Résumé
La prévention du problème croissant de la persistance du plastique dans l'environnement, ainsi que le problème des pertes et des déchets alimentaires, est actuellement un grand défi qui doit être relevé. Par conséquent, cette thèse vise à apporter de nouvelles connaissances sur l'amélioration de la durabilité des emballages alimentaires en utilisant des polymères biodégradables et des composants bioactifs pour préparer des matériaux d'emballage actifs qui peuvent interagir avec les aliments ou l'environnement alimentaire et avoir un impact positif sur leur durée de conservation. Il convient de tenir compte du fait que la quantité de composants actifs doit être juste nécessaire pour lutter contre la croissance des micro-organismes (dans une fourchette de concentration minimale inhibitrice - CMI) tout en étant inférieure à la dose journalière admissible (DJA) conformément à la réglementation européenne. À cette fin, le poly(hydroxybutyrate-co-valérate) (PHBV) a été choisi comme polymère, et le carvacrol comme composant volatil actif pour obtenir un emballage alimentaire durable avec des propriétés de libération adaptées, ce qui est crucial pour la conservation des aliments. La première partie se concentre sur le contrôle de la volatilité du carvacrol grâce à une stratégie d'encapsulation innovante en encapsulant le carvacrol dans des nanoparticules de PHBV. Pour cela, un plan expérimental complet a été élaboré pour comprendre l'impact des paramètres sélectionnés sur la récupération du carvacrol, la récupération du PHBV, la capacité de chargement, l'efficacité du processus et la morphologie des nanoparticules. Au final, les conditions expérimentales pertinentes ont été sélectionnées pour produire des nanoparticules de PHBV chargées de carvacrol (PHBV NPs) sous forme de poudre pour une préparation ultérieure du matériau actif. Dans la deuxième partie de cette thèse, les propriétés de libération (dans un espace de tête à 30°C et 100% HR) des nanoparticules obtenues ont été étudiées en comparaison avec des complexes d'inclusion de bêta-cyclodextrine (BCD ICs) chargés de carvacrol (comme référence). En utilisant ces encapsulants, des matériaux actifs ont été préparés en recouvrant l'encapsulant sur le support PHBV. Les propriétés de libération des matériaux PHBV enduits d'actifs ont été comparées à celles des films PHBV imprégnés de carvacrol en étudiant la libération dans un espace de tête et dans des simulants d'aliments à 30°C. Ce plan expérimental a été suivi pour comprendre l'impact structurel du film actif sur le taux de libération du carvacrol, ce qui est essentiel pour prédire l'efficacité de l'utilisation du matériau actif et sa biodégradabilité dans la période post-utilisation. En fonction de la périssabilité des aliments, une structure d'emballage pertinente basée sur le PHBV et le carvacrol a été proposée à la fin de cette partie. Enfin, la dernière partie de la thèse s'est concentrée sur la validation des matériaux à enrobage actif produits à proximité de la géométrie réelle de l'emballage et du modèle alimentaire. Le taux de libération de carvacrol des pots de PHBV enrobés a été évalué d'un point de vue global et spatial, ce qui a permis de suggérer un matériau d'emballage enrobé actif avec une quantité pertinente de carvacrol pour être dans le cadre des réglementations. Les résultats préliminaires de biodégradation dans des conditions de compostage domestique ont permis de conclure que la libération rapide des matières actives enrobées pendant l'utilisation garantira leur biodégradabilité totale après utilisation. La nouveauté de cette thèse est qu'elle apporte de nouvelles connaissances sur les matériaux d'emballage alimentaire biodégradables actifs, en tenant compte de leur structure, de leurs propriétés de libération dans différents milieux, de leur conformité aux réglementations et, enfin, de leur biodégradation, en suggérant une structure pertinente pour les matériaux actifs et la quantité de composants actifs.