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JOURNEE « THESE DES BOIS » 2 Juillet 2014 EMBALLAGE LEGER EN BOIS : MIGRATION C

JOURNEE « THESE DES BOIS » 2 Juillet 2014 EMBALLAGE LEGER EN BOIS : MIGRATION CHIMIQUE ENTRE LE MATERIAU ET L’ALIMENT Daliéna LUDOSKY Encadrants: Alain COPINET- Mark IRLE- Florence FRICOTEAUX 1 GRESPI GROUPE de RECHERCHE en SCIENCES POUR L’INGENIEUR ( EA 4694 ) U.F.R. Sciences Exactes et Naturelles, REIMS Effectifs: - 58 Professeurs et Maîtres de Conférences, - 9 Ingénieurs, techniciens et personnels administratifs, en moyenne, 30 doctorants, - une trentaine de stagiaires de master Thématiques de recherche: - Thermomécanique - Caractérisation thermophysique multiéchelle (CATHERM) - Matériaux, Procédés et Système D’emballage (MPSE) - Mécanique Appliquée et Numérique (MAN) - Biomécanique 2 http://www.grespi.fr Emballage= Protection, transport, stockage, présentation à la vente Contexte Plastique 34% Papier- Carton 28% Bois 9% Métal 13% Verre 16% Répartition de la valeur ajoutée entre les différentes activités de l’emballage ( France) SOURCE: Sesi: enquête annuelle d’entreprise 2006 Plastique 41% Métal 15% Bois 6% Papier- Carton 31% Verre 7% Répartition de la valeur ajoutée entre les différentes activités de l’emballage (Internationale) SOURCE: Salon international de l’emballage 2012 3 Contexte 4 Contexte • Règlementation Européenne 1935/2004 Article 3: Les matériaux et objets destinés à entrer en contact avec les denrées, produits et boissons pour l’alimentation de l’homme ne doivent pas dans les conditions normales ou prévisible d’emploi , céder à des denrées alimentaires des constituants dans une quantité susceptible : - De présenter un danger pour la santé humaine ou - d’entrainer une modification inacceptable de la composition des denrées - d’entrainer une altération des caractères organoleptiques de ces celles-ci 5 Contexte Réglementation spécifique « bois » appliquée en France date du 15 Novembre 1945 Note d’information de la DGCCRF n° 2012-093 Consortium EMABOIS 6 Objectifs de la thèse • Identifier les composés du bois susceptibles de poser problème lors d’un contact avec un aliment. • Comprendre les phénomènes de migration de composés organiques entre le bois et un aliment. •Validation de la méthode d’analyse. 7Peuplier Pin Maritime Etudes Antérieures • Mousavi et ses collaborateurs Mousavi S.M. and al : Journal of Food Engineering, 36, 453-472, 1998 Mousavi S.M. and al : Journal of Food Engineering, 36, 473-484, 1998 8 Evaluation de l’aptitude au contact alimentaire du bois 9 Les Interactions possibles entre l’aliment, l’emballage, l’environnement Sadaka and al : Innovative Food Science and Emerging Technologies, In press, 2014 Evaluation de l’aptitude au contact alimentaire du bois Test de migration globale Test de migration spécifique • Vérifier la conformité d’un matériau d’emballage au contact d’ un aliment. • Limite de migration globale :LMG 10 mg/dm2 ou de 60 mg/kg d’ aliment pour les plastiques (UE 10/2011). 10 • Vérifier que les substances chimiques présentes dans le matériau sont autorisés. • Vérifier les limites de migration spécifique: LMS Tests de migration en conditions simulées • Essence du bois • Zone de prélèvement du bois • Température de contact ( 4°C, 23°C, 40°C, 50°C, 60°C) • Temps de contact (1h, 2h, 6h,12h, 24h, 3J, 7J, 10J) • Nature de l’aliment Les facteurs étudiés 11 12 Principaux résultats Migration globale: 95% Ethanol (4 réplicas) Influence de la température et du temps de contact 0 50 100 150 200 250 300 0 50 100 150 200 250 300 Masse de migrat (mg)/kg simulant Temps de contact (heures) Peuplier Duramen 23°C 4°C Cinétique de migration dans un simulant gras Contini C,J. Agric. Food Chem, 61, 12155−12163, 2013 13 Principaux résultats Influence du simulant alimentaire Migration globale: 95% Ethanol (4 réplicas) 0 50 100 150 200 250 300 4 23 Masse de résidu en mg/kg de simulant Température de contact Peuplier -Duramen (24h) 95% Ethanol 10% Ethanol Effet de la nature simulant alimentaire « gras » sur la migration de molécules dans le cas du papier Huang X-L. and al : Packaging Technologie Science, 26, 23-31, 2013 (°C) 14 Influence de la zone de prélèvement 0 10 20 30 40 50 60 4 23 Masse de résidu (mg)/Simulant (kg) Température de contact (°C) Peuplier (24h) Aubier Duramen Influence de la nature de l’essence 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 4 23 Masse résidu (mg)/simulant (kg) Température de contact (°C) Peuplier et Pin Maritime Aubier (24h) Peuplier Pin Principaux résultats Migration globale: 95% Ethanol (4 réplicas) SPME-GC/MS 15 Migration spécifique Principaux résultats SBSE-TD-GC/MS TD-GC/MS Méthodes d’extraction Simulant Sec-Solide Simulant Liquide Reinas.I and al :Food control ,28, 333-337, 2012 / Aguirre . J and al : Analytica Chimica Acta, 812, 74-84, 2014/ D’Agostino M.F. and al : Talanta, 125, 248-256, 2014 16 Principaux résultats Migration spécifique + 150 Molécules Problème de coélution Principaux résultats 17 Approche TTC • L’approche dite du « seuil de préoccupation toxicologique » • Evaluer qualitativement le risque présenté par des substances Migration spécifique www.efsa.europa.eu/fr 18 Principaux résultats Règlementation Migration spécifique http://www.decernis.com 19 Principaux résultats Migration spécifique: Tenax® (4 réplicas) Influence de la température et du temps de contact Cerdan T.G. and al: LWT, 39, 199-205, 2006 Evolution of the concentration of vanillin for wines aged in new and once used oak barrels 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009 0.01 0 50 100 150 200 250 Masse molécule (mg)/simulant (kg) Temps de contact (heures) Peuplier-Aubier Acetate de methyle- 23°C Acetate de methyle- 4°C 2-Heptanone-23°C 20 Influence de la zone de prélèvement Principaux résultats Migration spécifique: Tenax® (4 réplicas) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 4 23 Masse de migrat (mg)/simulant (kg) Température de contact (°C) Acétate de méthyle Duramen Aubier 21 Conclusions Objectifs: • Identifier les composés chimiques du bois qui migre lors d’un contact alimentaire • Comprendre leur migration • Validation de la méthode d’analyse Caractérisation des composés organiques volatils du bois + 150 molécules identifiés (Alcanes, Cétones, Terpènes, Acides, Alcools, Furanes…) Tests de migration • Facteurs influençants la migration des composés organiques du bois vers l’aliment - Influence de la température et du temps de contact - Influence de la zone de prélèvement - Influence de la nature de l’essence 22 Conclusions Variabilité de la masse de migrat Hypothèses: • Sorption du bois • Structure du bois • Interactions entre les molécules Cerdan T.G. and al: LWT, 39, 199-205, 2006 Cerdan T.G. and al: Trends in Food Science & Technology, 17, 438-447, 2006 Chassagne D. and al : Food Chemistry, 91, 39-44, 2005 23 Perspectives • Etude avec un autre simulant alimentaire pour la migration spécifique (aqueux, gras) • Choix de la méthode d’extraction (SBSE, SPME…) • Etude sur un bois humide • Tests de toxicologie et organoleptiques • Mise à jour de la fiche matériau bois de la DGCCRF 2012-093 24 Merci de votre attention daliena.ludosky@univ-reims.fr uploads/Science et Technologie/ludosky-daliena-these-des-bois-2014.pdf