Development of a Food-Safe Colorimetric Sensor for Monitoring Fish Spoilage Through Volatile Gases Detection

L'objectif principal de ce travail était de développer un capteur colorimétrique de sécurité alimentaire intégré dans les emballages alimentaires comme indicateur de fraîcheur et fournir des informations sur la qualité des aliments en utilisant une technique non destructive, in situ et en temps réel. Une formulation de liant avec un extrait de riz noir enrobé sur des films Polyéthylène téréphtalate (PET) traités par corona a été développée. Dans le premier objectif, nous avons la formulation d’une encre alimentaire capable de changer de couleur à différents pH. Cette encre devait posséder deux caractéristiques importantes, tout d'abord, une forte adhésion à la couche de revêtement/côté imprimable, et deuxièmement, elle devait rester intacte dans l'espace de tête à haute humidité relative des emballages de fruits de mer. L'étude a impliqué la conception d'une formulation d'encre alimentaire sécuritaire affichant des changements de couleur significatifs sur une plage de pH (du rouge au jaunâtre/marron), démontrant une sensibilité aux gaz Total Volatile Base Nitrogen (TVB-N). Les méthodologies clés comprenaient le traitement corona des films en PET pour améliorer l'adhérence, le traitement thermique pour améliorer le collage de l'encre (adhésion et stabilité), et diverses techniques de caractérisation telles que les mesures de l'angle de contact de l'eau, la spectroscopie FTIR, et la spectrophotométrie UV-Vis pour analyser les propriétés de l'encre. Les résultats ont indiqué que les films développés signalent efficacement la détérioration du poisson grâce à des changements de couleur visibles, fournissant une solution pratique pour surveiller la fraîcheur des aliments tout en respectant les réglementations de sécurité alimentaire. Dans le deuxième objectif, la recherche a impliqué l'examen de l'efficacité du changement de couleur de l'encre formulée dans différentes solutions de pH. Différentes techniques de caractérisation ont confirmé l'efficacité et la stabilité de l'indicateur, qui a démontré des réponses colorées rapides et sensibles aux gaz liées à la détérioration. Les films ont maintenu une stabilité de couleur acceptable lors du stockage à 4 °C, les changements de couleur corrélant avec les dénombrements microbiens et les analyses chimiques, confirmant leur efficacité en tant qu'indicateurs de fraîcheur. De plus, des modèles mathématiques ont été intégrés pour prédire la détérioration en fonction des données expérimentales, montrant de fortes corrélations entre les réponses colorimétriques et les niveaux de TVB-N, validant ainsi la performance du capteur dans la surveillance en temps réel de la fraîcheur.