Nanoparticules d'oxydes métalliques dans les emballages alimentaires actifs, intelligents et non toxiques

L'industrie alimentaire est soumise à une pression constante pour fournir des produits alimentaires sûrs et appétissants. Pour satisfaire les demandes des consommateurs, elle améliore régulièrement à la fois la qualité des aliments et la technologie d'emballage.

L'emballage alimentaire est essentiel pour maintenir la sécurité et la qualité des produits, de la transformation et la fabrication jusqu’aux consommateurs, en passant par la manutention et le stockage. Les matières plastiques à base de pétrole (comme le polyéthylène téréphtalate, le polypropylène et le polystyrène) ont largement été utilisées pour envelopper les aliments afin de protéger leur contenu de la contamination microbienne et de l'altération. Cependant, les matières plastiques ne protègent pas complètement les aliments de l'environnement et, par conséquent, ne peuvent pas garantir totalement la qualité et la sécurité des produits. De plus, le plastique subit une fragmentation continue et peut créer des micro et nanoplastiques qui ont des effets néfastes sur l’environnement et la santé humaine. De nouveaux biomatériaux biodégradables sont développés comme alternatives aux plastiques et ainsi répondre à la demande des consommateurs et de l’industrie alimentaire. Or, ces biopolymères, matériaux « verts » et respectueux de l’environnement, souffrent souvent de propriétés mécaniques inadéquates pour envelopper les aliments, se dégradent facilement et ne font pas barrières aux gaz. L’incorporation de nanoparticules dans les biopolymères permet d’obtenir des bionanocomposites ayant des caractéristiques mécaniques améliorées. Les bionanocomposites répondent à un cahier des charges des emballages alimentaires afin de protéger efficacement les produits de la lumière, des UV, de l'humidité, de l'oxygène et des contaminations bactériennes tout en restant respectueux de l'environnement et à bas coût. Toutefois, les exigences concernant la biocompatibilité, la stabilité et la non-toxicité des matériaux en contact avec les aliments conditionnent la commercialisation des bionanocomposites pour l’emballage des aliments.

Parmi les nanomatériaux, les nanoparticules (NP) d’oxydes métalliques telles que l’oxyde de zinc (ZnO) et l’oxyde de titane (TiO₂) sont les particules inorganiques les plus utilisées pour le développement d’emballages alimentaires. Dans la présente revue, les progrès depuis les années 2010 dans les stratégies d’incorporation de NP d'oxydes métalliques dans des films d'emballage alimentaire et leurs applications sont présentés ainsi que leurs modes d’action. De plus, les méthodes d'évaluation des risques dus à la libération des NP des films, leur cytotoxicité potentielle pour les cellules humaines, le microbiote intestinal et le tractus gastro-intestinal, sont exposés. Enfin, la législation européenne relative à la sécurité des nanomatériaux pour les emballages est présentée. L’objectif de cet article est de présenter comment la nanotechnologie peut répondre à certains besoins de l'industrie alimentaire qui est confrontée à de nombreux défis pour garantir des aliments frais et savoureux qui possèdent une durée de conservation prolongée. Dans le même temps, les consommateurs exigent des matériaux d'emballage durables qui réduiront les problèmes environnementaux associés aux déchets plastiques et attendent la diminution d’utilisation de conservateurs par l'industrie alimentaire.