Gagner le combat de la conservation des fraises

Les barquettes commerciales de fraises utilisent généralement du papier buvard.

«Gagner le combat de la conservation des fraises», source INRS Québec.

Des pellicules à base de carapaces de crustacés, d’huiles essentielles et de nanoparticules protègent les fruits des microbes.

Au Canada, le Québec est la première province productrice de fraises, un fruit fragile et difficile à conserver. La professeure de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS) Monique Lacroix a développé, avec son équipe, un film d’emballage capable de prolonger la préservation de ces fruits jusqu’à 12 jours et de les protéger contre les moisissures et certaines bactéries pathogènes. Les résultats de cette expérimentation ont été publiés dans la revue Food Hydrocolloids.

Cette pellicule novatrice est faite de chitosane, une molécule naturelle issue de la carapace de crustacés. Ce sous-produit de l’industrie alimentaire possède des propriétés antifongiques importantes permettant de freiner la croissance des moisissures. Le film d’emballage combine également des huiles essentielles et des nanoparticules d’argent, qui ont toutes deux des propriétés antimicrobiennes.

«Les vapeurs d’huiles essentielles protègent les fraises. Et lorsque le film entre en contact avec les fruits, le chitosane et les nanoparticules empêchent le développement de moisissures et de bactéries pathogènes en surface.»

Monique Lacroix, spécialiste en sciences, appliquées à l’alimentation

Ce produit pourrait, entre autres, être inséré dans les papiers buvards sur lesquels les fruits sont actuellement déposés en industrie.

Une protection polyvalente

La formule développée pour le film d’emballage à l’avantage d’être efficace pour plusieurs types de pathogènes. L’équipe a testé la pellicule sur quatre cultures microbiennes. «Nos travaux ont démontré l’efficacité du film sur Aspergillus niger, une moisissure très résistante qui occasionne beaucoup de perte dans la production des fraises», souligne la chercheuse.

Cette forme d’emballage bioactif montrait également une efficacité antimicrobienne contre les pathogènes Escherichia coli, Listeria monocytogenes et Salmonella Typhimurium, qui proviennent de la contamination lors de la manipulation des aliments et qui causent bien des soucis à l’industrie alimentaire.

Les avantages de l’irradiation

Lors de l’étude, la professeure Lacroix et son équipe ont aussi jumelé le film d’emballage à un procédé d’irradiation. En exposant le film à des rayonnements, les membres de l’équipe ont observé un temps de préservation plus long, qui a permis de réduire de moitié le niveau de perte par rapport au groupe témoin (sans film, ni irradiation). En fait, l’équipe a noté 55% de perte au 12^e jour pour les fraises du groupe témoin, 38% de perte pour celles recouvertes du film et 25% de perte lorsque l’emballage était combiné à l’irradiation.

En plus d’augmenter le temps de préservation, l’irradiation aidait aussi à conserver et même à augmenter la quantité de polyphénols dans les fraises. Ces molécules donnent leur couleur aux fruits, en plus d’avoir des propriétés antioxydantes.

NB: Sur les marchés de France, de nombreuses barquettes (casseaux au Québec) de fraises sont vendues sans couvercle ou film totalement protecteur.

Emballage actif incorporant des nanoparticules d'oxyde de zinc afin de maîtriser Campylobacter dans la viande crue de poulet

Cliquez sur l'image pour l'agrandir

Voici une étude parue dans Applied and Environmental Microbiology sur un emballage actif incorporant des nanoparticules d'oxyde de zinc immobilisées qui rapporte le contrôle de Campylobacter jejuni dans la viande crue de poulet.

Résumé
Les nanoparticules (Nps) d'oxyde de zinc sont considérées comme un antimicrobien sûr et stable qui peut inactiver les bactéries par plusieurs mécanismes potentiels.
Nous visions à incorporer des NPs d'oxyde de zinc dans des matériaux d'e

mballage pour contrôler Campylobacter dans la viande crue de poulet. Les NPs d'oxyde de zinc ont d'abord été incorporés dans des tubes papier tridimensionnels pour identifier la concentration létale contre Campylobacter jejuni, qui a été sélectionnée comme concentration de travail pour développer des matériaux absorbants fonctionnalisés en 2D par une technique de trempage assistée par ultrasons.

Le matériau fonctionnalisé a été placé sous la viande de poulet crue pour inactiver C. jejuni et le microbiote de poulet prédominant à 4°C pendant les 8 jours de stockage.

Les NPs d'oxyde de zinc immobilisées à 0,856 mg/cm² ont réduit C. jejuni de ∼4 log UFC/25 g de viande de poulet crue à un niveau indétectable après 3 jours de stockage.

L'analyse par spectroscopie d'émission optique à plasma à couplage inductif a montré que le niveau de Zn augmentait de 0,02 à 0,17 mg/cm² dans la viande de poulet crue traitée.

La microscopie électronique à balayage a validé l'absence de migration des nanoparticules sur la viande de poulet crue après traitement. L'inactivation de C. jejuni a été associée à l'augmentation de l'acide lactique produit par Lactobacillus dans la viande de poulet crue d'une manière dépendant du pH. Moins de 5% de Zn²⁺ ont été libérés des NPs d'oxyde de zinc à pH neutre, tandis que jusqu'à 88% ont été libérés lorsque le pH était < 3,5 en 2 jours.

L'analyse du séquençage du transcriptome entier a démontré un large effet des NPs d'oxyde de zinc sur les gènes impliqués dans divers processus de développement cellulaire, comme annoté par l'ontologie des gènes. Pris ensemble, les résultats indiquent que des matériaux absorbants fonctionnalisés inactivent C. jejuni dans la viande crue de poulet par des NPs d'oxyde de zinc immobilisés avec du Zn²⁺ libéré contrôlable.

Importance
La prévalence de Campylobacter dans la volaille crue reste un défi majeur de sécurité microbiologique alimentaire. De nouvelles stratégies de réduction sont nécessaires pour garantir la sécurité sanitaire et la qualité des produits de volaille. Les emballages alimentaires actifs peuvent contrôler les agents pathogènes sans ajouter directement d'antimicrobiens dans la matrice alimentaire et prolonger la durée de conservation des aliments. Le matériau absorbant fonctionnalisé avec des NPs d'oxyde zinc développé dans cette étude a pu inactiver C. jejuni dans la viande crue de poulet et garder la viande exempte de contamination par C. jejuni pendant la durée de conservation sans aucune migration observée de nanoparticules.

La conversion contrôlable des NPs d'oxyde de zinc immobilisées en Zn²⁺ libre rend cette approche sûre et respectueuse de l'environnement et ouvre la voie au développement d'une nouvelle stratégie d'intervention pour d'autres aliments à haut risque. Notre étude a appliqué la nanotechnologie pour exploiter une approche efficace pour le contrôle de Campylobacter dans les produits crus de viande de poulet.