Bactériocines et emballage

L’incorporation des bactériocines dans l’emballage en plastique pour contrôler la détérioration des aliments et les micro-organismes pathogènes ont été une aire de recherche très active pour la dernière décennie. L’emballage en plastique antimicrobien empêche la prolifération microbienne sur surface de l’aliment par contact direct de l’emballage avec la surface de l’aliment, tel que les viandes et fromage. Pour cette raison, et pour qu’il soit correcte, l’emballage en plastique antimicrobien qui doit entrer en contacte avec la surface de l’aliment, pour que les bactériocines puissent diffusent à la surface. La libération graduelle de la bactériocine du film d'emballage vers la surface de l’aliment peut avoir un avantage dans le trempage et la vaporisation des aliments avec la bactériocine. Dans le dernier processus, de l’activité antimicrobienne peut être perdue ou réduite dû à l’inactivation de la bactériocine par les composants de l’aliment ou diluée au-dessous de concentration active dû à sa migration dans l’aliment (Appendini et Hotchkiss 2002).

Deux méthodes ont été utilisées communément pour préparer un emballage en film de plastique avec bactériocines (Appendini et Hotchkiss 2002, Durango et al., 2006). Le premier est l’incorporation directement de la bactériocine dans le polymère. L’exemple de l’incorporation de la Nisine dans des films en protéines biodégradables (Padgett et al., 1998). Le deuxième, est la méthode de film d'emballage par presse thermique et celle du moulage, ont été utilisées pour incorporer la Nisine dans des films fait de protéines du soja et les protéines de maïs dans cette étude. Les films de presse thermique et le moulage ont formé des films excellents et ont inhibé la croissance de Lactobacillus plantarum.

Comparé aux films par presse thermique, le moulage a montré de plus grandes zones d’inhibition quand les mêmes niveaux de Nisine ont été incorporés.

L’incorporation de l'EDTA dans les films a augmenté l'effet inhibiteur de la Nisine contre E. coli. Siragusa et al., (1999), ont incorporé la Nisine dans un film en plastique de polyéthylène qui a été utilisé dans l’emballage sous vide de carcasse de bœuf. La Nisine est resté active contreLactobacillus helveticus et B.

thermosphacta inoculés en surface dans des sections de tissu de carcasse. Une réduction initiale de 2 log de B. thermosphacta a été observé avec un emballage de boeuf imprégné de Nisine dans les premiers 2 jours de stockage à 4°C.

Après 20 jours de stockage à 4 ou 12°C (pour simuler le mauvais usage de la température), la population de B. thermosphacta à partir d'échantillons enveloppés en plastique et imprégné de Nisine, était considérablement moins que celle dans l’échantillon témoin (sans Nisine). Coma et al., (2001) ont incorporé la nisine dans des films cellulosiques comestibles faits avec l’hydroxypropylmethylcellulose en ajoutant la nisine à la solution de fabrication du film. L'effet inhibiteur pourrait être démontré contre L. innocua et S. aureus, mais l’addition de l'acide stéarique utilisé pour améliorer les propriétés d’évaporation d’eau du film, réduit significativement l’activité inhibitrice. Il a été noté que la désorption du film et la diffusion dans l’aliment exige d’avantage d'optimisation de l’activité de la nisine pour une efficacité en tant qu’agent préservatif dans les aliments emballés.

Une autre méthode pour incorporer les bactériocines dans les films d’emballage est d’enrober ou d’adsorber les bactériocines aux surfaces du polymère. Les exemples incluent l’enrobage des films de polyéthylène par des couches de nisine, methylcellulose. La nisine est enrobée par les produits adsorbant telles que le polyéthylène, l’acétate du vinyle de l'éthylène, le polypropylène, le polyamide, le polyester, le fibre acrylique, et le chlorure de polyvinylique (Appendini et Hotchkiss 2002). Dawson et al., (2005) ont démontré que l’adsorption de la nisine sur des surfaces de silice inhibe la croissance de L.

monocytogenes. Les films à nisine ont été exposés à un milieu contenant L.

monocytogenes et les surfaces en contact ont été évaluées à 4 h d’intervalle pendant 12 h. Les cellules sur la surface qui avaient été en contact avec une haute concentration de nisine (40000 UI/ml) n’ont montré aucune croissance et beaucoup d’entre elles sont complètement détruites. Les surfaces ont

contacte avec une concentration faibe de nisine (4000 UI/ml) montrent un degré d'inhibition faible. En revanche, les surfaces des films à nisine ou cette dernière est dénaturée par traitement thermique, ont permis la croissance L.

monocytogenes.

Listeria innocua et S. aureus (en plus de L. lactis sp. lactis) ont été aussi étudié par Scannell et al., (2000) dans des isolants bioactives à base de cellulose et des pochettes antimicrobiennes en polyéthylène/polyamide. La lacticin 3147 et la nisine étaient les bactériocines testées. Bien que, la lacticin 3147 adhére faiblement au film en plastique, la nisine se fixe mieux et les films bioactives font avec la nisine un produit stable pour 3 mois avec ou sans réfrigération. La réduction bactérienne jusqu'à 2 log dans le fromage emballé sous vide a été constatée conjointement avec une atmosphère modifiée lors de l’emballage (MAP) avec stockage à température réfrigérante. Les isolants bioactives à base de cellulose sont placés entre les tranches de fromage et jambon sous MAP. Les isolants avec de la nisine immobilisée, ont réduit la croissance de L. innocua (inoculum initial etait de 2 à 4x10⁵ ufc/g) de plus de 3 log dans le fromage après 5 jours à 4°C, et par approximativement 1.5 log dans le jambon en tranches après 12 jours, pendant que S. aureus (inoculum initial était de 2 à 4x10⁵ ufc/g) a été réduite de 1.5 et 2.8 log dans le fromage et le jambon respectivement. L'efficacité de l’enrobage par la bactériocine sur l'inhibition des bactéries pathogènes a aussi été démontrée dans d’autres études. Par exemple, l’enrobage avec la pediocine sur boîtes en cellulose et les sacs en plastique ont été efficace pour inhiber complètement la croissance de L. monocytogenes inoculée dans les viandes et volaille durant 12 semaines de stockage à 4°C (Ming et al., 1997). Enrober une solution contenant la nisine, l’acide citrique, l’EDTA, et le Tween 80 sur chlorure de polyvinyle, polyéthylène linéaire à basse densité, et les film en nylon réduisent le nombre de Salmonella typhimurium dans la peau de volaille de 0.4- à 2.1-log après incubation à 4°C pour 24 h (Natrajan et Sheldon 2000).

Bien que la durée de vie ait été étendue dans les denrées alimentaires par réduction de la population des micro-organismes de contamination dans les aliments, les essais fondamentaux étaient de prévenir les microorganismes pathogènes anticipant le produit. Dans cette considération, l’entreprise Rhodia, a développé des boîtes utilisées dans la fabrication de sandwich et d’autres

viandes cuites. Le film consiste en une combinaison de propriétés de bactériocines, des enzymes, et substances végétales, la cible visée est L.

monocytogenes et les résultats sont décrits comme très prometteuses. Le coût ajouté est considéré économiquement sans effet sur le consommateur.