Production des emballages alimentaires en bioplastique à l'aide des biopolymères obtenus à partir d'extraits de plantes pour la conservation des aliments

Abstract

Les emballages actifs biodégradables représentent une alternative prometteuse aux plastiques traditionnels, en prolongeant la conservation des aliments tout en réduisant l'usage de conservateurs et l'impact environnemental. Ce travail vise à synthétiser un bioplastique bioactif à base d'amidon de maïs thermoplastique (AT), renforcé par de la cellulose nanocristalline (CNC) extraite de fibres de palmier dattier, et enrichi en huiles essentielles (HE). La cellulose a été obtenue à partir de palmes fraîches (PF) et sèches (PS), puis transformée en CNC par hydrolyse chimique. Les CNC ont été caractérisées sur les plans structurel, morphologique et thermique. Les huiles essentielles d'armoise blanche (Artemisia herba-alba) et de basilic (Ocimum basilicum) ont été analysées pour leurs propriétés physico-chimiques, antioxydantes et antibactériennes. Le bioplastique a été synthétisé par la méthode du «casting », avec des concentrations variées de CNC (0,5 et 10%) et de HE (0,1 et 3%). Ce bioplastique a été caractérisé pour ses propriétés structurelles, morphologiques, physiques, mécaniques, optiques, thermiques, antibactériennes et sa biodégradabilité en milieu naturel (sol et eau), dans le but de l'utiliser pour la fabrication d'emballages alimentaires. Les résultats indiquent que les deux types de palmes présentent des taux de cellulose et des rendements en nanocristaux de cellulose (CNC) similaires, d'environ 36 % et 34 % respectivement. Après purification, les CNC obtenus à partir des deux types de palmes affichent des propriétés améliorées, avec une stabilité thermique légèrement supérieure pour les palmes PS par rapport aux palmes PF. L'HE de basilic a montré une activité antioxydante plus élevée que celle de l'armoise blanche, avec un IC50 de 13,06 μg/mL contre 22,05 μg/mL, bien que les deux huiles possèdent des propriétés antibactériennes intéressantes. En conséquence, les PS et l'HE de basilic ont été sélectionnés pour la synthèse des bioplastiques. Les bioplastiques enrichis en CNC de PS et HE de basilic ont montré des améliorations significatives des propriétés mécaniques et barrières, ainsi qu'une transparence optique acceptable, comparées au film témoin. Ils ont également présenté une inhibition bactérienne de 83 à 88% contre E. coli et de 81 à 85% contre S. aureus. Leur biodegradabilité a atteint plus de 70% après 60 jours d'enfouissement en milieu naturel. Les résultats indiquent que l'ajout de CNC et d'HE influence significativement les propriétés des bioplastiques synthétisés (p<0,05).