Notice
Utilisation du chitosan pour la production de films bio-actifs et potentiel dans l'industrie alimentaire : une synthèse
Chitosan application for active bio-based films production and potential in the food industry: Review
Aider Mohammed
* Department of Food Engineering, Pavillon P. Comtois, Laval University, Québec, Canada G1K 7P4 ; Tél.: +1.418.656.2131x4051 ; E-mail : mohammed.aider@fsaa.ulaval.ca
LWT - Food Science and Technology, 2010, Vol. 43 (6), p. 837-842 - DOI : 10.1016/j.lwt.2010.01.021 - Texte en Anglais
à commander à : l'auteur, l'éditeur ou à l'INIST
Résumé
Un intérêt croissant pour les films bio actifs est apparu au cours de la dernière décennie. Ces films se caractérisent par leurs activités antimicrobiennes et antifongiques permettant d'améliorer la conservation des aliments et de réduire l'utilisation de conservateurs chimiques. Le chitosan et ses dérivés ont un potentiel important, dans la mesure où ils assurent une protection physique, sont biocompatibles et biologiquement actifs vis-à-vis des développements microbiens, tout en étant non toxiques et biodégradables. Le chitosan est un dérivé désacétylé de la chitine, qui est le polysaccharide le plus abondant dans la nature après la cellulose. Cette revue bibliographique résume les informations sur la bioactivité du chitosan, présente des préparations de films à base de chitosan, et décrit leur potentiel dans la conservation des aliments en tant qu'emballage actif.
Le chitosan est actif contre une large gamme de micro-organismes. Les levures et moisissures sont très sensibles au chitosan, suivies par les bactéries Gram+ et Gram-. L'activité antimicrobienne varie considérablement avec le type de chitosan (degré de désacétylation, poids moléculaire), l'organisme cible et les conditions du milieu (pH, force ionique, présence de solutés susceptibles de réagir avec le chitosan).
Facteurs influant sur l'activité antibactérienne des films de chitosan
- le pH : l'activité antimicrobienne est plus élevée à des pH acide (<5,5) ;
- le poids moléculaire : les chitosans de faible poids moléculaire (< 10 kDa) ayant un degré de polymérisation d'au moins 7 unités de base (glucosamine) ont une plus grande activité antimicrobienne que le chitosan natif de haut poids moléculaire ;
- le degré de désacétylation : les chitosans hautement désacétylés sont plus antimicrobiens que les autres,
- la température : l'activité antimicrobienne est plus élevée à 37°C qu'en réfrigération,
- la complexation du chitosan avec du zinc augmente son activité antibactérienne, et dans une moindre mesure son activité antifongique,
- une augmentation du taux d'humidité d'un film de chitosan se traduit par un effet bactéricide accru.
Les films et les enrobages à base de chitosan et de polysaccharides offrent de nombreux avantages dans l'industrie alimentaire car ils sont comestibles et exercent un rôle de barrière contre les micro-organismes pathogènes, permettant d'étendre la durée de conservation de divers produits alimentaires. Plusieurs polysaccharides ont été testés pour réaliser des films et des enrobages :
- le mélange chitosan / tapioca (fécule de manioc) pour enrober des tranches de saumon a permis une extension de la durée de conservation de 6 jours (réduction des flores mésophile et psychrophile, pH et perte de poids acceptables) ;
- l'incorporation de nanoparticules de chitosan dans un film comestible d'hydroxy-propyl-méthyl-cellulose améliore ses propriétés mécaniques, sa perméabilité à la vapeur d'eau et sa stabilité thermique ;
- les films stratifiés de chitosan / pectine avec ajout d'acide lactique semblent prometteur.
Des films chitosan-protéines ont également été mis au point.
- le film chitosan / protéine de comète japonaise (un carangidé) est une bonne barrière pour l'oxygène mais pas pour la vapeur d'eau ; sa couleur jaune à brun est due aux réactions de Maillard. C'est un matériau prometteur pour prévenir l'oxydation des lipides ;
- le film chitosan / protéines de lactosérum est de type biphasique, avec un gradient protéique. Sa face supérieure, riche en protéines, est plus hydrophobe que sa face inférieure ; ce type de film peut avoir des applications dans les systèmes où le film doit se briser au cours de la cuisson (pizza, tarte) ;
- les films chitosan / gélatine modifiés par voie enzymatique ou chimique et contenant du glycérol sont étirables.
Pour la préparation des films à base de chitosan, l'extrusion est couramment utilisée, diverses techniques sont exposées. Les préparations des films stratifiés de chitosan / pectine sont différentes ; elles ont fait l'objet de brevets.
Le chitosan est donc très prometteur en tant que matériau d'emballage ; toutefois, étant donné son coût de production, il semble préférable de le combiner à d'autres substances pour produire des emballages bio-actifs à des prix raisonnables, afin qu'ils puissent être utilisés à grande échelle dans les industries alimentaires.
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