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L'emballage se libère

Stéphanie Cohen
- Avec l'assouplissement de la réglementation, les nombreuses technologies en développement destinées à rendre actifs les emballages alimentaires vont enfin pouvoir prendre leur essor.

L'année 2005 sera déterminante pour l'avenir de l'emballage. La Commission européenne met la dernière main à un nouveau règlement qui va changer la définition même de l'emballage alimentaire telle qu'elle existait en Europe depuis 1988. Depuis cette date, en effet, ces emballages sont bridés par le bien nommé "principe d'inertie". Il interdit quasiment toute migration de molécules vers l'aliment. Il interdit aussi toute innovation. Le potentiel des emballages "actifs", qui existent déjà hors Europe et sont précisément sensés interagir avec les produits pour en conserver leurs qualités, est ainsi totalement sous-exploité dans l'Union européenne.

Un grand nombre de fonctionnalités

Les chaînes vont bientôt être brisées. Les technologies vont pouvoir émerger. Absorption de mauvaises odeurs, piégeage d'éthylène ou d'oxygène, sélectivité aux gaz, activité antimicrobienne, libération d'arôme..., les voies de développement dans ce domaine sont infinies. Parmi ces fonctionnalités, trois en particulier sont activement recherchées par les industriels. Elles ont déjà fait leur apparition au Japon et aux États-Unis où des réglementations plus permissives ont permis leur essor.

L'absorption d'oxygène est la première fonctionnalité qui devrait exploser. Même quand les produits sont conditionnés sous vide ou sous atmosphère modifiée, il persiste toujours dans l'emballage, et dans l'aliment lui-même, quelques traces d'oxygène. Il provoque l'oxydation des aliments et le développement de bactéries aérobies. Pour s'en prémunir, le Japon utilise depuis de nombreuses années des sachets de poudre de fer déposés directement dans l'emballage. Mais ces produits ne peuvent se développer en Europe : « La méfiance du consommateur européen implique une discrétion absolue de tout nouveau dispositif mis en place », explique Nathalie Gontard, experte dans le domaine des emballages actifs et professeur à l'Université de Montpellier II. D'où la nécessité de solutions alternatives.

Première approche : introduire dans un complexe multicouche une substance capable d'absorber l'oxygène (voir encadré). Ces démarches sont très nombreuses. Wipak, a incorporé une substance absorbante entre la couche de scellage et la couche barrière du film. Ciba Specialty Chemicals et l'allemand RPC Bebo Plastik travaillent sur un film de sept couches en EVOH (ethyl-vinyl-alcool) qui inclut une couche en polypropylène chargée d'une substance absorbant l'oxygène. Le film peut être thermoformé pour des plats cuisinés. Les clients, tels Unilever ou Heinz, qui ont testé ce produit, ont constaté une fraîcheur conservée même après six mois !

Combiner les technologies

Autre solution pour camoufler la substance active : se servir de l'étiquette, comme le font le français Standa Industrie ou la filiale de Sealed Air, Cryovac. Ce dernier commercialise depuis peu une étiquette qui se colle sur la face intérieure du film. Elle fonctionne comme les sachets absorbeurs japonais : de la poudre de fer, piégée dans un polymère, absorbe l'oxygène après avoir été activée par l'humidité.

Cryovac compte aller plus loin et introduire en Europe un tout nouveau type d'absorbeur d'oxygène : un film activé par les UV. La fonction "piège" est assurée par le copolymère EMCM (éthylène méthacrylate plus cyclohexene méthacrylate) qui fournit un groupe réagissant avec l'oxygène activé. « Ce mode d'activation permet à la fois d'emballer des produits secs et de maîtriser le déclenchement de la réaction juste avant l'operculage », explique Fabrice Roy, directeur marketing Europe de Sealed Air. Le film OS2000 n'est utilisé qu'aux États-Unis, pour les pâtes fraîches Buitoni de Nestlé. Mais Cryovac a récemment modifié sa composition pour le marché européen.

Pour aller encore plus loin, il est aussi possible de combiner les technologies. Pour prolonger la durée de conservation de la bière et d'autres boissons sensibles, l'anglais Honeywell associe, dans ses résines, des substances actives et passives à savoir des absorbeurs d'oxygène et des nanoparticules d'argile. Ces dernières, dissoutes dans le polymère, ont la propriété d'augmenter les propriétés barrière du PET.

Pour l'absorption d'oxygène donc, pas de souci. De nombreuses solutions, en développement ou qui viennent d'être commercialisées, devraient rapidement émerger. On ne peut en dire autant des emballages présentant une perméabilité sélective aux gaz.

Beaucoup de produits alimentaires, notamment les produits frais, dégagent du CO2 mais sont sensibles à l'oxygène. Ils nécessitent par conséquent un échange de gaz sélectif à savoir un dégagement du CO2 et une imperméabilité à l'oxygène extérieur. Un compromis bien difficile à obtenir.

Des polymères dérivés d'acides gras naturels

Dans ce domaine, l'une des approches intéressantes est l'utilisation de protéines. « Le gluten ou les caséines de lait présentent des caractéristiques intéressantes comme la sélectivité vis-à-vis des gaz ou des propriétés antimicrobiennes », souligne Nathalie Gontard. Son laboratoire a déjà montré les caractéristiques intéressantes de films bicouches papier/protéines incluant du gluten de blé ou des caséïnates de calcium. Comparés aux films microperforés classiques, ces films présentent une perméabilité accrue au CO2 et réduite à l'oxygène. Ils améliorent ainsi nettement la qualité de champignons emballés après 72 heures.

Ces matériaux bicouches présentaient cependant une tenue mécanique insuffisante de la couche protéique. Le laboratoire a donc développé un procédé grâce auquel cette couche est imprégnée dans le papier. Les propriétés mécaniques ont été améliorées. Le matériau se révèle plus performant en termes de barrière aux gaz et aux arômes et plus résistant aux graisses. Ces films pourraient être utilisés pour les fromages, fruits et légumes...

Parallèlement à cette approche "écologique", certains ont opté pour des solutions plus sophistiquées. C'est le cas du californien Landec spécialisé dans l'emballage de produits frais. Il a développé des polymères dérivés d'acides gras naturels dont les caractéristiques physiques sont brutalement modifiées lors d'un changement de température. Il a appliqué sa technologie au développement d'une membrane qui contrôle le taux d'entrée de l'oxygène et la libération du CO2. Elle maintient ainsi un mélange optimal de gaz lors de la maturation et du stockage de la banane. L'entreprise vient de signer un accord avec le géant de la banane, Chiquita. « Cet accord est l'aboutissement de plusieurs années d'essais pour valider notre technologie », explique Gary Steele, président de Landec.

Troisième domaine avec d'immenses perspectives : les emballages antimicrobiens. Les développements dans ce domaine sont très nombreux. Pourtant, c'est pour cette fonctionnalité que les applications sont les plus rares, notamment parce que les technologies impliquées sont plus sophistiquées, donc plus chères.

Première possibilité : opter pour des antimicrobiens déjà utilisés comme additif. À l'institut Fraunhofer en Allemagne, Dieter Sandmeier, par exemple, utilise les acides benzoïques et sorbiques, des agents conservateurs, qu'il enduit sur des polymères classiques ou hybrides (ormocers).

En France, le Laboratoire de recherche en génie industriel alimentaire (LRGIA), hébergé par l'université de Lyon (mais délocalisé à Bourg-en-Bresse), travaille sur des emballages antibactériens connus et étudiés depuis de nombreuses années et donc « plus à même d'être rapidement autorisés », explique Issam Sebti qui dirige ces recherches. Le premier contient de la nisine - la seule bactériocine autorisée comme additif alimentaire - qui est adsorbée sur des films polyéthylène commerciaux. « Nous avons développé une technique d'enduction de la nisine qui conserve les propriétés initiales de transparence et de résistance mécanique du polyéthylène avec en plus une activité contre Listeria monocytogènes », indique Issam Sebti.

Le second procédé du LRGIA est à base de chitosane, extrait de la carapace de crustacés. La formulation de chitosane avec de l'acide lactique donne un film antimicrobien transparent avec une bonne barrière à l'eau. Le laboratoire va débuter un essai de trois ans avec un industriel pour lancer un nouveau produit à base de viande crue dans le domaine de la charcuterie. Par ailleurs, le LRGIA a obtenu un financement de la région Rhône-Alpes pour développer une technique spécifique de dosage de la nisine dans l'aliment. « Cette mesure est essentielle pour la commercialisation des films antimicrobiens », affirme Issam Sebti.

Enzymes, biofilms, ions métalliques...

Si le recours aux bactériocines est l'approche la plus courante, d'autres techniques émergent comme la fixation d'enzymes à la surface de l'emballage, l'adhésion de biofilms bactériens dits "positifs" ou encore l'utilisation d'ions métalliques. Sur cette dernière application, le plus avancé est le japonais Sinanen. Dernièrement, le fabricant d'encres et enduits pour l'emballage Colorcon a acheté cette technologie qui consiste à relarguer des ions argents à partir de zéolites. L'humidité provoque une lente libération de la substance conférant ainsi une activité antimicrobienne de surface. Colorcon teste ce nouvel enduit avec 40 fabricants.

Quelle que soit la nouvelle fonctionnalité appliquée, on le voit bien, ce n'est pas une mais bien une multitude de solutions qui s'offrent aux industriels. Les développements se font donc tous azimuts.

HIER

- Seuls le Japon et les États-Unis pouvaient développer des emballages actifs. - Bridée par la réglementation qui exigeait une inertie poussée de l'emballage vis-à-vis de l'aliment, l'Europe n'avait pas accès à ces technologies.

AUJOURD'HUI

- L'Europe accède à cette nouvelle catégorie d'emballages. - De nombreuses technologies de relargage ou d'absorption de substances actives vont pouvoir émerger. - Les entreprises européennes vont pouvoir rattraper leur retard.

RÉGLEMENTATION

UNE LIBERTÉ BIEN ENCADRÉE - La Commission européenne a décidé d'assouplir, d'ici à la fin de l'année, le principe d'inertie des matériaux d'emballage alimentaire qui prévaut depuis 1988. - Le règlement proposé dresse le cadre juridique pour ces emballages qui interagissent délibérément avec les aliments ou son environnement. Il définit en particulier les exigences de base pour leur utilisation : - Définitions précises des matériaux ; - Modifications acceptables des caractéristiques des aliments ; - Information des utilisateurs ; - Traçabilité, etc. - Les nouveaux matériaux feront par ailleurs l'objet de mesures spécifiques : - Liste positive des composés qui pourront migrer ; - Critères de pureté ; - Conditions d'emploi ; - Limites spécifique et globale de migration. Voir site de la Commission européenne : http://europa.eu.int

IL ABSORBE L'OXYGÈNE

Produits sensibles à l'oxydation et aux bactéries aérobies (viennoiseries, viandes, jus de fruits...) Principes actifs : polymère oxydable (EMCM), oxydes métalliques (fer, cuivre, cobalt), dérivés d'hydrosulfite ou d'acide ascorbique.

IL EST SÉLECTIF VIS-À-VIS DES GAZ

Surtout pour les produits frais respirant (fruits, légumes, sandwichs etc.) Principes actifs : Polymères multicouches, assemblages avec des protéines (gluten, caséines, etc.), nanocomposites dissous, etc.

IL DEVIENT ANTIMICROBIEN

Tout produit sensible au développement microbien (fromage, produits carnés) Principes actifs : bactériocines, biofilms, acides sorbique ou benzoïque, enzymes fixées, ions métalliques (+/- zéolites).

UN PROJET EUROPÉEN À L'ASSAUT DES NOUVELLES TECHNOLOGIES

- A l'heure où l'Europe doit mettre les bouchées doubles pour rattraper son retard sur les emballages actifs, voilà un projet ambitieux qui pourrait rapidement trouver des applications. Coordonné par l'Institut flamand pour la recherche technologique en Belgique (Vito), le projet européen Solplas a pour objectif de développer des revêtements aux propriétés antimicrobiennes ou servant de barrières à l'oxygène et ce, via un procédé d'enduction en ligne utilisant la technologie de plasma à pression atmosphérique. Pour ce faire, l'équipe, composée d'UCB Surface Specialities, Philips Electronics, Ferrania ou encore l'Institut Fraunhofer, l'Université technique de Delft et le Centre de recherche technique de Finlande (VTT), a trois champs de travail : > La mise au point d'un équipement ; > Le développement de nanocomposites aux propriétés variées ; > La formulation d'aérosols chimiques permettant le dépôt des composés actifs. « Nous avons déjà construit un équipement semi-industriel "roll-to-roll" pour l'application des revêtements et avons formulé des précurseurs chimiques, souligne Sabine Paulussen, coordinatrice du projet. Nous avons d'ores et déjà obtenu de très bons résultats avec des films antimicrobiens ». Deux procédés ont été utilisés : > L'un combine un procédé plasma et un procédé humide pour immobiliser des composés antimicrobiens sur un film plastique ; > L'autre consiste à polymériser les substances antimicrobiennes par plasma atmosphérique. « Selon l'évolution de la réglementation, l'une ou l'autre des solutions sera utilisée », précise Sabine Paulussen. Pour ce qui est des propriétés barrières, des tests de validation sont en cours. Disposant d'un financement de 3,4 millions d'euros sur trois ans, le projet Solplas devrait s'achever fin mai.

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