Formulation des films de revêtement et de bioemballage en utilisant des bactéries lactiques du lait de chamelle

Abstract

Dans une optique de développement de solutions d’emballage écologiques et fonctionnelles, cette étude a porté sur la conception de films biodégradables bioactifs à base de polymères naturels et de bactéries lactiques isolées du lait de chamelle. Dix souches de bactéries lactiques ont été isolées et caractérisées. Parmi elles, les souches MH14 et MH3 ont démontré la plus forte activité antimicrobienne contre quatre pathogènes alimentaires (Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Escherichia coli et Pseudomonas spp.) ,ces deux souches ont été utilisées pour produire des postbiotiques riches en composés phénoliques, confirmés par HPLC, ainsi que pour l’incorporation directe de leurs cellules vivantes dans les formulations. Deux types de films ont été formulés : le premier à base d’alginate, de nanocellulose (Tamarix aphylla) et des postbiotiques des souches MH14 et MH3, à des concentrations différentes (10 % et 20 %) ; l’autre à base d’alginate, de pectine (écorces d’orange) et de biomasse cellulaire vivante de LAB (MH14, MH3), avec plusieurs formulations destinées à l’étude de leurs propriétés mécaniques, physico-chimiques et biologiques. L’une des formulations du film 1 (F5) a présenté la meilleure activité antioxydante et une biodégradabilité élevée par rapport aux autres formulations. D’autre part, une formulation du film 2 (FA, FB) a montré une bonne capacité de gonflement, mais une activité antioxydante faible. La réticulation ionique avec CaCl₂ a permis d’améliorer la résistance à l’eau. En revanche, les films élaborés ont montré une activité antibactérienne faible. Le postbiotique extrait des bactéries lactiques a contribué à améliorer certaines propriétés fonctionnelles des films biologiques, telles que l’activité antioxydante et la biodégradabilité, ce qui souligne son importance dans le développement de matériaux d’emballage biologiques efficaces.

In the context of developing ecological and functional packaging solutions, this study focused on the design of bioactive biodegradable films based on natural polymers and lactic acid bacteria isolated from camel milk. Ten strains of lactic acid bacteria were isolated and characterized. Among them, strains MH14 and MH3 exhibited the strongest antimicrobial activity against four foodborne pathogens (Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Escherichia coli, and Pseudomonas spp.). These two strains were used to produce postbiotics rich in phenolic compounds, confirmed by HPLC, as well as for the direct incorporation of their live cells into the formulations. Two types of films were formulated: the first based on alginate, nanocellulose (Tamarix aphylla), and the postbiotics of strains MH14 and MH3 at different concentrations (10% and 20%); the second based on alginate, pectin (orange peels), and live cellular biomass of LAB (MH14, MH3), with several formulations developed to study their mechanical, physicochemical, and biological properties. One of the formulations of the first film (F5) showed the highest antioxidant activity and biodegradability compared to the other formulations. On the other hand, one formulation of the second film (FA, FB) exhibited good swelling capacity but low antioxidant activity. Ionic cross-linking with CaCl₂ improved water resistance. However, the developed films showed weak antibacterial activity. The postbiotic extracted from the lactic acid bacteria contributed to enhancing certain functional properties of the biobased films, such as antioxidant activity and biodegradability, highlighting its importance in the development of effective biological packaging materials.