Un nanomatériau d’épluchures de potiron de l’Université de Kyushu pour conserver les aliments

Depuis des millénaires, l’humanité cherche à faire durer les aliments plus longtemps - et les pistes ne manquent toujours pas.

Dès l’Antiquité, la conservation des aliments a permis de nourrir davantage de personnes sur des périodes plus longues, tout en offrant une protection face aux pénuries. À l’époque contemporaine, elle ouvre aussi l’accès à des produits venus de très loin, y compris hors saison.

Un nanomatériau naturel issu d’épluchures de potiron

Des chercheurs pilotés par une équipe de l’Université de Kyushu, au Japon, ont présenté dans la revue Recherche alimentaire internationale une approche de conservation innovante, à la fois naturelle et simple à mettre en œuvre. À la clé, une possible baisse des déchets d’emballages, mais aussi du gaspillage alimentaire.

Le principe repose sur un nanomatériau dont l’ingrédient déterminant est inattendu : des épluchures de potiron récupérées.

Fait marquant, ce matériau a fait mieux que le plastique sur trois points :

• le blocage de la lumière ultraviolette (UV) ;
• la limitation de la croissance microbienne ;
• le maintien de l’activité antioxydante.

« Notre laboratoire se concentre depuis longtemps sur l’allongement de la durée de conservation des productions agricoles tout en réduisant la dépendance aux plastiques issus du pétrole », explique le spécialiste des sciences alimentaires Fumihiko Tanaka, de l’Université de Kyushu.

Fabrication : de la peau de potiron aux points quantiques de carbone (CQD)

Pour détourner la peau vers cet usage, les chercheurs l’ont d’abord chauffée sous haute pression. Elle a ensuite été lyophilisée afin d’être fragmentée en points quantiques de carbone (CQD) : une poudre noire composée de particules extrêmement petites, déjà associées à des propriétés intéressantes pour les emballages alimentaires.

Une fois ces CQD mélangés à des fibres végétales et à de la gélatine, le matériau obtenu a été comparé à un emballage plastique classique - ainsi qu’à l’absence totale d’emballage - en utilisant des tomates cerises comme produit test.

Essais sur tomates cerises : performances et limites face au plastique

Après 20 jours, l’analyse des tomates a montré que le matériau à base d’épluchures surpassait clairement l’absence d’emballage. Il devançait aussi le plastique standard pour empêcher le passage des UV, freiner la prolifération bactérienne et préserver l’activité antioxydante - même si le plastique conventionnel restait plus efficace pour réduire la perte d’humidité.

Les auteurs soulignent également que ce matériau constitué de petits points de carbone reste largement sous les seuils de toxicité.

« Nous savons que la sécurité est une préoccupation essentielle », indique le spécialiste des sciences alimentaires M.A. Reshaka Kavindi, de l’Université de Kyushu.

« Des tests de viabilité cellulaire ont confirmé que le matériau n’est pas toxique en dessous de 2 mg/mL, et le revêtement lui-même n’en utilise qu’une fraction, avec une épaisseur d’environ 0.01 millimeters. Les consommateurs peuvent encore réduire l’exposition simplement en lavant ou en épluchant. »

Un revêtement pulvérisable et une valorisation directe du déchet alimentaire

Les avantages ne s’arrêtent pas là. Ce nanomatériau peut être appliqué par pulvérisation, en plus d’être employé comme matériau d’emballage. Cette flexibilité permet de protéger des zones ciblées sur les fruits et légumes - et de réduire encore les déchets.

Comme la peau représente environ 10–12 percent de la masse totale d’un potiron mais qu’elle est généralement jetée (alors qu’elle est comestible), l’approche constitue aussi une manière astucieuse de donner un usage concret à un résidu alimentaire.

« Les emballages antimicrobiens conventionnels s’appuient généralement sur des nanoparticules métalliques comme l’oxyde de zinc ou l’argent, dont l’empreinte environnementale est plus importante que celle des CQD », précise la spécialiste des sciences alimentaires Fumina Tanaka, de l’Université de Kyushu.

« Les nôtres proviennent de matière organique et présentent une bonne biocompatibilité aux concentrations efficaces, ce qui est essentiel pour tout matériau en contact avec les aliments. »

Le gaspillage alimentaire reste un problème majeur : on estime qu’environ 40-50 percent des fruits et légumes récoltés n’arrivent jamais jusqu’aux consommateurs.

Cela dit, cet emballage à base de peau n’est pas encore prêt pour les rayons : il n’a été évalué que sur un seul aliment, dans des conditions limitées, pendant 20 jours - mais le point de départ est encourageant.

Prochaines étapes : agents naturels additionnels, moisissures et montée en échelle

Pour la suite, l’équipe souhaite intégrer davantage d’agents naturels dans le film d’emballage, afin d’améliorer la protection des aliments enveloppés (contre des moisissures agressives, par exemple). Il reste aussi à travailler sur la montée en échelle de cette idée.

Autre atout potentiel : sous lumière UV, les CQD émettent aussi une lueur, un phénomène que les chercheurs pourraient également mettre à profit.

« Au-delà des bénéfices environnementaux, j’aimerais aussi que ce matériau apporte une touche de plaisir aux emballages alimentaires », affirme Fumina Tanaka.

« Sous lumière UV, les points de carbone fluorescent, et la couleur change selon la taille des particules. Si nous parvenions un jour à afficher du texte ou des illustrations avec, ce serait aussi très enthousiasmant. »

Ces travaux ont été publiés dans la revue Recherche alimentaire internationale.

Cet article a été vérifié par Rebecca Dyer et édité par Peter Dockrill. Malgré le soin apporté à notre processus, nous restons humains. Si vous repérez une erreur, merci de nous en informer.