Les multiples fonctionnalités des emballages actifs

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Créé le vendredi 25 mars 2005 14:01

Une nouvelle génération d'emballages intelligents apporte aujourd'hui, au-delà d'un effet barrière, de multiples fonctionnalités utiles à la maîtrise de la qualité et de la sécurité des produits agroalimentaires.

Ces emballages piègent l'oxygène, éliminent l'eau de condensation, permettent de suivre les conditions de conservation et adaptent même le produit à la cuisson par micro-ondes. Si leurs qualités techniques militent en faveur de leur emploi, une réglementation adaptée reste cependant à mettre en place.

Confrontée à l'évolution des modes de vie (voir encadré) et à la saturation des marchés alimentaires des pays industrialisés, l'industrie agroalimentaire doit s'adapter, innover et se différencier afin de gagner des parts de marché.
Mais elle paraît soumise à certaines contradictions. Il s'agit en effet de proposer des produits innovants, intégrant davantage de services, tout en maintenant l'authenticité des aliments, face à un consommateur dont les habitudes évoluent très lentement, et qui reste méfiant vis-à-vis des nouveaux produits et procédés. Sans oublier bien entendu les contraintes de qualité sanitaire qui sont un dû pour le consommateur.

Mais les produits nouveaux, dans le secteur agroalimentaire, correspondent en réalité à des
innovations en termes de couples produitemballage. L'emballage est en effet partie intégrante du produit. Son rôle est essentiel, à en juger par la diversité des fonctions qu'il remplit. L'emballage intervient très largement au niveau du marketing des produits. Entre autres, il permet de promouvoir ces produits et de les positionner sur des segments de marché et des niveaux de gammes bien définis, offre des services à l'utilisateur-consommateur et véhicule de l'information de nature variée.

 

Le produit indissociable de l'emballage
Mais l'emballage remplit également, avant tout, des fonctions techniques très importantes. Il représente en effet une barrière entre la denrée alimentaire et le milieu environnant et, à ce titre, joue un rôle fondamental dans les processus de conservation et de distribution du produit. L'emballage protège le produit alimentaire non seulement des contaminations microbiologiques en provenance du milieu extérieur, mais également contre l'action d'autres agents externes tel que l'oxygène ou la vapeur d'eau. Inversement, il doit aussi préserver le produit contre les pertes d'arômes. Cependant il n'est guère facile d'apporter des réponses techniques à ces différents impératifs. En ce qui concerne les films plastiques -la moitié environ des conditionnements de produits alimentaires-, les industriels se sont ainsi orientés vers des films de plus forte épaisseur ou encore vers des films composites, qui vont souvent à l'encontre des préoccupations environnementales (élimination des déchets, recyclabilité). Aujourd'hui, de nouvelles solutions voient le jour : les emballages actifs.
Au-delà de leurs fonctionnalités intéressantes, il s'agit en réalité d'un concept très différent. Alors que les emballages traditionnels jouent un rôle de barrière inerte et assurent de ce fait une simple protection passive vis-à-vis des produits alimentaires, les emballages actifs vont plus loin. Egalement appelés emballages intelligents ou emballages fonctionnels, ils interagissent avec les aliments, et apportent de nouvelles réponses aux problèmes de qualité et de sécurité alimentaire.

Emballages actifs : au-delà de l'effet barrière
Si les emballages actifs représentent sans conteste une innovation dans la fabrication et le conditionnement de produits agroalimentaires, ce concept s'inscrit cependant dans des traditions très anciennes de certaines régions du globe. En effet, sous les tropiques notamment, des feuilles végétales telles que les feuilles de bananiers sont utilisées de longue date afin d'emballer des produits frais. Avantage de ce système : au-delà de l'effet barrière de la feuille, celle ci apporte des qualités organoleptiques à l’aliment, en termes de couleur, de saveur,voire de modification de texture. De plus, les huiles essentielles contenues dans certaines feuilles assurent un effet antimicrobien permettant d'allonger la durée de conservation des aliments ainsi conditionnés. De la même façon, les emballages actifs sont susceptibles d'exercer des actions à la fois sur la conservation des aliments et dans leur utilisation (voir encadré). Ces fonctionnalités se traduisent souvent par une faculté d'éliminer (par absorption, adsorption…) ou de relarguer un gaz ou un composé chimique. A titre d'exemple, pour limiter la présence d'oxygène au sein d'un emballage -afin d'éviter en particulier des phénomènes d'oxydation-, une solution consiste à y insérer un absorbeur d'oxygène. La société française Standa commercialise un tel produit, sous la marque Atco. Mis au point en collaboration avec le CNRS de Rennes, celui-ci est fabriqué à partir de poudre de fer activée enfermé dans un emballage dont une face, en Tyveck, est perméable à l'oxygène et imperméable à l'eau. Cet absorbeur peut être confiné dans des coques à fromage placées sous vide, ou encore dans des emballages de viande sous atmosphère composée de 100 % de CO2.
Dans ce dernier cas, l'absorbeur permet de maîtriser un taux d'oxygène résiduel en-deçà de 0,1 %. La viande se conserve ainsi, à 3 °C, pendant 9 semaines, sans altération microbiologique ni de la couleur.

 

 Des systèmes et fonctionnalités variées
D'une façon analogue, la division des sciences et technologies agroalimentaires du CSIRO (l'équivalent australien du CNRST) a mis au point un traitement chimique des emballages agroalimentaires, qui leur confère la faculté d'aspirer les résidus d'oxygène présents dans les emballages alimentaires traités sous-vide. Ce traitement chimique peut être appliqué sur des films plastiques, sur des emballages semirigides ou même dans les capsules de boissons afin d'éviter la contamination des denrées par des résidus d'oxygène. Ce système a l'avantage de ne pas freiner les lignes de production. Autre atout : l'activation du processus d'aspiration d'oxygène peut être retardée. Ainsi un film plastique peut être traité chimiquement et rester stocké avant d'être employé, sans que ses propriétés en soient affectées. Le déclenchement de l'activation se fait alors par exposition à la lumière ou à d'autres radiations.

Enfin, il est à noter que certains emballages actifs sont capables de s'adapter aux changements de conditions extérieures. Dans le conditionnement de produits végétaux, il est par exemple opportun d'employer des emballages dont la perméabilité à l'oxygène ou au CO2 augmente avec la température. Ces emballages permettent ainsi de répondre aux besoins de respiration de ces produits, qui s'accroît également avec la température. Afin de préserver la qualité microbiologique des aliments, l'emballage actif peut également agir directement par une action biocide. Cette fonctionnalité de l'emballage peut être obtenue par une immobilisation d'enzymes antimicrobiennes, susceptible de réduire ou d'éliminer la flore microbienne sans augmentation des quantités d'agent antimicrobien.
A titre d'exemple, des lysosomes immobilisés dans un emballage en acétate de cellulose font preuve d'une activité élevée et de longue durée contre certaines bactéries. D'autre part, des sachets émetteurs de vapeurs d'éthanol placés au sein d'emballages permettent de limiter le développement de moisissures sur des produits de boulangerie ou pâtisserie.

 

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 L'industrie agroalimentaire contrainte d'innover

Aux Etats-Unis, le Southwest Research Institute (SwRI) de San Antonio (Texas) a mis au point des films et revêtements polymères protecteurs biocides qui protègent les produits conditionnés des contaminations par les moisissures, bactéries et insectes. Ces films libèrent un taux constant d'un produit biocide, le dioxyde de chlore, qui peut être adapté aux besoins de l'utilisateur. Ces films sont commercialisés par la société Bernard Technologies (Chicago, Illinois). Au Japon, la compagnie Gunze commercialise un produit du nom de Silphan PK3. Il s'agit d'un film stratifié à impression thermique incluant un agent antibactérien. Silphan PK3 est composé d'un film OPP qui subit une stratification sans solvants organiques, uniquement par le biais de la pression et de la température avant d'être doté de ses propriétés antibactériennes. Le produit ainsi obtenu peut être également utilisé pour répondre aux préoccupations d'hygiène relatives aux papiers imprimés destinés aux bibliothèques pour enfants et aux hôpitaux.
Outre la conservation des produits alimentaires, certains emballages actifs interviennent également au niveau de l'utilisation des produits alimentaires. Certains emballages adaptés au chauffage par micro-ondes permettent par exemple d'éviter que les produits ramollissent ou brûlent en surface, grâce à leur action dans la répartition des flux de chaleur.

 Une réglementation à définir

Cependant, si les multiples atouts des emballages actifs sont indiscutables, et si leur utilisation s'étend sur les marchés américains, japonais et australien, leur développement s'avère encore très modeste par ailleurs et reste soumis à des freins réglementaires. En Europe, les emballages actifs suivent par exemple la même réglementation européenne que les emballages traditionnels, dont la seule action recherchée est l'effet barrière. Les textes en vigueur pour ces derniers exigent notamment un faible taux de migration de composés de l'emballage vers la denrée alimentaire, à savoir au maximum 60 mg par kg de produit alimentaire. Cette réglementation se place de fait en contradiction flagrante avec le principemême des emballages actifs, qui consiste justement à interagir avec le produit, cette interaction se traduisant dans différents cas par une migration de composés vers le produit alimentaire. Néanmoins, ces problèmes réglementaires restent mineurs lorsqu'il s'agit d'emballages absorbants. Si la recherche et l'industrie s'intéressent de près à ces nouveaux concepts d'emballages actifs, qui devraient entre autres permettre de limiter l'emploi d'agents conservateurs au niveau de la fabrication des produits agroalimentaires, il s'agit donc de ne pas oublier d'y associer étroitement les pouvoirs publics et les organisations de consommateurs.