Developpement d'un emballage actif et biodegradable a base de grignons d'olives en vue d'une application dans la conservation des aliments
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Date
2018-09-13
Authors
Journal Title
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Volume Title
Publisher
Universite Mouloud MAMMERI Tizi-Ouzou
Abstract
L'objectif de ce projet de thèse consiste à concevoir un matériau d'emballage - fonctionnel et biodégradable en conditions naturelles- à partir de ressources renouvelables, comme alternative écologique aux matériaux conventionnels d'origine fossile et mieux adapté pour la conservation de divers produits alimentaires. Le grignon d'olives est le sous-produit solide issu de l'extraction de l'huile d'olive, composé essentiellement de pulpe et de noyau. Ce résidu agroalimentaire cause de sérieux problèmes environnementaux et sa valorisation doit être encouragée. Une première étude réalisée sur le fractionnement par voie sèche du grignon par combinaison de procédés de broyage et de tri, a permis de sélectionner le procédé le plus adapté à cette biomasse lignocellulosique pour séparer la pulpe du noyau et produire des fractions avec la plus grande pureté et le meilleur rendement. Les caractéristiques physico-chimiques (composition, stabilité thermique, couleur, énergie libre de surface) des poudres obtenues ont été évaluées. Il a été démontré que l'utilisation d'un broyeur à boulets dans des conditions très douces, permettait, par des forces de friction, de transformer avec succès le grignon en fractions utiles, tout en évitant la consommation d'eau et la génération d'effluents ou de coproduits. La deuxième partie de ce travail était consacrée à la mise en œuvre de matériaux biocomposites à base de grignon. Trois fractions lignocellulosiques avec des propriétés contrastées préalablement produites par fractionnement sec du grignon ont été sélectionnées : une fraction riche en noyau (SF) avec une teneur en cellulose importante et ayant une polarité élevée, une fraction riche en pulpe (PF) qui est plus riche en lignine et moins polaire ; une fraction de grignons brute (F0) présentant des propriétés intermédiaires. Ces poudres sont incorporées comme charges dans deux matrices thermoplastiques, le polyprolylène et polyhydroxybutyrate-co-valérate (PHBV) à des concentrations de 5, 15 et 30% massique en utilisant un procédé thermo-mécanique. Les relations structure/propriétés des biocomposites résultants ont été étudiées. Les essais de traction ont révélé que les propriétés mécaniques étaient mieux préservées dans le cas de la charge FP grâce à une meilleure adhérence interfaciale envers les matrices polymères. La perméabilité à la vapeur d'eau des deux matrices a augmenté en présence des charges SF et F0, tandis que la perméabilité à l'oxygène n'a pas été significativement affectée par l'incorporation des charges. Ces résultats suggèrent une utilisation prometteuse des fractions de noyau et du grignon brut dans le développement de biocomposites durables pour l'emballage des produits alimentaires respirants. Quant aux formulations à base de pulpe, elles se sont avérées plus appropriées pour l'emballage des produits non-respirants et sensibles à l'eau. Dans la troisième partie, on s'est intéressé à l'étude de l'influence de la composition des fractions de grignon sur la biodégradabilité des biocomposites à base de PHBV (taux de charge de 15% massique). La biodégradation de la matrice, des charges et des matériaux biocomposites a été évaluée dans le sol par des tests respirométriques sur 4 mois. Les résultats ont montré que l'incorporation des charges de grignon entraine l'accélération de la biodégradabilité des biocomposites par rapport au PHBV seul. En effet, la biodégradation a atteint un taux de 100% après 75, 79 et 87 jours pour les formulations PHBV-F0, PHBV-SF et PHBV-PF respectivement. Après 123 jours, la biodégradation du PHBV n'a atteint que 91%, alors qu'elle a dépassé 100% pour tous les films OP/PHBV, ce qui a été attribué à l'effet stimulant des charges. Ces résultats ont été confirmés par des mesures d'angle de contact, le degré de cristallinité (DSC) et la structure des surfaces des biocomposites (observations MEB).
Description
140F. : ill. ; 30cm. + CD Rom
Keywords
Grignon d' olive, Emballage alimentaire, Bioderadable
Citation
Microbiologie Appliquée et Biotechnologie Microbienne