Formulations du glycérol pour l'amélioration et l'élargissement des propriétés de fonction du film de caséinate de sodium

Formulations of glycerol for the improvement and the extension of functionnal properties of sodium caseinate films

• Auteur / Autrice : Alessandro Fouilloux
• Direction : Frédéric Prochazka, Corinne Jégat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie et Sciences des Matériaux
• Date : Soutenance le 29/08/2019
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Ingénierie des Matériaux Polymères (Auvergne Rhône-Alpes ; 2007-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Jean Monnet (Saint-Étienne ; 1969-2025)
• Jury : Président / Présidente : Jean Coudane
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Charles Majeste, Laurent David, Pascal Degraeve
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Claire Bordes, Antoine Rouilly

Mots clés

Mots clés contrôlés

Science des matériaux

Éco-matériaux

Encapsulation (chimie)

Polymérisation en émulsion

Matières plastiques -- Extrusion

Glycérine

Extrusion

Caséine

Mots clés libres

Caséine

Extrusion bi-vis

Extrusion-gonflage

Formulation

Glycérol

Emulsion

Encapsulation

Libération

Casein

Twin screw extrusion

Extrusion-inflation

Formulation

Glycerol

Emulsion

Encapsulation

Liberation

Résumé

Dans un contexte de développement durable, le caséinate de sodium (forme neutralisée de la protéine du lait, la caséine) fait l'objet d'une transformation en un matériau thermoplastique par des procédés de plasturgie tels que l'extrusion. Les études menées depuis plus de vingt ans ont montré que le glycérol est un plastifiant incontournable pour cette matrice biodégradable et comestible.Dans ce manuscrit, des formulations du glycérol ont été menées avec succès. D'une part, l'addition de triéthanolamine et/ou d'hexamétaphosphate de sodium avec le glycérol permettent de modifier les propriétés du film (mécaniques, sorption en eau). D'autre part, la formulation du glycérol sous forme d'émulsions corps gras/glycérol permet de transporter des composés hydrophobes dans la matrice caséinate de sodium. Les corps gras sont ici l'huile de noisettes, stable thermiquement, et l'acide oléique. Grâce à une émulsion huile de noisettes/glycérol, il est possible de véhiculer un principe actif lipophile: l'huile essentielle d'amande amère, connue pour ses propriétés antimicrobiennes. De plus, une vectorisation de l'extrait de romarin, aux propriétés antioxydantes, est aussi rendue possible grâce à des microcapsules 100% naturelles.Ce manuscrit présente le potentiel et la capacité du film de caséinate de sodium à s'orienter vers le domaine du ''smart packaging'', lui permettant d'être utilisé dans de nombreux domaines tels que l'agroalimentaire ou la détergence.

In a context of sustainable development, sodium caseinate (neutralized form of milk protein, casein) is transformed into a thermoplastic material by plastic processing such as extrusion. Studies conducted for more than 20 years have shown that glycerol is an unavoidable plasticizer for this biodegradable and edible matrix.In this manuscript, formulations of glycerol have been successfully carried out. Firstly, addition of triethanolamine and/or sodium hexametaphosphate with glycerol allows a modification of the film properties (mechanical or water sensitive properties). On the other hand, formulation of glycerol as a lipid/ glycerol emulsion allows a transport of hydrophobic compounds in the sodium caseinate matrix. Studied lipids are hazelnut oil, thermally stable, and oleic acid. Thanks to a hazelnut oil/glycerol emulsion, it is possible to transport an active lipophilic ingredient: essential oil of bitter almond, known for its antimicrobian properties. Moreover, a vectorization of rosemary extract with antioxidant properties is possible with 100% natural microcapsules.This manuscript shows the ability fo sodium caseinate films to be oriented into ''smart packaging'', that can be used in many sectors such as food industry or detergency.