméables, comme nous l’avons vu hier. Toutefois, ce ne sont pas les seules possibilités offertes par les nano-emballages…

Les emballages « actifs »

Les emballages « actifs » contiennent des composants capables de libérer des substances dans l’environnement qui entoure l’aliment. Les plus développés actuellement sont les emballages aux propriétés antimicrobiennes, mais on peut aussi évoquer des propriétés anti-oxygène, ou anti-éthylène. Anti-ci, anti-ça, tout cela ça veut dire quoi ? Vous allez le découvrir maintenant.

Plusieurs types de nanoparticules peuvent être utilisés dans le développement d’emballages alimentaires actifs aux propriétés antimicrobiennes. Elles fonctionnent majoritairement en neutralisant le micro-organisme directement dans l’emballage, mais peuvent également migrer et réagir avec ceux présents dans l’aliment.

Les nanoparticules d’argent sont les plus étudiées ; stables à la température et peu volatiles, elles sont réputées pour leurs propriétés antifongiques (contre les moisissures) et antibactériennes (contre 150 bactéries différentes). Elles agissent en se fixant sur le micro-organisme et en dégradant la paroi qui l’entoure, ce qui forme des « trous » qui leur permettent de rentrer dans la cellule. Elles y endommagent l’ADN et libèrent des ions argent qui se lient avec des molécules nécessaires au bon fonctionnement du micro-organisme, ce qui conduit à la mort de la cellule. Des emballages actifs antimicrobiens à base de particules d’argent ont déjà été développés, de la barquette jetable à la boite plastique réutilisable.

D’autres nanoparticules comme le dioxyde de titane (TiO₂) ont une double capacité : elles bloquent les rayons UV et utilisent l’énergie de ces rayons pour dégrader certains composants de la paroi qui entoure les micro-organismes.  On les retrouve depuis plusieurs années dans les crèmes solaires, les peintures ou encore les encres d’imprimante, et des recherches sont en cours pour les utiliser dans les emballages alimentaires.

Enfin, les nanotubes de carbone, dont nous avons déjà parlé pour leur capacité à améliorer la résistance des emballages, peuvent eux-aussi avoir des propriétés antibactériennes.  Imaginez de minuscules pointes, très fines, qui viennent percer la cellule microbienne, en entrainant sur leur passage des dommages irréversibles. Ils sont toutefois encore peu utilisés, car ils seraient également capables de percer les cellules humaines en cas de contact direct.

En plus des micro-organismes, l’oxygène est la grande crainte des industriels. En effet, il peut provoquer une détérioration rapide de l’aliment (noircissement des fruits, rancissement des huiles…) et  faciliter la croissance des micro-organismes. Les conséquences négatives de l’oxydation sont multiples : odeurs ou saveurs indésirables, changement de couleur, qualités nutritionnelles réduites… En supprimant le dioxygène présent lors de l’emballage du produit ou entré par la suite, les nanoparticules, et plus particulièrement le TiO_2, permettent ainsi d’améliorer la conservation de l’aliment.

Des nanoparticules d’argent peuvent aussi piéger l’éthylène, un gaz produit par les végétaux qui accélère leur mûrissement. Imaginez un sac de pommes. Bien que détachées de l’arbre, les pommes continuent à mûrir et libèrent de l’éthylène, qui bloqué par le plastique, ne peut s’évader dans l’air. Il va donc rester piégé dans l’emballage, et provoquer une accélération du mûrissement des pommes, qui vont donc libérer plus d’éthylène, qui va encore accélérer leur mûrissement etc. Résultat : des pommes abîmées en quelques jours. En captant l’éthylène, les nanoparticules d’argent permettent aux transporteurs et distributeurs d’éviter ce désagrément.

Les emballages « intelligents »

Les matériaux d’emballage alimentaire « intelligents » ont majoritairement pour objectif de contrôler et gérer les conditions de l’environnement qui entoure l’aliment. Certains sont déjà présents sur le marché, pour certifier au distributeur et au consommateur que le produit a été gardé dans des conditions appropriées et qu’il n’y a pas eu de rupture de la chaine du froid.

D’autres peuvent détecter des trous microscopiques ou des défauts de scellage, qui pourraient conduire à une exposition involontaire de l’aliment à l’oxygène et aux micro-organismes. En analysant les gaz émis par les micro-organismes, ils peuvent même déterminer quel micro-organisme est présent, dans quelles proportions, voire même délivrer un conservateur en quantités adaptées.

Enfin, des emballages intelligents peuvent déterminer la date de péremption « réelle » du produit. En effet, lorsqu’il détermine la date limite de consommation (DLC) affichée sur l’emballage, l’industriel tient compte de la formulation du produit et des conditions de stockage et de distribution prévues. Néanmoins, ces conditions ne sont pas toujours les vraies, et les aliments sont souvent soumis à des variations de température importantes, ce qui est particulièrement inquiétant en cas de rupture de la chaine du froid. Avec un emballage intelligent, tous les paramètres réels sont pris en compte, et la DLC est adapté à la situation dans laquelle est placé le produit.

Ca y est, vous savez tout des multiples applications offertes par les nanotechnologies insérées dans les emballages ! Imaginez l’excitation des scientifiques et des industriels face à ce sujet… Néanmoins, la recherche doit continuer de progresser avant un développement à grande échelle.