Development of Antibacterial Structures and Films Using Ground Plants, Extracts/Essential Oils

Les recherches portant sur les emballages alimentaires ont été principalement ciblées sur l'amélioration de la sécurité sanitaire et de la qualité nutritionnelle de l'aliment. Selon les normes internationales, un emballage approprié fournit également une plus longue durée de vie du produit alimentaire. De nouvelles stratégies d'emballages actifs sont en plein essor dans l'industrie de l'emballage, où de nouveaux matériaux multifonctionnels et l'utilisation d'agents antimicrobiens naturels gagnent un intérêt croissant. Le développement de nouveaux matériaux, en particulier les matériaux innovants antimicrobiens et naturels peut aider à répondre à ces besoins associés à d'autres fonctions de l'emballage telles que: la protection et la conservation des aliments, le marketing et la communication intelligente pour les consommateurs. Les plantes médicinales comme le clou de girofle, le thym, le romarin, la citronnelle, la cannelle et autres ont la capacité d'inhiber la croissance d'une vaste sélection de microorganismes pathogènes du fait de la présence d'huiles essentielles (HÉ) et de leurs composés. Les propriétés antimicrobiennes des HÉ et des extraits de plantes sont connues et utilisées depuis de nombreuses années. Néanmoins, certaines de ces HÉ et leurs composés ont montré des degrés variables de toxicité et d'effets indésirables sur la santé humaine. Les résultats de l'analyse thermogravimétrique (TGA) de notre étude ont clairement montré que lors de l'étude de la libération du thymol des films de LDPE et LLDPE vers la surface au cours du temps et à des températures élevées, le taux d'évaporation du thymol augmente pendant le mélange en extrusion bi vis et en mélangeur interne. Par conséquent, il a été décidé de travailler avec les poudres des plantes elles-mêmes, à la place de leurs huiles essentielles. Dans la première étape, les activités antimicrobiennes contre la bactérie Escherichia coli (E. coli DH5α) des poudres de plantes moulues dont la sauge, le clou de girofle, les feuilles de clou de girofle, la citronnelle, les graines de moutarde noire, les feuilles de menthe sauvage et les feuilles de thym ont été évalués et comparées. La poudre de clou de girofle (Syzygium aromaticum) a montré l'activité antimicrobienne la plus élevée par rapport aux autres plantes utilisées dans cette étude. La concentration minimale bactéricide (MBC) de la poudre de clou de girofle contre E. coli a également été mesurée en utilisant deux méthodes différentes de stérilisation. Les résultats ont montré que les valeurs de CMB de la poudre de clou de girofle avant stérilisation étaient de 200 mg/ml. Après stérilisation avec deux méthodes différentes, les valeurs étaient ≥ 50 mg/ml. La deuxième étape de cette étude était d'étudier l'effet inhibiteur du clou de girofle en poudre contre la croissance d'une bactérie à Gram négatif : Escherichia coli (E. coli DH5α) et deux bactéries à Gram positif : Listeria innocua (L. innocua SPQ3284) et Staphylococcus aureus (S. aureus 54-73). La concentration minimale inhibitrice (CMI) et la concentration minimale bactéricide (CMB) ont été déterminées en utilisant la technique de dénombrement sur gélose. Les résultats ont montré que la poudre de clou de girofle a eu un effet inhibiteur de croissance contre les bactéries testées. Les valeurs des CMI et CMB ont clairement montré que la poudre de clou de girofle possède une activité antimicrobienne plus élevée contre S. aureus comparativement à E. coli et L. innocua. Les valeurs des CMI et CMB de la poudre de clou de girofle contre S. aureus sont de 100 mg/ml et 120 mg/ml, respectivement. La distribution de taille des particules de poudre de clou de girofle a été mesurée et la taille des particules a été réduite en utilisant la technique de broyage à sec. Dans la dernière étape, l'activité antimicrobienne de films et de fibres contenant de la poudre de clou de girofle a été évaluée. Les nanofibres de Poly (caprolactone ε-) (PCL) et clou de girofle en poudre ont été préparées par le processus d'électrofilage, tandis que pour les films, la poudre de clou de girofle a été intégrée par imprégnation dans le polyéthylène à basse densité (LDPE). L'activité antimicrobienne de la poudre de clou de girofle n'a pas montré un effet antimicrobien élevé lorsque incorporée dans les fibres électrofilées de PCL. Ceci a été attribué à une mauvaise solubilisation des poudres dans les solvants (DCM: DMF). Le film de LDPE imprégné deux fois avec la poudre de clou de girofle a montré les effets antimicrobiens les plus élevés contre la bactérie E. coli.