Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02595963 2007-07-26
WO 2006/079708 1 PCT/FR2006/000146
NOUVEAUX EMBALLAGES ET FERMETURES D'EMBALLAGES BIOACTIFS
La présente invention concerne l'agencement, la fabrication et les
applications industrielles de nouveaux matériels d'emballages représentés par
des dispositifs tels que des bouchons, des opercules, des joints, des
capsules,
des couvercles, des bondes et des robinets bioactifs destinés à la fermeture
de
bouteilles, de flacons, de pots, de boites, de bidons, de barriques, de cuves
et de
divers récipients utilisés pour le conditionnement et le stockage de produits
alimentaires et diététiques et de produits cosmétiques.
Ces nouveaux emballages qualifiés de bioactifs sont constitués, de manière
unitaire ou associée, de matériaux métalliques et/ou cellulosiques et/ou
synthétiques, et ils sont caractérisés par le fait que l'un au moins de leurs
éléments et/ou de leurs constituants incorpore, et/ou contient, et/ou diffuse
des
substances biochimiques et /ou biologiques qui confèrent des propriétés
fonctionnelles nouvelles à ces emballages. L'emballage se définit généralement
comme un assemblage de matériaux conçus pour recevoir, contenir et protéger
une marchandise destinée à être stockée, transportée et commercialisée. En
particulier, l'emballage des aliments doit, de par ses propriétés
intrinsèques,
permettre une conservation optimale du contenu alimentaire tout au long de son
cycle de vie, depuis sa fabrication jusqu'à sa consommation. Il doit protéger
l'aliment des germes extérieurs, offrir des propriétés de barrière sélective
aux
gaz, supporter les changements liés à la température ou à l'hygrométrie de
l'environnement au cours du stockage, de la commercialisation et de
l'utilisation
par le consommateur et être conforme aux réglementations.
Les emballages actuellement utilisés assurent des fonctions passives de
recueil, de conditionnement, de contention physique et de protection mécanique
des aliments contre les facteurs environnementaux rencontrés au cours des
étapes de fabrication, de stockage, de transport et de vente. La
réglementation
européenne traitant des emballages au contact des aliments vise à préserver la
santé du consommateur. La directive européenne 89/109/EC stipule que les
matériaux et objets destinés à entrer en contact avec les aliments doivent
satisfaire au principe d'inertie. Les matériaux et objets destinés à entrer en
contact avec les denrées, produits et boissons pour l'alimentation ne doivent
pas,
dans les conditions normales ou prévisibles d'emploi, céder à ces denrées des
constituants dans une quantité susceptible de présenter un danger pour la
santé
ou d'entraîner une modification inacceptable de la composition des denrées.
Cette directive n'autorisait donc pas l'utilisation d'emballages actifs qui
répondent
à la définition suivante selon Wagner (1989) : Un emballage actif offre plus
qu'une simple protection. Il interagit avec le produit et dans certains cas
répond à
des changements du milieu environnant ou du produit lui-même.
Un nouveau règlement européen a modifié la directive 89/109/EC et prend
désormais en compte le concept d'emballages actifs qui autorise le principe
de
transfert ou d'absorption délibérée de composés vers ou provenant de l'aliment
CA 02595963 2007-07-26
WO 2006/079708 2 PCT/FR2006/000146
dans le but de maintenir où d'améliorer les conditions de conservation du
produit .
Les matériaux d'emballage peuvent donc modifier la composition des
denrées alimentaires seulement si les modifications sont conformes aux
dispositions communautaires applicables aux denrées alimentaires, telles que
définies dans la directive 89/107/CEE relatives aux additifs alimentaires.
Des substances telles que les additifs alimentaires incorporées
délibérément dans certains matériaux actifs destinés à entrer en contact avec
des denrées alimentaires en vue d'être libérées dans ces denrées alimentaires
emballées peuvent être autorisées. Selon Gontard, les emballages actifs
peuvent
être classés en trois grandes catégories :
1) Les emballages interactifs qui agissent de façon contrôlée sur l'aliment
pour en améliorer et en préserver la qualité tout au long de la chaîne de
distribution. L'activité de ces emballages vise à maîtriser les risques de
détérioration des aliments liés aux différents mécanismes d'oxydation des
lipides, de brunissement tissulaire, de dégradation des vitamines ou de
contaminations microbiennes. De nombreux produits sont proposés sur le
marché sous forme de sachets absorbeurs d'oxygène ou de sachets absorbeurs
de dioxyde de carbone, fabriqués par Mitsubishi Gas Chemical (Japon), par
Multiform Dessicant (Etats Unis), par Bioka (Finlande) et par Standa (France).
2) Les emballages indicateurs qui réagissent aux caractéristiques de
l'aliment et aux conditions de conservation pour en informer le consommateur.
Les dispositifs généralement utilisés sont les indicateurs Temps/Température
basés sur des réactions de type enzymatique ou de polymérisation. Ils sont
produits par différentes sociétés : 3M Monitor (Grande Bretagne), Trigon
Industries (Grande Bretagne), Lifelines Technology (Etats Unis), Pillsbury Co.
(Etats Unis), Marupfroid (France). Des indicateurs colorés de concentration de
gaz ou de pH dans l'emballage sont commercialisés par Mitsubishi Gas
Chemical Co. et Toppan Printing Co. (Japon) et par Trigon Industries (Grande
Bretagne).
3) les emballages préparateurs qui permettent de modifier les
caractéristiques de l'aliment pour en faciliter sa consommation. Ce sont
essentiellement des emballages autochauffants ou auto-refroidissants proposés
par Print pak Inc. (Etats- Unis), par Baritalia (Italie) et par Bréger
(France).
Par ailleurs certains dispositifs d'emballages utilisés de manière transitoire
au cours d'étapes de fabrication des aliments sont plutôt qualifiés
d'emballages
technologiques. Les nouveaux bouchons, capsules, couvercles, opercules,
robinets et joints bloactifs selon l'invention diffèrent des emballages actifs
déjà
existants par leurs formats spécifiques, par leurs contenus biochimiques ou
biologiques et par leurs activités fonctionnelles nouvelles. Ces nouveaux
emballages ou fermetures d'emballage sont formatées pour s'adapter à
différents
types de récipients tels que bouteilles, flacons, boites, briques, bocaux,
terrines,
bidons, bonbonnes, barriques, tonneaux, cuves, citernes, et sont caractérisés
CA 02595963 2007-07-26
WO 2006/079708 3 PCT/FR2006/000146
par le fait qu'ils comportent au moins un élément ou un constituant apte à
produire et/ou à diffuser au moins une substance non hydratante constituée,
sous forme pure ou associée, de composés biochimiques et/ou biologiques,
appartenant aux additifs et compléments alimentaires et/ou aux ingrédients et
auxiliaires technologiques utilisés dans la fabrication des denrées
alimentaires et
cosmétiques, cette substance étant notamment un colorant, et/ou un anti-
oxygène, et/ou un conservateur, et/ou un arôme, et/ou un édulcorant, et/ou un
acidifiant, et/ou un émulsifiant, et/ou un épaississant, et/ou un stabilisant,
et/ou
un exhausteur de goût, et/ou un gaz et/ou un ingrédient bioactif.
Les composés chimiques et/ou biologiques peuvent notamment être :
- des éléments chimiques (radicaux libres oxygénés, sels minéraux,...)
- des molécules azotées, chlorées, iodées, bromées, soufrées,
phosphatées...,
- des éléments biochimiques (glucides, lipides, protéines, métabolites,...)
- des éléments biologiques (arômes, vitamines, enzymes,
immunoglobulines, . . . )
- des éléments microbiologiques (bactéries, levures et fungi,...).
En particulier, il peut s'agir:
- de gaz (dioxyde de carbone, dioxyde de soufre, azote...),
- de sels (sels de sodium, de potassium, de calcium, de magnésium, de fer,
de zinc, phosphates de sodium ou de potassium, thiocyanates de sodium ou de
potassium, sulfites de sodium ou de potassium, carbonates de sodium, de
potassium, de magnésium, nitrites et nitrates de sodium ou de potassium...),
- de vitamines (vitamines A et caroténoïdes, vitamines B1, B2, B5, B6, B8,
B9, B12, vitamines C, D, E, K, PP...),
- de glucides : lactose, saccharose, fructose, glucose, inuline,
fructosaccharides,
- de lipides : acides gras poly-insaturés,...,
- de protéines : lactoferrine, peptides bioactifs, lyzozyme,...,
- d'enzymes : oxydo-réductases, béta-galactosidase, glucose-oxydase,
xanthine-oxydase, sulfite-oxydase, peroxydase, catalase,...,
- d'immunoglobulines anti-microbiennes : anticorps antibactériens,
antifongiques, antiviraux, antiparasitaires,...,
- de microorganismes : bactéries lactiques (Lactobacillus, Lactococcus...),
levures (Saccharomyces...), fungi (Penicillium, Streptomyces...) ;
Les bouchons, capsules, opercules, joints, robinets et couvercles bioactifs,
objets de l'invention, sont caractérisés par le fait qu'ils permettent, lors
de la
fermeture du récipient, d'obtenir de façon unitaire et /ou associée :
- l'adjonction et la diffusion, immédiate et/ou différée, des différents
composés et de leurs produits d'interactions contenus dans les constituants
et/ou
dans les éléments des fermetures vers et dans les produits conditionnés ;
-{'enrichissement aromatique et/ou nutritionnel, la protection sanitaire et la
conservation prolongée des produits conditionnés liquides (laits, vins,
CA 02595963 2007-07-26
WO 2006/079708 4 PCT/FR2006/000146
champagnes, cidres, bières, jus de fruits, eaux, lotions,...), semi-liquides
(ovoproduits, soupes de légumes, purées végétales, compotes, confitures,
crèmes, sauces, plats cuisinés, pommades, onguents,...) et solides (fruits et
légumes, poudres, granulés... ).
La nature, le mode d'assemblage et le formatage des éléments structurels,
la formulation des composés bioactifs, les propriétés fonctionnelles nouvelles
et
les applications industrielles des nouveaux emballages et fermetures
d'emballage (bouchon, opercule, couvercle, joint, bonde, robinet,...) font
l'objet
de la présente invention décrite ci-dessous, suivant cinq modèles différents
fournis à titre indicatif mais non limitatif, montrés respectivement par les
Figures
1 à 5.
Ces figures sont des vues de côté, en coupe de ces différents modèles.
1.) Capsule, opercule et couvercle à fonction additive selon la Figure 1
Selon un premier mode général préférentiel mais non exclusif de réalisation
des dispositifs d'emballage selon l'invention, le modèle de capsule,
d'opercule ou
de couvercle selon la Figure 1 est caractérisé par sa fonction additive qui
consiste à contenir et à diffuser des additifs alimentaires et/ou des
ingrédients et
auxiliaires technologiques préalablement inclus vers le produit conditionné.
La
capsule, l'opercule et le couvercle sont constitués de différents matériaux,
associés ou non, tels que des composés métalliques (aluminium, fer, étain...),
et/ou tels que des matières plastiques de synthèse (polyéthylène,
polypropylène. ..).
Les modèles de capsule, d'opercule et de couvercle selon la figure 1
comportent une tête (1) qui est pourvue d'un filetage interne (3) permettant
le
vissage sur le goulot du récipient (8), et qui est prolongée par un corps
cylindrique creux (2) de dimensions variables. Le corps (2) présente une
cavité
interne (4) qui comporte au moins l'un des deux éléments constitués
respectivement par la pièce (5) et/ou par le joint torique (6), structuré en
une ou
plusieurs couches superposées (6a, 6b, ...). La pièce (5), de structure
alvéolée
et spongieuse, est avantageusement constituée de l'assemblage formaté de
différents matériaux expansés, associés ou non, tels que des matières
plastiques
(polyéthylène, polypropylène, polyvinyle, polysuifone, polyuréthane,...), ou
des
matières naturelles polymérisées (amidon, cellulose, agarose, caséine,
chitosane, acide lactique...). La pièce (5) est formée de une ou de plusieurs
couches superposées et elle constitue un réservoir dont les dimensions et le
format varient avec la taille du récipient à fermer et avec la quantité des
additifs
et des ingrédients à charger.
A titre d'exemple indicatif mais non limitatif, la pièce (5), composée de
polyéthylène de basse densité et spongieux, est formatée en disque élastique
et
compressible. La pièce (5) reçoit ensuite une charge déterminée, sous forme de
poudre ou de solution, d'additifs alimentaires et/ou d'auxiliaires
technologiques,
purs ou associés, représentés par des conservateurs (acides lactique,
acétique,
CA 02595963 2007-07-26
WO 2006/079708 5 PCT/FR2006/000146
peracétique, tartrique, sulfites de sodium et de potassium, nitrites de sodium
et
de potassium, bicarbonate de sodium et de potassium, hydroxy-8 quinoléine, eau
oxygénée et persels, éthanol, hypochlorite de soude, nisine et bactériocines,
huiles essentielles végétales...), et/ou par des anti-oxydants (gaz
carbonique,
azote, argon, composés phénoliques naturels,...) et/ou par des vitamines
(Vitamines A, C, E), et/ou par des édulcorants (polyols, acésulfame,
aspartame,
cyclamate, thaumatine, néohespéridine...), et/ou par des exhausteurs de goût
(glutamates, ribonucléotides, éthylmaltol...), et/ou par des peptides et des
protéines actives (lyzozyme, lactoferrine et transferrine réduites, glucose-
oxydase, catalase, lacto-peroxydase, glutathion...), et/ou par des
aromatisants
(eugénols, vanilline, pinènes, limonéne, géranial). Le joint torique
d'étanchéité
(6), structuré en une ou plusieurs couches superposées (6a, 6b,...) comporte
un
ou plusieurs pores (7) autorisant le passage des solutions situées en (5) vers
l'espace (4).
A titre d'exemple indicatif mais non limitatif, la première couche (6a), en
polyéthylène expansé, est chargée d'un volume donné d'additifs en phase
liquide. La couche (6b), accolée à la couche (6a), est constituée d'un film
aluminium de 0,5 mm d'épaisseur, à effet barrière et imperméable à l'eau et
aux
gaz (oxygène, azote, gaz carbonique), qui sert d'opercule d'étanchéité après
vissage. La pose de la capsule sur le goulot du récipient (8) produit une
pression
circulaire verticale sur le joint (6) et sur le disque (5) qui vont alors
libérer, au
travers de l'orifice (7), la majeure partie de leurs contenus respectifs dans
le
produit conditionné en (8). Les additifs résiduels en (5) et (6a) poursuivent
ensuite leur diffusion lente vers la denrée conditionnée en (8) tout au long
de la
période de stockage. Le modèle selon la Figure (la), qui présente deux
réservoirs (5) et (6) distincts, permet le chargement et la diffusion séparés
et
séquentielles de composés peu ou pas compatibles entre eux. L'avantage
caractéristique de ce modèle de capsule, d'opercule et de couvercle à fonction
additive selon la Figure (1) de l'invention consiste dans le fait que la
diffusion des
composés actifs intervient séquentiellement, d'une part au moment de la
fermeture du récipient et ensuite tout au long du stockage de la denrée. Cette
caractéristique induit un gain de temps de fabrication ainsi qu'un allongement
de
la période de diffusion des composés actifs dans le produit ainsi conditionné.
Selon un premier exemple préférentiel mais non exclusif de réalisation et
d'application industrielles selon l'invention, la capsule selon la Figure 1,
composée de polypropylène, est formatée pour fermer une bouteille de lait
maternisé de 1 litre, à col large de 4 cm de diamètre. La capsule comporte
dans
sa cavité interne (4) deux réservoirs distincts représentés respectivement par
le
disque (5) et par le joint (6). La fabrication de la capsule active, destinée
au
conditionnement de lait maternisé, se réalise de la façon suivante : le disque
(5),
constitué d'une trame de celluloses polymérisées et expansées, reçoit une
charge de vitamines et d'ingrédients alimentaires associés dans une
formulation
originale répondant aux propriétés diététiques requises pour le lait maternisé
CA 02595963 2007-07-26
WO 2006/079708 6 PCT/FR2006/000146
conditionné. Le joint (6a) est chargé par deux millilitres (2 ml) d'un mélange
de
vitamines (vitamines A, D, E.), d'émulsifiants (lécithines), et d'acides gras,
selon
la formulation fournie ci-dessous à titre indicatif :
- Vitamine A (E160a) : 400 mg.
- Vitamine D3: 12,5 mg.
- Vitamine E (E306) : 6,6 g.
- Acide linoléique : 40 g.
- Acide linolénique : 50 g.
- Carnitine : 80 g.
- Taurine : 3,5 g.
- Lécithines (E 322) : 30 g.
- Eau, q.s.
1000 ml.
Le disque (5) est chargé par un millilitre (1 ml) d'un mélange de vitamines
hydrosolubles (Vitamines B, C, PP,..), de protéines (lactoferrine,
lactoperoxydase, lysozyme, anticorps antimicrobiens...), de sels minéraux et
d'oligo-éléments, selon la formulation ci-dessous fournie à titre indicatif :
- Vitamine B1 : 400 mg.
- Vitamine B2 :1,5 g.
- Vitamine 135: 3 g.
- Vitamine B6 : 0,6 g.
- Vitamine 139: 90 mg.
- Vitamine B12 : 2 g ;
- Vitamine C (E300 - E301 - E302) : 60 g.
- Vitamine P
: 600 mg.
- Orthophosphate de calcium (E341) : 75 g.
- Carbonate de Magnésium (E504) :10 g.
- Zinc : 8 g.
- Iodure de sodium (E010) : 150 mg.
- ferrine bovine : 0,5 g.
- Lacto-peroxydase bovine : 0,5 g.
- ozyme (E1105) : 0,5g.
- Immunoglobulines lactiques antivirales : 50g.
- Eau : q.s.p. 1 000 ml.
Le disque (5b) et le joint (6a) ainsi chargés sont insérés sur le fonds
intérieur de la tête (1) de la capsule. Celle-ci est ensuite fixée par son pas
de vis
(2) sur le goulot (8) du récipient. Le vissage de la capsule entraîne la
migration et
la diffusion des vitamines, des sels, des acides gras et des protéines
contenues
en (5) et (6a) dans le lait conditionné en (8).Les préparations de laits
maternisés
actuellement disponibles comportent des formulations enrichies en vitamines.
Certaines de ces vitamines, (vitamines du groupe B notamment), sont
thermosensibles et sont détruites par les procédures de stérilisation à la
chaleur
CA 02595963 2007-07-26
WO 2006/079708 7 PCT/FR2006/000146
appliquées au lait avant son conditionnement. L'utilisation d'une capsule
active
selon l'invention conduit à effectuer l'adjonction des vitamines, et notamment
les
vitamines thermosensibles, après la stérilisation et le conditionnement,
permettant ainsi de protéger l'intégrité moléculaire et l'activité biologique
de ces
vitamines dans le lait maternisé. Une caractéristique de la capsule active
selon
l'invention consiste ainsi à maintenir les propriétés nutritionnelles de ce
lait
diététique durant sa période de stockage, de transport et de distribution.
Un deuxième exemple d'application selon la Figure 1, fourni ci-après à titre
indicatif mais non limitatif, est représenté par une capsule active utilisée
pour le
conditionnement de lait frais. Les constituants du lait frais, notamment les
matières grasses et certaines vitamines, sont sensibles à l'oxygène
atmosphérique et son altérées par l'oxydation au cours du stockage. La
fabrication d'une capsule anti-oxygène destinée au conditionnement du lait
frais,
se réalise comme suit : le disque (5) est chargé par un millilitre (1 ml),
d'une
solution d'acide ascorbique (E300) ou d'ascorbates (E301, ou E302, ou E304), à
30 g par litre et le joint (6) reçoit 1 g de tocophérois (E 306) en émulsion.
Le
disque (5) et le joint (6) ainsi chargés sont insérés dans l'espace (4) et
collés sur
le fond intérieur de la tête (1). La capsule active est ensuite vissée sur le
goulot
(8) du récipient. Le vissage entraîne la diffusion de l'acide ascorbique et
des
tocophérols vers le lait conditionné en (8). Les propriétés de la capsule
active
selon l'invention permettent une conservation prolongée des caractéristiques
organoleptiques du lait et de ses dérivés fromagers et elles constituent un
avantage concurrentiel important dans leur commercialisation.
Un troisième exemple d'application selon la Figure 1, fourni ci-dessous à
titre indicatif mais non limitatif, est représenté par une capsule active
destinée au
conditionnement des huiles alimentaires. Dans cette application, le disque (5)
reçoit sous un millilitre (1 ml), une charge de un gramme (1 g ) de
tocophérois
(E306) émulsifiés dans une solution d'esters d'acides gras (E471) à 5 g par
litre.
Le joint (6a) est chargé par un millilitre (1 ml), d'un mélange liquide à 10%
d'acide ascorbique (E300) et à 10% de gallate de propyle (E310). Les fonctions
spécifiques de la capsule selon la Figure 1 se caractérisent par
l'enrichissement
nutritif et par la protection contre l'oxydation des denrées riches en lipides
telles
que les huiles alimentaires, les margarines, les corps gras et les huiles
essentielles végétales, les laits frais, les laits industriels, les laits
diététiques, les
produits fromagers (lait fermenté, beurre, fromage caillé blanc et yaourt.
Un quatrième exemple indicatif et non limitatif d'application est représenté
par une capsule formatée selon la Figure 1 et destinée à la fermeture de
bouteilles de flacons, de briques et de boites recevant du vin. La capsule
métallique ou synthétique, comporte une tête (1) de 3 cm de diamètre prolongée
par un corps (3) de 6 cm de long. Lors de la fabrication de la capsule active,
l'espace (4) reçoit la pièce circulaire (5) constituée de feuillets de viscose
superposés en joint selon la Figure 6. et chargée de sulfites (méta-bisuifite
de
potassium (E228 par exemple), à des doses pouvant varier de 25 mg à 100 mg,
CA 02595963 2007-07-26
WO 2006/079708 8 PCT/FR2006/000146
sous forme de poudres ou de granulés. La pièce (5) est ensuite fixée par
collage
sur le fond intérieur de la capsule. Après fermeture de la bouteille (8), la
charge
de sulfites entre au contact du vin et se diffuse progressivement dans celui-
ci en
y installant une protection prolongée contre l'oxydation et contre la
croissance
des contaminants microbiens présents. Dans cette application spécifique au
conditionnement du vin, la capsule active selon la Figure 1 peut être formatée
et
dimensionnée de diverses façons selon la taille du récipient recevant le vin.
Selon l'invention, les formats et les dimensions retenus pour la capsule
suivant la Figure 1 peuvent conduire à constituer soit une bonde de barrique
et/ou de tonneau, soit un couvercle-robinet de cuve ou de cubitainer aux
fonctions conservatrices.
Un cinquième exemple d'application du bouchon selon la Figure 1, fourni à
titre indicatif mais non limitatif, concerne une capsule métallique formatée
et
chargée pour fermer des bouteilles de bière et/ou des flacons de concentrés
d'infusions et/ou des pots contenants des confitures et des marmelades. A
cette
fin, le disque (5) en polypropylène expansé, reçoit une charge de 1 ml d'une
solution à 200 mg/litre de sorbate de potassium (E202) et le joint (6) reçoit
une
charge de 1 ml d'une solution de benzoate de sodium (E211) à 150 mg / litre.
Ces additifs libérés après bouchage du récipient entraînent une protection
contre
l'oxydation ainsi qu'une conservation prolongée des propriétés organoleptiques
des denrées conditionnées.
Un sixième exemple d'application selon la Figure 1, fourni à titre indicatif
mais non limitatif, est un opercule synthétique formaté et chargé pour fermer
des
récipients (bouteilles, flacons, boites,...) recevant des jus de fruits, ou
des eaux
aromatisées ou des boissons diététiques spécifiques. A cette fin, le disque
(5),
en polyéthylène tissé, reçoit une charge de 1 ml d'une solution contenant 100
mg/litre d'acide ascorbique (E300) et 100 mg/litre d'acide citrique (E330). Le
joint
(6a) reçoit une charge de 0,5 ml d'une solution aromatique comportant pour 1
litre :
1 mg de vanilline + 1 mg d'isoeugénol + 10 g de tanin + 0,25 mg d'acide
guanylique (E626) + 0,25 mg d'acide inosinique (E630) + 20 mg d'aspartame
(PS 200). Ces additifs libérés après bouchage du récipient (8) induisent le
maintien durable des propriétés aromatiques, diététiques et gustatives des
boissons conditionnées.
Suivant un septième exemple d'application non exclusive, un couvercle plat
à vis de dimensions variables et de nature synthétique est formaté selon la
Figure 1 pour servir de fermeture active de pots, et/ou de verrines, et/ou de
terrines recevant des aliments traités ou cuisinés. Le couvercle comporte une
tête circulaire (1), de 8 cm de diamètre et de 2 cm de hauteur, sur laquelle
est
fixé sur la face intérieure, une pièce circulaire (5) en viscose tissé, de 7,8
cm de
diamètre et de 0,5 cm d'épaisseur qui est chargé de 100 mg d'un mélange de
poudres à volumes égaux de lactates (E270) et de sorbates (E200) de
potassium. Le conditionnement de sauces, de purées, de fruits confits, de
CA 02595963 2007-07-26
WO 2006/079708 9 PCT/FR2006/000146
confitures et de compotes dans des récipients fermés par ce type de couvercle
actif entraîne la dissolution et la diffusion des principes actifs contenus en
(5)
vers la surface des aliments répartis et conduit à leur protection et à leur
conservation prolongées au jusqu'à leur consommation. Les modèles de
capsules, d'opercules, de joints et de couvercles selon la Figure 1
permettent,
suivant la nature et la formulation spécifiques des composés chargés dans les
éléments (5) et/ou (6), de transférer vers la denrée répartie en (8) diverses
molécules telles que des sels, des oligo-éléments, des vitamines, des acides
aminés, des acides gras, des peptides et des protéines, des sucres et des
édulcorants, des conservateurs, des arômes et des extraits de fruits, de
légumes
et de végétaux divers. Les fonctions additives caractéristiques de ces
fermetures
bio-actives selon l'invention consistent en l'adjonction et en la diffusion
d'additifs
alimentaires et/ou d'ingrédients technologiques générateurs d'enrichissement
nutritionnel et de conservation contrôlée de produits conditionnés tels que
des
aliments, (laits et produits laitiers, vins, alcools, spiritueux, sirops, jus
de fruits,
eaux minérales, boissons diététiques, infusions, tisanes, confitures...), et
tels
que des préparations cosmétiques (eaux de toilette, lotions, pommades, crèmes,
onguents...).
2.) Bouchons et opercules aux fonctions additive et protectrice selon la
Figure 2
Selon un deuxième mode général préférentiel mais non exclusif de
réalisation des dispositifs d'emballage selon l'invention, les modèles de
bouchons et opercules selon la figure 2 sont caractérisés par leur fonction
protectrice qui consiste à contenir, à libérer et à diffuser des substances
anti-
microbiennes incluses vers l'aliment conditionné. Les bouchons et opercules
sont constitués de différents matériaux, associés ou non, tels que des
matières
naturelles (cellulose, liège ... ), ou tels que des matières plastiques
(polyéthylène,
polypropylène... ), et/ou en verre.
Suivant un premier exemple indicatif mais non limitatif, le bouchon selon la
Figure 2 est fabriqué pour fermer des bouteilles de vins tranquilles ou
effervescents. Il comporte un corps cylindrique principal (1) constitué de
granules
de liège agglomérés et/ou de liège compact. Le procédé de fabrication du
bouchon actif selon l'invention consiste à traiter soit les granules de liège
avant
assemblage soit le corps de liège (1) à l'aide d'au moins une solution
antiseptique donnée de façon à imprégner et à charger le liège de molécules
anti-microbiennes. Par exemple, et de façon non limitative, le corps (1) du
bouchon est immergé durant 7 jours à température ambiante dans une solution
d'éthanol à 10 % ; à l'issue de cette période de macération, le corps (1) est
séché en atmosphère stérile, puis il est immergé une deuxième fois durant 5
jours à température ambiante dans une solution concentrée de dioxyde de soufre
fourni sous forme de bisulfite de sodium (E222) ou de bisulfite de potassium
(E228) à 18 % (180 g/1 de S02). Le bouchon est ensuite égoutté et séché
CA 02595963 2007-07-26
WO 2006/079708 10 PCT/FR2006/000146
superficiellement pendant 5 minutes à 40 C, puis il est conditionné en sachet
plastique imperméable et scellé jusqu'à son utilisation finale. Deux
propriétés
caractéristiques du bouchon en liège traité selon l'invention réside dans son
innocuité chimique et dans sa stérilité microbienne acquises au cours du
procédé
.Le bouchon traité est débarrassé de certains contaminants chimiques originels
tels que les trichloroanisois et les micro-organismes présents dans le liège
brut
et il conserve par ailleurs ses propriétés physiques initiales essentielles à
la
conservation des caractéristiques organoleptiques des vins et champagnes
bouchés.
Une troisième caractéristique du bouchon actif obtenu selon l'invention
s'applique au cours du bouchage des bouteilles de vin : le bouchon actif est
comprimé lors de son insertion dans le goulot et il libère alors à sa surface
de
petites quantités de dioxyde de soufre qui aseptisent les surfaces interne et
externe du col de bouteille. Cette caractéristique permet de contrôler et de
maîtriser le risque de prolifération ultérieure de micro-organismes sur la
tête du
bouchon.
Une quatrième application caractéristique du bouchon selon l'invention
consiste dans la diffusion lente du dioxyde de soufre imprégné dans le corps
(1)
vers le vin dans lequel il exercera son activité protectrice durant le
stockage.
D'une manière générale, le bouchon actif selon l'invention, peut faire
l'objet, au
moment de sa fabrication, d'un ou de plusieurs cycles d'imprégnation et de
traitement par des agents anti-microbiens, utilisés seul ou en mélange, tels
que
des solutions antiseptiques (sulfites, alcools, hypochlorites...), et/ou des
gaz
(formaldéhyde) et/ou des radiations ionisantes.
Suivant un deuxième exemple indicatif mais non exclusif de réalisation et
d'application industrielles selon l'invention, le bouchon selon la figure 2
est
formaté pour boucher des bouteilles de boissons effervescentes alcoolisées
telles que vins pétillants, cidres et champagnes. Le bouchon, formé d'un corps
cylindrique principal (1), en liège ou en polymères synthétiques, comporte à
chacune de ses extrémités une dépression (2) pouvant être recouverte, en cas
de nécessité, par une cupule (3) en polyéthylène. La cavité (2) ou la cupule
(3)
reçoit une charge de 100 mg de métabisulfite de potassium (E228) puis elle est
obturée, par collage, à l'aide d'un opercule en polytétrafluoroéthylène
microporeux (4), perméable à l'eau et aux gaz. Après bouchage du récipient
(5),
les sulfites en (2) ou en (3) diffusent au travers de la membrane (4) et se
libèrent
progressivement dans l'environnement immédiat du bouchon, et dans le récipient
(5) et son contenu. L'activité antimicrobienne du dioxyde de soufre libéré par
le
bouchon actif permet de maîtriser les flores microbiennes (levures,
moisissures,
bactéries fermentaires,..) résiduelles des boissons conditionnées et de
prolonger
leur durée de conservation.
De manière générale, le type de bouchon suivant la figure 2 se caractérise
par son format et par sa formulation de composés actifs chargés dans ses
constituants et/ou (2) et/ou (3) et par sa capacité à diffuser vers le produit
réparti
CA 02595963 2007-07-26
WO 2006/079708 11 PCT/FR2006/000146
en (5) divers additifs et ingrédients technologiques tels que des sels, des
oligo-
éléments, des vitamines, des acides aminés, des peptides et des protéines, des
acides gras, des arômes et des extraits végétaux, des sucres et des
conservateurs.
3.) Bouchons et couvercles aux fonctions additive et protectrice selon la
fi ure 3
Selon un troisième mode général préférentiel mais non exclusif de
réalisation des dispositifs d'emballage selon l'invention, les modèles de
bouchons, couvercles et opercules selon la Figure 3 sont caractérisés par leur
fonction anti-oxydante qui consiste à contenir et à diffuser des substances
anti-
oxydantes incluses. Les bouchons et couvercles, constitués de différents
matériaux, associés ou non, tels que des composés métalliques (aluminium, fer,
étain...), tels que des matières plastiques (polyéthylène, polypropylène,
copolymères...), et/ou tels que des matières naturelles (cellulose, liège...),
comportent un corps principal (1), surmonté d'une tête (2) et doté, dans sa
partie
terminale inférieure, d'une cupule creuse (3) faisant fonction de réservoir
(4), et
obturée par un opercule microporeux (5) à une ou plusieurs couches perméables
à l'eau et aux gaz.
Suivant un premier exemple indicatif mais non limitatif d'application et de
réalisation industrielles selon l'invention, le bouchon actif selon la Figure
3 est
fabriqué en vue de fermer des bouteilles de vins de garde, de vins cuits et de
vins aromatisés sensibles aux réactions d'oxydation. Il est constitué d'un
corps
cylindrique principal (1) en liège, surmonté d'une tête ronde (2) en
copolymères
et doté dans sa partie inférieure d'une cupule (3) en polyéthylène délimitant
un
espace (4) qui reçoit lors de l'activation une charge constituée d'un mélange
de
50mg de granulés de métabisulfite de potassium (E222), et 50 mg de poudre de
bicarbonate de sodium (E500), (ou de potassium (E501) ou d'ammonium (E503),
ou de calcium (E001)). La cupule (4) est obturée par un opercule (5) en
polyvinylidène fluoride (P.V.D.F.), microporeux et perméable à l'eau et aux
gaz.
La fermeture de la bouteille (6) par ce bouchon actif entraîne une migration
de la
vapeur d'eau issue de la boisson conditionnée en (6) vers le réservoir (4) au
travers de l'opercule (5). Le métabisulfite de potassium et le bicarbonate de
sodium au contact de l'eau produisent respectivement du dioxyde de soufre et
du
dioxyde de carbone qui migrent au travers de l'opercule (5) et diffusent
ensuite
dans l'espace clos de la bouteille (6). Les activités anti-oxydantes cumulées
du
dioxyde de soufre et du dioxyde de carbone ainsi diffusés conduisent à la
protection prolongée des propriétés organoleptiques des boissons
conditionnées.
Suivant un deuxième exemple indicatif mais non exclusif de réalisation et
d'application industrielles de l'invention, le bouchon actif selon Figure 3
est
fabriqué en vue de fermer des bouteilles de sirops de fruits et de boissons
aromatisées sans alcool. Lors de l'activation du bouchon, l'espace (4) reçoit
50mg de granulés de métabisulfite de sodium (E222.), et l'opercule (5) en
CA 02595963 2007-07-26
WO 2006/079708 12 PCT/FR2006/000146
P.V.D.F. est imprégné de 50mg d'acide L-ascorbique (E 300) en solution. La
cupule (3) est ensuite fermée par l'opercule (5), perméable à l'eau et aux
gaz.
Après bouchage de la bouteille (6), l'acide ascorbique chargé en (5) et le
bisulfite
de sodium contenu en (4) se libèrent progressivement dans la boisson
conditionnée en (6). Les activités anti-oxydantes cumulées du dioxyde de
soufre
et de l'acide ascorbique libérés par le bouchon conduisent à l'inhibition des
phénomènes d'oxydation des boissons conditionnées et au maintien de leurs
propriétés initiales durant leur stockage.
Suivant un troisième exemple indicatif mais non exclusif de réalisation et
d'application industrielles selon l'invention, la fermeture active selon la
Figure 3
est formatée en couvercle plat en plastique, aux dimensions adaptées soit à
des
barquettes (6), de conditionnement de viandes de boucherie et charcuterie
(filets,
escalopes, steacks, brochettes, saucisses,...) soit à des boites (6) de
répartition
de légumes frais (salades, cornichons, plantes aromatiques, tisanes,...). Par
exemple le couvercle selon la Figure 3 comporte un corps (1) et une tête (2)
synthétiques rectangulaires (20cm x 15cm), de 2cm. de hauteur, et il reçoit,
par
collage sur le fond intérieur, une pièce cylindrique multicouches (3), de 5 cm
de
diamètre et de 0,5 cm d'épaisseur, définissant un volume (4) limité dans sa
partie
inférieure par une membrane (5). La pièce (3) comprend trois strates
superposées :
- le feuillet supérieur (3) en polyéthylène à structure alvéolaire et
spongieuse qui reçoit, en mélange ou non, 3 ml d'une solution d'acides
organiques conservateurs (acide acétique (E260), acide lactique (E270), acide
propionique (E280)), et de sels stabilisants tels que les orthophosphates de
sodium (E339), de potassium (E340),ou de calcium (E341) ;
- l'espace (4), délimité par les feuillets (3) et (5) et qui reçoit un mélange
pulvérulent composé de 50 mg de citrate de calcium (E 333) et de 10 mg de
colorants de type chlorophylles (E 140) ;
- le feuillet inférieur (5), constitué d'une membrane en polyamide, poreuse
et perméable à l'eau et aux gaz.
Selon la nature des denrées conditionnées, le feuillet (3) et l'espace (4)
peuvent aussi contenir et diffuser certains additifs et ingrédients
complémentaires tels que des gélifiants (E401, E415, E450a, E516), des
colorants (E120), des conservateurs (E202, E325).
Après bouchage du récipient (6), les vapeurs d'eau issues des denrées
réparties en (6) imprègnent et traversent la couche (5) jusqu'au réservoir (4)
et
au feuillet (3) où elles solubilisent puis entraînent par capillarité la
migration et la
diffusion des principes actifs en (3) et (4) vers les viandes ou les légumes
contenus en (6).
Suivant un quatrième exemple indicatif mais non exclusif de réalisation et
d'application industrielles selon l'invention, le bouchon selon la Figure 3
est
formaté en bonde plastique pour des bidons destinés à stocker 20 litres de jus
de
fruits bruts ou concentrés. La bonde, de forme cylindrique, (10 cm de diamètre
CA 02595963 2007-07-26
WO 2006/079708 13 PCT/FR2006/000146
sur 5 cm d'épaisseur) comprend une tête (2) prolongée par un corps (1) qui
présente sur sa partie inférieure un évidemment (3) de 20 cc de volume faisant
fonction de cuve (4). Celle-ci reçoit une charge de 10 ml de glucose en
solution à
% et elle est fermée par une membrane (5) en nylon perméable à l'eau et aux
gaz, de marque PALL-Type Immunodyne ABC, activée et porteuse de glucose-
oxydase (E.C.N 1.1.3.4.). La fixation des molécules d'enzymes sur la membrane
(5) s'effectue par immersion de celle-ci, pendant 1 heure, dans un bac
contenant
500 ml d'une solution tamponnée à 2 g /litre, pour 1 mètre carré de membrane.
Le contact entre la solution enzymatique et la membrane (5) pendant 120
minutes à température ambiante permet la fixation stabilisée des protéines sur
la
membrane et la création d'une couche d'enzymes sur la surface membranaire
(80 g de protéines par centimètre carré). La répartition de liquides
alimentaires
dans un récipient fermé par le couvercle selon la figure 3, est suivie d'une
émission de vapeurs d'eau qui viennent au contact de la membrane (5), où elles
entraînent une activation des enzymes qui hydrolysent le glucose présent en
(4)
en produisant de l'acide gluconique et du peroxyde d'hydrogène. Cette
production est fonction de la concentration initiale de glucose et de la
température dans la bonde et en diffusant dans le liquide réparti, elle induit
une
activité anti-microbienne liée à l'eau oxygénée et une activité acidifiante
anti-
oxydante liée à l'acide gluconique. La caractéristique principale de ces
couvercles selon l'invention consiste en leur capacité intrinsèque à générer,
de
manière quantitative contrôlée, des métabolites actifs tels que des acides
organiques et de l'eau oxygénée à taux faibles et constants, qui induisent une
protection et une conservation prolongées des boissons réparties.
De façon générale et suivant l'activité visée, la membrane (5) des
bouchons, opercules et couvercles selon la Figure (3) peut être activée,
suivant
une méthode d'adsorption et/ou d'incarcération et/ou de fixation covalente,
par
des molécules d'enzymes pures ou associées, telles que des protéases
(trypsine, pepsine, papaïne, carboxypeptidases,...), et/ou des osidases
(amylases, cellulases, mannosidases, galactosidases, fructosidases,
glucosidases, ...) et/ou des estèrases (pectine estèrase, polygalacturonase),
et/ou des lipases (triglycèrides estèrases,) et/ou des oxydo-réductases,
(peroxydases, glucose oxydase, catalase,...).
Suivant les modalités variables de réalisations et d'applications
industrielles
de l'invention, les bouchons, opercules et couvercles actifs selon la Figure 3
reçoivent et/ou produisent et diffusent, sous des volumes variables,
différents
composés, purs ou mélangés, tels que des anti-oxydants, des colorants et des
conservateurs sous formes solide, gazeuse et/ou liquide. Ces composés produits
ou libérés par l'emballage actif conduisent à une protection prolongée des
propriétés caractéristiques des denrées conditionnées.
4.) Bouchons et couvercles à fonction technologique selon la Figure 4
CA 02595963 2007-07-26
WO 2006/079708 14 PCT/FR2006/000146
Les bouchons et couvercles à fonction technologique selon la Figure 4 sont
des matériels de conditionnement caractérisés par une ou plusieurs activités
techniques qui s'exercent au cours d'une ou de plusieurs étapes du procédé de
fabrication ou au cours du stockage et qui participent à l'obtention des
caractéristiques finales de la denrée. La réalisation dé bouchons et de
couvercles selon la Figure 4, fait appel à divers matériaux, associés ou non,
tels
que des matières plastiques (polyéthylène, polypropylène..), et/ou tels que
des
composés métalliques (fer, aluminium, laiton, étain...). Les modèles de
bouchons ou de couvercles selon la Figure 4 comportent trois éléments
constitutifs complémentaires :
- un corps tubulaire creux (1), en matières plastiques ou en métal, ouvert et
prolongé dans sa partie supérieure par un rebord circulaire d'appui sur le
goulot
du récipient (7). Le corps tubulaire (1) comporte, dans sa partie inférieure,
une
paroi (2) multi-ajourée et poreuse, revêtue sur sa surface intérieure d'une
membrane (3) synthétique (esters de cellulose ou nylon ou polyéthylène,) et
microporeuse (seuil de coupure < 0,2 p), qui est perméable à l'eau, aux gaz
(oxygène, dioxyde de carbone,...) et aux molécules de faibles poids
moléculaires
(P.M.< 100 000 D. tels que sels, sucres simples, alcool et métabolites,...)
mais
qui est imperméable aux cellules procaryotes et eucaryotes (bactéries,
levures,
fungi et moisissures,...), de poids moléculaires élevés (P.M.>1 000 000 D.).
La
paroi (2) et la membrane (3) qui la recouvre, forment et limitent une cavité
réservoir (4) ;
- une tête amovible (5), en matières plastiques, qui se fixe et obture
l'orifice
supérieur du corps (1) ;
- une capsule métallique crantée (6), qui recouvre la tête (5) en la fixant de
façon hermétique sur le récipient (7).
Selon un premier exemple indicatif mais non exclusif d'application et de
réalisation industrielles de l'invention, le modèle de bouchon selon la Figure
4,
reçoit dans son réservoir (4), un aliquot de 4mg de levures vivantes du genre
Saccharomyces cerevisiae au nombre total de 20 000 000 C.F.U., à l'état
lyophilisé et enrobé dans 4 g de glucose. Le corps (1) ainsi fabriqué est
fermé
par la tête (5) et il est conservé au froid, à + 40 C, jusqu'à son utilisation
technique. Les caractéristiques de ce bouchon technique selon l'invention sont
mises en application pour la prise de mousse qui intervient lors du procédé de
fabrication de vins pétillants et de champagnes. A cette fin, le bouchon fermé
(1+5) est posé sur une bouteille remplie de vin sur laquelle il est fixé par
clipsage
de la capsule (6). L'eau et les composants du vin viennent au contact des
ouvertures (2) de la paroi (1) puis ils traversent par capillarité les pores
de la
membrane (3) et viennent au contact des levures incarcérées en (4). II s'en
suit
une activation du métabolisme des levures qui engagent, à partir des sucres
présents dans le milieu, une fermentation alcoolique en produisant notamment
de l'alcool éthylique et du gaz carbonique (E290). Les micropores de la
membrane hydrophile et perméable (3) permettent les passages trans-
CA 02595963 2007-07-26
WO 2006/079708 15 PCT/FR2006/000146
membranaires bilatéraux d'une part des molécules d'eau, de sels et de sucres
contenus dans le liquide alimentaire vers les levures incarcérées dans le
réservoir et d'autre part des métabolites fermentaires issus des levures (gaz
carbonique, alcool éthylique) vers le liquide alimentaire contenu dans le
récipient
(7). Le processus fermentaire se poursuit jusqu'à épuisement des sucres
contenus et la boisson finale obtenue se trouve alors enrichie en alcool
éthylique
et en gaz carbonique effervescent.
Le dispositif de la Figure 4 selon l'invention permet d'obtenir une
fermentation et une prise de mousse contrôlée des jus de fruits et des vins
destinés à la production de boissons effervescentes : vins pétillants, cidres
et
champagnes. A la fin de la fermentation, les manipulations de dégorgement et
d'élimination des populations de levures emprisonnées dans le bouchon sont
grandement facilitées par l'extraction du bouchon technique selon la Figure 4.
Le
bouchage définitif de la boisson pétillante est aussitôt réalisé de façon
avantageuse grâce aux bouchons selon les Figures 2 ou 3. L'usage du bouchon
bioactif permet ainsi un allègement conséquent des différentes manipulations
de
bouteilles et il autorise un gain substantiel de temps ainsi qu'une forte
réduction
des coûts de manipulation induits lors des opérations de remuage et de
dégorgement.
Un deuxième mode préférentiel mais non exclusif de réalisation et
d'application industrielles du modèle selon la Figure 4, consiste en la
fabrication
d'une bonde en matières plastiques qui est destinée, selon son format et ses
dimensions, à la fermeture de bouteilles, de barriques et de tonneaux recevant
du vin nouveau. A titre d'exemple, lors de la fabrication d'une bonde destinée
à
des barriques de vin de 200 I, le réservoir (4) selon la Figure 4 reçoit dix
millilitres
d'une composition formée d'un mélange de levures du genre
Schizosaccharomyces pombe à 10x7 cellules / ml et de bactéries lactiques des
genres Leuconostoc oenos et Lactobacillus plantarum à 10x7 cellules / ml en
suspension dans du jus de raisin dilué à 5 % et à pH de 4,5. Le contact du
bouchon avec le vin nouveau conditionné active les bactéries contenues dans le
réservoir (4) et conduit, grâce aux échanges trans-membranaires, à une
fermentation malo-lactique du vin conditionné.
Ce dispositif selon l'invention, permet de mettre à profit le conditionnement
et le stockage du vin nouveau pour en activer la fermentation malo-lactique et
pour en provoquer sa désacidification contrôlée. Le dispositif selon
l'invention
peut être formaté à des dimensions supérieures et être activé, par exemple,
par
une charge de 40 ml d'une suspension de levures et de bactéries lactiques à
10x7 cellules / mi dans du jus de raisin dilué à 5 % et à pH. 4,5. Cet exemple
de
dispositif constitue une bonde à fermentation malo-lactique pour un tonneau
stockant 900 litres de vin rouge en élevage. D'une manière plus générale, le
modèle de bouchon selon la Figure 4 objet de l'invention présente les
caractéristiques d'un bio-réacteur de fermentation qui permet le traitement de
liquides tels que des jus de fruits (jus de raisin, de poire, de pêche, de
pomme,
CA 02595963 2007-07-26
WO 2006/079708 16 PCT/FR2006/000146
d'orange, de citron, d'ananas, de pamplemousse, de tomate, de cassis, de
groseille, etc ...), des vins, des moûts dé brasserie, des laits, des
lactosérums et
des milieux de culture cellulaire dont on recherche la métabolisation en vue
d'obtenir soit des boissons finales alcoolisées et/ou effervescentes, (vins et
jus
de fruits pétillants, champagnes, bières...), soit des laits fermentés (kéfir,
yaourt,...), soit de la biomasse microbienne (bactéries lactiques et
propioniques,
levures et fungi...). Ces fermetures d'emballages actifs suivant la Figure 4,
fabriqués selon des formats et des dimensions variables et dotés d'activités
spécifiques constituent de nouveaux outils industriels utilisables comme
bouchons de bouteilles, comme bondes de barriques, de tonneaux, de bidons et
de bonbonnes, et comme couvercles de citernes et de cuves.
5.) Bouchons et couvercles à fonctions multiples selon la Figure 5
Les bouchons et couvercles à fonctions multiples selon la Figure 5 sont
caractérisés par le fait qu'ils associent les dispositifs décrits
respectivement dans
les Figures 3 et 4 pour former un nouveau dispositif qui constitue un modèle
original de bouchon et/ou de couvercle à deux compartiments contigus, séparés
par des membranes à perméabilités sélectives. Les bouchons et couvercles
selon la Figure 5 sont constitués de différents matériaux associés ou non,
tels
que des matières plastiques de synthèse (polyéthylène, polypropylène...), des
composés métalliques (fer, laiton, et de couvercle selon la figure 5
comportent
trois parties complémentaires :
- un premier corps tubulaire creux (1), en matières plastiques à haute
densité ou en métal, terminé dans sa partie supérieure par un rebord
circulaire
d'appui (2) sur le goulot du récipient (11). Le corps (1) est fermé dans sa
partie
inférieure par une membrane microporeuse (3) au seuil de coupure inférieur à
0,2 micron et perméable à l'eau, aux gaz (oxygène, azote, dioxyde de
carbone,...) et aux molécules de poids moléculaires inférieurs à 100 000
daltons
(sels, sucres simples, alcools et métabolites intermédiaires, radicaux
chimiques,)
mais imperméable aux cellules microbiennes telles que les bactéries, les
levures,
et les moisissures. Le corps (1) et la membrâne (3) délimitent une cavité (4)
qui
fait fonction de réservoir.
- un deuxième corps cylindrique creux (7) présentant un filetage terminal
supérieur (8) qui permet le vissage du corps (7) sur le fonds intérieur de la
tête
(5), elle-même étant pourvue d'un filetage interne de vissage (6) sur le
goulot
(11). La cavité interne (10) du corps (7) est limitée dans sa partie
inférieure, par
une membrane synthétique microporeuse (9) au seuil de coupure inférieur à 0,2
p, et perméable à l'eau, aux gaz (oxygène, azote, gaz carbonique,...) et aux
molécules de poids moléculaires inférieurs à 10 000 daltons (sels, sucres
simples, alcool et métabolites intermédiaires, radicaux oxygénés).
L'assemblage
final des corps fermés (1) et (7) compose un nouveau bouchon présentant deux
compartiments internes (4) et (10), dont les contenus respectifs sont séparés
de
l'aliment réparti par deux membranes (3) et (9) aux porosités définies.
CA 02595963 2007-07-26
WO 2006/079708 17 PCT/FR2006/000146
Selon un premier exemple indicatif mais non exclusif de réalisation de
l'invention d'après la Figure 5, une bonde en polyéthylène haute densité est
formatée aux dimensions d'un cylindre de 5 cm de diamètre sur 10 cm de haut,
destiné à des bonbonnes de 20 litres recevant des eaux de boisson. La bonde
active selon l'invention se caractérise par une fonction antiseptique qui
s'exerce
tout au long des étapes de conditionnement et de stockage en participant ainsi
à
la protection sanitaire et à la sécurité alimentaire prolongée du produit
contenu.
La fabrication de la bonde selon la Figure (5) comporte les étapes suivantes :
- le réservoir (4) reçoit 5 ml d'une solution de thiocyanate de sodium à 5%;
- le réservoir (10) reçoit 10 ml d'une solution stérile de glucose à 5% ;
- la membrane (9) est activée par fixation de glucose-oxydase (E.C.N
1.1.3.4.) ;
- la membrane (3) est activée par fixation de lacto-péroxydase (E.C.
N 1.11.1.7.).
A titre indicatif et non limitatif, les solutions d'enzymes utilisées pour les
fixations covalentes sont préparées en tampon citrate-phosphate 50mM.à pH 7,5
comme suit :
-solution à 1 mg / ml de glucose-oxydase fongique (E.C. n 1.1.3.4.) à 40
U.I. / mg - grade Il de SIGMA- (St Louis - Etats Unis) : la glucose-oxydase,
en
présence d'oxygène, hydrolyse le glucose en D.glucono-lactone (E575), et en
eau oxygénée ;
-solution à 0,5mg de lacto-peroxydase bovine (E.C. N 1.11.1.7.) à 40 U.I. /
mg - grade Il de SIGMA- (St Louis- Etats Unis) : la lacto-peroxydase en
présence d'eau oxygénée (H202) catalyse l'oxydation du thiocyanate en
oxythiocyanate OSCN-. La fixation de chaque type d'enzymes s'effectue par
immersion, pendant 60 mn à température ambiante, de 1 mètre carré de
membrane en nylon, de marque PALL-Type Immunodyne ABC-, dans un bac
contenant 500 ml d'une des solutions tamponnées préparées ci-dessus. La
membrane est ensuite rincée par 3 fois avec 100 ml de tampon phosphate pH
7,5 puis saturée par immersion dans 100 ml d'une solution de caséine bovine à
2% en tampon phosphate pH 7,5 pendant 15 mn à température ambiante. Après
3 nouveaux rinçages par 100 ml de tampon phosphate, les membranes (3) et (9)
sont égouttées puis séchées à-20 C sous vide et stockées à + 4 C, en
atmosphère déshydratée, jusqu'à leur insertion définitive par fixation
mécanique
et collage sur les embouts inférieurs respectifs des corps (1) et (7) de la
bonde
selon la Figure (5). La bonde obtenue par l'assemblage final des corps (1) et
(7)
est stockée en chambre froide à 4 C jusqu'à sa fixation sur la bonbonne. Le
bouchage de la bonbonne et son stockage à température ambiante entraîne
l'activation des systèmes enzymatiques greffés sur les membranes (3) et (9).
En
présence du peroxyde d'hydrogène produit par la glucose-oxydase des deux
côtés de la membrane (9), une réaction d'oxydation de l'ion thiocyanate par la
lacto-peroxydase s'engage en (4) et se poursuit de part et d'autre de la
CA 02595963 2007-07-26
WO 2006/079708 18 PCT/FR2006/000146
membrane (3) avec production et diffusion de dérivés acides oxydés selon les
réactions suivantes :
OSCN- + H 202 ----------------------> 02 - SCN- + H20
Oxythiocyanate + peroxide Superoxythiocyanate
O2SCN- + H 202 ----------------------> 03 - SCN- + H20
Superoxythiocyanate Trioxythiocyanate
Les radicaux libres produits ainsi que les substrats oxydés diffusent au
travers de la membrane perméable (3) vers l'eau de boisson du récipient (11),
dans laquelle ils interagissent fortement sur les microbes éventuellement
présents. Le système lactoperoxydase (L.P.) présente des activités biocides et
biostatiques fortes vis à vis de différents micro-organismes tels que des
bactéries
(Listerias, staphylocoques, salmonelles, pseudomonas, mycoplasmes. .. ), des
protozoaires (Cryptosporidies), des virus (Bactériophages). L'activité
antimicrobienne des radicaux oxygénés libérés par le bouchon permet la
maîtrise
et/ou la réduction des contaminants microbiens présents dans l'aliment et
conduit à une qualité sanitaire prolongée des eaux conditionnées. Le système
naturel anti-microbien LP, intégré dans un dispositif d'emballage pour
produits
fragiles constitue une nouvelle application industrielle, objet de
l'invention. Les
propriétés caractéristiques du dispositif d'emballage selon la Figure (5)
autorise
une utilisation pratique et répétitive pour traiter, aseptiser et stabiliser,
de façon
prolongée, des aliments liquides tels que des laits et produits laitiers, des
eaux
minérales, des eaux de boissons aromatisées et des boissons diététiques de
divers régimes alimentaires à visées énergétique et/ou thérapeutique.
Les emballages et les fermetures d'emballages actifs selon les figures 1, 2,
3, 4 et 5 ont caractérisés par le fait que l'un au moins de leurs éléments
et/ou de
leurs constituants est structuré et formaté pour recevoir et/ou produire et/ou
diffuser des additifs alimentaires et des ingrédients technologiques. Ces
nouveaux modèles de capsules, de bouchons, d'opercules et de couvercles
bioactifs selon l'invention diffèrent des emballages actifs déjà existants par
leurs
formats et leurs formulations biologiques spécifiques, et par leurs activités
fonctionnelles. Ils présentent les avantages de l'utilité technique, de la
simplicité
d'emploi et de la rapidité de mise en oruvre grâce à leur adéquation avec les
machines de répartition actuelles. L'utilisation des emballages bioactifs
selon
l'invention conduit à un gain de productivité pour l'industriel, à un gain
commercial pour le distributeur, et à un gain de qualité pour le consommateur.
