Lire l`article complet

Barrières à l’eau, à la lumière et aux gaz
Emballages plastiques destinés aux denrées alimentaires
Bob Vander Beke | [email protected]
Les plastiques présentent une très grande flexibilité de forme (des films ultraminces aux conteneurs rigides).
Ils constituent donc un élément incontournable des emballages et sans eux notre vie quotidienne serait devenue
quasi inconcevable. En outre, les emballages plastiques sont solides, légers, étanches et ils se prêtent aisément à la
fonctionnalisation. Il n’est donc pas étonnant de constater que 36% de la totalité des emballages sont produits à partir
de matières plastiques.
Les plastiques sont surtout destinés aux emballages et au sein
de cette catégorie, l’alimentation constitue sans aucun doute
la première application. Les propriétés barrière des emballages
plastiques alimentaires garantissent en effet le maintien du goût
naturel des aliments tout en offrant une protection contre les
contaminations externes. Les plastiques permettent en outre
une diversité des formes, propriété qui est exploitée de manière
optimale dans diverses applications, à savoir les films pour les
produits frais à base de viande, les bouteilles en plastique pour
les boissons rafraîchissantes, huiles, vinaigres et vinaigrettes, les
petits pots pour le yaourt ou les barquettes de margarine, etc.
Emballages ultralégers
Plus de 50% de toutes les marchandises européennes sont
emballées dans des matières plastiques. Toutefois, le plastique
ne représente que 17% du poids total de l’emballage. En outre,
les dix dernières années, le poids a encore diminué de 28%. Les
emballages ultralégers permettent également de réduire les
charges et le nombre de poids lourds nécessaires au transport
d’un nombre identique de marchandises. Tous ces éléments
conduisent à une baisse de la consommation énergétique dédiée
au transport, à une réduction des émissions de CO2 et à une
diminution des frais de transport. Ils contribuent également à
réduire les quantités de déchets produits.
Applications de plastiques
Fonction barrière des emballages
Le but de l’emballage consiste à former une barrière entre le
contenu et les facteurs agressifs de l’environnement extérieur.
L’emballage permet donc de garantir la qualité du produit et
de prolonger la durée de conservation et de vente des denrées
alimentaires, boissons, médicaments, produits cosmétiques,
composants électroniques, etc.
Principaux matériaux d’emballage
Une fonction barrière adéquate requiert généralement un
agencement complexe composé de plusieurs couches de
polymères et d’enduction. Prenons comme exemple un tube de
dentifrice.
Le dessin révèle que le dentifrice est protégé des influences du
“monde extérieur” par un ensemble de six couches différentes !
champs d’applications d’emballages en plastique
2014 - 07 | Centexbel INFO | page 3|16
Emballage des produits alimentaires : créer une barrière contre l’humidité, la lumière et les gaz
Photo: Kjell J. Merok Copyright: Nofima
Dans le secteur alimentaire, les propriétés barrière sont essentielles dans
le cadre de la sélection d’un emballage plastique adéquat.
1. Barrière à la vapeur d’eau
Les aliments frais dessèchent lorsqu’ils restent longtemps à l’air libre
sans emballage. Les aliments déshydratés s’agglomèrent en grumeaux
et les produits surgelés (les snacks par exemple) perdent leur croquant
lorsqu’ils absorbent l’eau de leur environnement. Une barrière adéquate
à la vapeur d’eau est donc indispensable pour protéger les aliments
contre une perte d’eau et pour éviter qu’ils n’absorbent l’eau de leur
environnement.
Les propriétés barrière diffèrent d’un polymère à l’autre et dépendent
en outre de l’épaisseur de la matière. En règle générale, les polyoléfines,
notamment le polyéthylène et le polypropylène, présentent d’excellentes
propriétés barrière à la vapeur d’eau (< 10 g/m2 • jour, mesure à 23°C
et 90% HR) contrairement aux polymères plus sensibles à l’humidité tels
que le polyamide et l’éthylène-alcool vinylique (> 40 g/m2 • jour, mesure
à 23°C et 90% HR).
La plupart des produits alimentaires sont conditionnés dans des
emballages laminés qui se composent de différents types de polymères
dont généralement le polyéthylène assure “l’étanchéité”. La plupart
des emballages plastiques offrent donc d’excellentes performances
dans ce domaine. Pour les produits qui sont particulièrement exigeants
en matière de protection contre l’eau, les producteurs ont recours à
des couches laminées métallisées ou à des couches laminées à base
d’aluminium.
Les barrières telles les films métallisés et les couches d’enduction à
base d’oxydes de silicium et d’aluminium permettent de diminuer la
perméabilité à l’humidité et à l’oxygène des feuils flexibles. Ces couches
d’enduction sont déposées à l’aide d’un processus d’évaporation sous
vide. D’autres enductions barrière telles que les enductions à base de
PVDC (Chlorure de PolyVinylidène) sont appliquées par des processus
d’impression en héliogravure. Il existe également des films flexibles où la
barrière est incorporée dans le film par extrusion. C’est le cas notamment
pour l’EVOH (Ethylène-Alcool vinylique) et le PVDC.
2. Barrière à la lumière
Certaines substances alimentaires s’oxydent sous l’effet de la lumière, ce
qui conduit à une odeur et à un goût désagréables. Les vitamines A, B et
C disparaissent et les pigments perdent leur couleur. Les produits laitiers,
la viande, les charcuteries, les graisses et les huiles sont les produits les
plus sensibles à l’oxydation.
A tout moment, le client préfère voir concrètement ce qu’il achète.
C’est pourquoi, les grandes surfaces utilisent de l’éclairage spécial pour
séduire le client et l’inciter à consommer plus. Hélas, c’est précisément
cette lumière qui détériore les produits.
NOFIMA, le centre de recherche norvégien de l’industrie agro-alimentaire,
a analysé différents produits alimentaires et y a identifié les substances
présentant une grande sensibilité à la lumière. Ces connaissances
pourraient conduire à la documentation et à la rédaction des exigences
nécessaires à imposer aux emballages alimentaires. Différentes formes
de barrières à la lumière incorporées dans l’emballage peuvent empêcher
une perte de qualité des aliments.
La lumière et les produits laitiers :
Sur base de spectroscopie de fluorescence aux rayons X, d’analyses
sensorielles et d’analyses avancées des données, les chercheurs de
Nofima Mat ont découvert que, outre la riboflavine (connue aussi
sous le nom de vitamine B2 ou de lactoflavine), les produits laitiers
contenaient au moins cinq substances sensibles à la lumière, notamment
la chlorophylle a et b, la protoporphyrine, l’hématoporphyrine et des
substances chlorées. Selon l’étude, ces substances semblent conduire à
une photo-oxydation accrue par rapport à la riboflavine.
La lumière et les viandes tranchées :
Les pigments présents dans les charcuteries telles que le jambon cuit
(pure viande) et le saucisson de jambon (mélange à base de viande) sont
ultrasensibles à la lumière lorsque l’emballage contient de l’oxygène.
Lorsque le produit est exposé à la lumière, la teneur en oxygène résiduel
dans l’emballage doit s’élever à <0.2% pour éviter toute décoloration.
C’est surtout la combinaison de l’oxygène et de la lumière qui est néfaste
pour la charcuterie. Dans un délai de 6 à 8 heures dans le comptoir
réfrigéré, la couleur vire du beau rose au gris lorsque le produit est
exposé à une quantité suffisante d’oxygène et de lumière. Le problème
des tranches de viande décolorées se serait encore aggravé au cours
des dix dernières années car les producteurs passent davantage aux
emballages sous atmosphères modifiées au détriment des emballages
sous vide.
3. Barrière à l’oxygène
Les matières qui composent l’emballage doivent garantir que les gaz non
désirés (O2) soient tenus à l’écart du produit et que des gaz protecteurs
(CO2 et N2) ne s’échappent pas de l’emballage. En règle générale, la
transmission du gaz CO2 contenu dans l’emballage est nettement plus
rapide que celle de O2 ou N2. Le rapport entre les teneurs en N2, O2 et
CO2 est de 1: 4: 20.
Les barrières à l’oxygène sont exprimées en OTR (Oxygen Transmission
Rate). Les tests mesurent la transmission de l’oxygène à travers
l’emballage. La présence d’oxygène détériore en effet la qualité des
produits et conduit à une prolifération microbiologique non désirée, une
rancidité, une décoloration et une perte de nutriments. L’exposition à la
lumière accélère encore ces processus indésirables.
2014 - 07 | Centexbel INFO | page 4|16