Impact du polylactide (PLA) sur la qualité des bioproduits au contact

Impact of polylactide (PLA) on the quality of bio-products in contact

• Auteur / Autrice : Romulo Vinicio Salazar Gonzalez
• Direction : Violette Ducruet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et Procédés des Aliments et Bioproduits
• Date : Soutenance le 22/03/2013
• Etablissement(s) : Paris, AgroParisTech
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement, Santé (Paris ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ingénierie Procédés Aliments (2009-2019)
• Jury : Président / Présidente : Andrée Voilley
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Violette Ducruet, Andrée Voilley, Marie-France Lacrampe, Sandra Domenek
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Charles Bénézet, Pascale Chalier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composés organiques volatils

Aliments -- Emballage

Acide polylactique

Mots clés libres

Polylactide

Composé d'arôme

MHE

MHS-SPME

Sorption

Composés organiques volatils

Polylactide

Aroma compound

MHE

MHS-SPME

Sorption

Volatile organic compound

Résumé

L'emballage alimentaire est l'un des principaux acteurs de la préservation de la sécurité alimentaire et de la qualité au cours du stockage. Toutefois, de transferts de masse se produisent entre le l'emballage polymère et les denrées alimentaires. Polylactide (PLA) est un nouveau polymère biosourcé utilisé dans les applications d'emballage. Pour cela son interaction avec des denrées alimentaires a été étudiée dans des conditions réelles d'utilisation. Une méthodologie originale basée sur l'extraction multiple de l'espace de tête (MHE) et l'extraction multiple de l'espace de tête couplée à la microextraction sur phase solide (MHS-SPME) pour la mesure de sorption de composés organiques volatils (COVs) dans le PLA a été développé à des activités faibles et dans le domaine vitreux du polymère. Les COVs ayant une structure chimique modérément hydrophobe et des similarités de structure avec le PLA montrent une forte affinité pour le polymère. Plus surprenant, la forte sorption de composés aromatiques, notamment du benzaldéhyde, a été montrée. En mélange avec d'autres COVs le benzaldéhyde favorise leur sorption par un effet synergique. De plus, même à des activités faibles (0,01) et en présence de benzaldéhyde, la sorption de COVs induit une cristallisation du PLA. En contact avec un aliment aqueux, le PLA se montre résistant à l'hydrolyse et la sorption des matières grasses est faible, même en utilisant des conditions de stockage proches de sa transition vitreuse. L'apparition de COVs pendant le procédé de transformation a été étudiée par MHS-SPME. Des lactides, l'acétaldéhyde et le 2,3-pentanedione étaient détectés après extrusion et thermoformage. Les quantités des deux derniers composés diminuaient cependant pendant le procédé de thermoformage.

Packaging plays a major role in the preservation of food but mass transfer between the packaging material and foodstuff occurs during shelf life leading to the quality deterioration. Polylactide (PLA) is a novel packaging material; therefore its interaction with food was investigated at service conditions. The sorption of ethyl esters, benzaldehyde and 2-nonanone at low concentrations and in mixture and the effects on the thermal properties of PLA were studied. Multiple Headspace Extraction (MHE) and Multiple Headspace coupled to Solid Phase MicroExtraction (MHS-SPME) developed here allow to show a high affinity for moderately hydrophilic molecules sharing structure similarities with PLA such as ethyl acetate. However, a very high affinity for the aromatic structure of benzaldehyde was revealed which seems to favor interaction and sorption of the aroma compounds present in the mixture. At 0.01 activities, a plasticization by aroma compounds was observed and a solvent induced crystallization seemed to be correlated to the sorption of benzaldehyde. The contact between a flavored food emulsion and PLA, using conditions near the PLA glass transition showed that PLA hydrolysis was moderate and oil and aroma compound sorption was low. The formation of VOC during the PLA manufacturing process was assessed by MHS-SPME. Lactides, acetaldehyde and 2,3-pentanedione are VOCs present in PLA after extrusion and thermoforming. The two latter compounds increased after extrusion and then decreased or disappeared after thermoforming.