Effet de l'alcool polyvinylique et de la carboxyméthylcellulose sur les propriétés technologiques des films de gélatine de poisson

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 10497 (2022) Citer cet article

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L'objectif de ce travail était de développer des films biodégradables en mélangeant gélatine/carboxyméthylcellulose (FG/CMC) et gélatine/alcool polyvinylique (FG/PVOH) et d'évaluer l'effet de l'ajout de ces polymères sur les propriétés des films de gélatine de poisson. Les films FG/CMC et FG/PVOH ont été réalisés dans les proportions 90/10, 80/20 et 70/30 et ont caractérisé leurs propriétés physiques, chimiques et fonctionnelles. L'ajout de CMC et de PVOH a amélioré la résistance mécanique, la propriété barrière et la solubilité dans l'eau des films de gélatine. Les films FG/CMC ont montré une plus grande résistance à la traction et une plus grande solubilité que les films FG/PVOH. La concentration maximale de CMC favorise la résistance mécanique la plus élevée, tandis que la teneur en PVOH la plus élevée produit le film avec la solubilité la plus faible. Les systèmes de mélange proposés se sont révélés adéquats pour améliorer les propriétés des films de gélatine de poisson, avec un potentiel d'application dans le secteur de l'emballage.

Les nouvelles technologies et les exigences du monde actuel, ainsi que la grande consommation d'aliments transformés nécessitant un emballage (primaire, secondaire et tertiaire), ont provoqué une augmentation de la production de déchets solides, qui restent pendant des centaines et/ou des milliers d'années. années dans l’environnement, provoquant une crise environnementale ainsi que des problèmes économiques et sociaux1. Dans ce contexte, le sort des emballages plastiques dérivés du pétrole suscite de plus en plus d’inquiétudes en raison des graves problèmes environnementaux et des risques écologiques déjà observés2,3.

Les emballages en film biodégradable sont de fines couches préalablement formées sous forme de films plastiques, généralement produits par la technique de coulée ou d'extrusion et utilisés pour emballer les aliments4. Les films biodégradables produits à partir de biopolymères jouent un rôle essentiel dans la réduction de l’impact environnemental causé par l’élimination des résidus de plastique non biodégradables5, dès lors qu’ils présentent un potentiel de réduction ou de substitution des plastiques à base de pétrole. Ces films d’origine biologique doivent offrir toutes les fonctions nécessaires de confinement, de protection, de préservation et d’information, de manière économique et respectueuse de l’environnement6.

En alternative aux films produits avec des matériaux conventionnels, de nombreuses études ont été réalisées en utilisant des sources biodégradables, non toxiques, biocompatibles et renouvelables pour développer des films qui ne polluent pas l'environnement7. Parmi ces sources, la gélatine, protéine animale issue de l’hydrolyse partielle du collagène8, s’impose comme une matière première prometteuse pour développer des emballages alimentaires biodégradables, grâce à d’excellentes caractéristiques telles que la formation de films et des propriétés barrières à la lumière et à l’oxygène9.

La gélatine de poisson extraite des résidus de transformation, tels que les os et les peaux, constitue une alternative potentielle aux mammifères, en raison des aspects socioculturels et sanitaires liés à l'obtention de sources bovines et porcines10. De plus, l'utilisation de déchets pour le développement de films biodégradables présente des avantages importants pour l'industrie de la pêche et l'environnement11. Bien que les films de gélatine présentent des caractéristiques appropriées pour la fabrication de films12, la nature hydrophile de ce matériau peut limiter son utilisation13. Les films de gélatine ont une résistance mécanique et une faible résistance à l’eau inférieures à celles des plastiques conventionnels, ce qui constitue l’un des principaux inconvénients de leur utilisation comme matériau d’emballage.

De nombreuses recherches sont menées afin d'améliorer les propriétés fonctionnelles de ces films11, dont le mélange avec d'autres polymères est une alternative pour rendre plus performantes les propriétés des films de gélatine. Le mélange de polymères, tels que protéines/polysaccharides et/ou polymères synthétiques/naturels, permet d'obtenir des films composites, conduisant à des matériaux présentant de meilleures propriétés que les composants purs. Les propriétés physiques et chimiques des films peuvent être améliorées, permettant de nombreuses applications, aboutissant à de bonnes performances dans le produit final6.