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Interactions emballage/aliment et structure des matrices/transferts de matière
(ACR)
- Mot(s) clé(s) :
Objet d'étude : biomatériau, emballage alimentaire
Question sociétale et finalité, contexte : sécurité alimentaire
Démarche, discipline : Science des matériaux
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Objet d'étude : biomatériau, emballage alimentaire
Question sociétale et finalité, contexte : sécurité alimentaire
Démarche, discipline : Science des matériaux
Dispositif technique et méthode d'étude : extrusion, modélisation
Composé chimique, Facteur du milieu : polymère
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- Description détaillée :
La maîtrise des transferts de matières dans les matériaux agro-polymériques constitue le cœur de Afficher la suite
La maîtrise des transferts de matières dans les matériaux agro-polymériques constitue le cœur de science de l’équipe « Structure/Transfert/Réaction ». Le domaine d’application est essentiellement celui des matériaux d’emballages, ou ayant un rôle similaire à celui des emballages (enrobage ou films comestibles par exemple), avec pour objectif de concevoir des matériaux « à façon », répondant à des exigences particulières en termes de transfert de matière. Le rôle d’un emballage est en effet, au-delà de ses fonctions de marketing et de service, de contrôler les transferts de matières responsables des phénomènes de dégradation des aliments. Les transferts de matières qui nous intéressent sont les transferts indésirables (gaz et vapeurs de l’environnement, de l’aliment, additifs de l’emballage etc.) ou au contraire volontaires (cas des emballages actifs ou permsélectifs). Nos activités de recherche sont plus précisément orientées vers l’étude des relations entre la structure des matériaux, les transferts de matières et les réactions (physico-chimiques, biologiques et microbiologiques) associées à ces transferts de matière, et que l’on cherche à maîtriser. L’objectif de nos activités est de développer les connaissances et les outils nécessaires pour mettre en œuvre une approche de type « ingénierie réverse », permettant de concevoir et de dimensionner de façon rationnelle des matériaux, essentiellement d’emballage, adaptés aux besoins des aliments afin de maintenir leurs qualités nutritionnelles, organoleptiques et sanitaires tout au long de la chaîne, de la production de l’aliment jusqu’à sa consommation. En toile de fond indispensable à cette activité de conception et dimensionnement à façon, repose la modélisation et le développement d’outils prédictifs des transferts de matière dans le système emballage/aliment (cf ; l’application web « tailorpack » pour le choix d’un emballage adapté à la conservation des produits végétaux frais www.tailorpack.com).
Principaux thèmes de recherche :
Nos efforts portent plus spécifiquement sur :
- l’étude des relations entre la structure des matériaux (mono ou mutlicompartiments) à différents niveaux d’échelle (nano-, méso- et macroscopic) et leurs propriétés de transfert de matière (diffusion, sorption, perméation, etc.) ;
- connaissance de l’impact des transferts de matière sur la qualité sanitaire, sensorielle et nutritionnelle des aliments (couplage transfert/réaction) ;
- modélisaton mathématique et prédiction des transferts de matière dans le système aliment/emballage avec deux grands domaines structurants : modélisation multi-échelle du lien Une des sorties attendue des activités en modélisation / prédiction des transferts de matière et réactions associées dans le système aliment / emballage est bien la construction d’un outil d’aide à la décision permettant de rationnaliser le choix et la conception d’emballages alimentaires biodégradables. Cette approche intégrée de type ingénierie réverse est appliquée actuellement dans trois grands domaines : matériaux à base d’agro-polymères, emballages actifs et permsélectifs et les interactions emballage / aliment.

Exemple de projets :
EcoBioCAP – Collaborative European Project – 2011-2015
L’objectif de ce projet, associant 16 partenaires européens et coordonné par l’équipe, est de concevoir et élaborer une nouvelle génération de matériaux d’emballage alimentaire en utilisant des constituants (biopolyesters, fibres, protéines, composés phénoliques, bio-adhésifs et bio-additifs) dérivés des co- et sous-produits des industries agro-alimentaires (huilières, laitières, céréalières et malterie/brasserie) et des stratégies de formulation et mises en forme innovantes (mélanges isotropes ou multi-couches à différents niveaux d’échelle). Cela permettra d’orienter la fabrication d’un matériau en fonction des propriétés ciblés (e.g. propriétés de transfert, mécaniques, contraintes environnementales, coût, sécurité du consommateur, etc.) pour quelques grandes clases de produits alimentaires (fruits et légumes, fromages, plats préparés). Pour assister ce développement à façon de matériau d’emballage, le projet vise le développement d’un outil d’aide à la décision multi-critères prenant en compte les principales contraintes des différents acteurs de la filière.

Novinpac – FUI – 2011-2013
L’objectif de ce projet est de comprendre et maîtriser les transferts de composés aromatiques, d’éthanol et d’oxygène (responsable des réactions d’oxydations des composés aromatiques) dans un vin rosé conditionné dans des bouteilles en PET. Le cœur scientifique du projet est d’acquérir des données et des outils (notamment outils numérique de prédiction et simulation) permettant de comprendre et formaliser l’impact des transferts d’O2 sur la dégradation du profil aromatique d’un vin.

Exemples d’applications
Une application web permettant de choisir la configuration d’emballage la mieux adaptée à la conservation d’un végétal est en accès libre sur internet: www.tailorpack.com

Equipement
Mise en forme de matériaux: thermo-molding, extrusion, casting, spraying
Analyse structurale : microscopie optique.
/fluorescence, MEB, MEBE, MET, AFM, XRD, micro-spectroscopie RAMAN, FT-IR, …
Transfert de matière: cellules de diffusion et perméation (gaz, vapeurs, soluts) couplées à de la CPG, sondes photoluminescentes, FT-IR, etc. balance de Cahn (mesure des cinétiques d’absorption d’eau en phase vapeur), XCS (extreme climate chamber)
Food quality: respiromètre, techniques physico-chimiques standards, labo microbio.

Collaborations :
Académiques: Pôle ToxAlim, UMR IES, UMR Genial, UMR ICS, UMR GMPA, UMR LCVN, UMR SPO, UMR SQPOV, UMR Métarisk, LCBM, Cemagref, ENSBANA, Fraunhofer, IBET, UNIROMA, SIK, UMINHO, UCC, CSIC, CBHU, ISA, …
Autres: CTIFL, Frayssinet, Sidel, Polyone, GascognePaper, Pure environnement, UCCOAR, Silvex, Fürst-Plast, Novamont, Sam Denningan and Company, Serpbio, ADRIA, Biobag International, ICS Environment, ADESVA, …

Pour plus d’information :
Personne à contacter: Nathalie GONTARD
gontard@univ-montp2.fr
Tel : 00 33 4 67 14 33 61 - fax: / 49 90
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- Champs de rattachement :
 

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