Development of Cellulose Nanocrystal (CNC)udReinforced Bio polymeric Matrix forudMicroencapsulation of Bioactive Compounds

摘要

La nanotechnologie a connu une croissance rapide en recherche, avec des applications en sciencesudalimentaires, comme une technologie émergente. Les potentiels de la nanotechnologie sontudexplorés dans divers projets de recherche pour la sécurité alimentaire et le développementudd'aliments fonctionnels. La cellulose nanocristalline (CNC) est un nanomatériau cellulosique. Enudapplication dans les aliments, ce nanomatériau a été appliqué comme biopolymère alimentaire.udUne matrice alginate de base renforcée de CNC a été développée pour la microencapsulation deudcomposés bioactifs (probiotiques et les composés antimicrobiens). A un niveau de 5% en poids, laudconcentration en CNC a été optimisée dans une matrice d'alginate suite à l'amélioration de laudrésistance à la traction de 37% de films et la réduction de perméabilité à la vapeur d'eau de 31%udpar rapport à la matrice d'alginate. On a constaté qu’une concentration de 5% en poids dans uneudmatrice d'alginate CNC a également amélioré les propriétés thermiques et morphologiques. Ceudniveau optimisé de 5% en poids de CNC dans la matrice d'alginate a été utilisé pour laudmicroencapsulation de composés antimicrobiens tels que la nisine et d'huiles essentielles afinudd'améliorer la sécurité alimentaire des produits carnés prêts -à-manger (RTE) pendant le stockage,udsuite à une activité contre la bactérie Listeria monocytogenes. Il a été constaté que la nisineudmicroencapsulée (63μg/ml) dans de l'alginate-CNC permet d’améliorer son activité et disponibilitéud20 fois et a réduit la présence de L. monocytogenes par 3.04 log UFC / g par rapport à celle de laudnisine libre (63μg/ml) pendant 28 jours de stockage à 4° C. Cette étude a révélé une nouveauté,udsoit par le développement de films d'alginate-CNC pour la microencapsulation de la nisine quiudprésentait un effet de protection des produits carnés prêts à consommer. Après avoir constaté l'effetudantimicrobien de concentrations différentes de nisine micro-encapsulée et libre sur le systèmeudcarné RTE, la plus faible concentration de nisine (16μg/ml) active a été évaluée en combinaison avec l’origan ‘compactum’ ou la cinnamome ‘cassia’ (250 μg / ml) pour vérifier l'effet synergiqueudde l’irradiation γ ou la pasteurisation à froid.udLa popularité dans le monde des produits contenant des probiotiques a augmenté énormément dontudcertains qui sont très reconnus comme nutraceutiques. Mais ces produits montrent une viabilitéudtrès inférieure du probiotique pendant le stockage et en état gastrique. Notre matrice d'alginate-udCNC développée a été utilisée pour la microencapsulation de probiotiques (Lactobacillusudrhamnosus ATCC 9595) pour améliorer sa stabilité au cours du stockage. La concentration deudCNC a été une fois de plus optimisée avec une matrice d'alginate en vérifiant la viabilité pendantudla lyophilisation. Les résultats ont montré que 13 % en poids de CNC dans des microbillesudd'alginate a seulement réduit la viabilité de L. rhamnosus par 0.01 log alors que le log de la viabilitéuddes microbilles d’alginate a été réduit de 0.95 log après le séchage libre. On a également constatéudque 13 % en poids de CNC en combinaison avec des microbilles d'alginate -lécithine a montré uneudplus grande amélioration de la viabilité au cours du stockage. Les résultats ont démontré que cetteudformulation a augmenté de 61 % la viabilité des probiotiques après 42 jours de stockage à 25˚ Cudpar rapport à des contrôles de microbilles d'alginate. Cette formulation de microbilles d'alginate-udCNC-lécithine a amélioré la viabilité de L. rhamnosus de 52 % au cours de la transition complèteudà travers le passage gastrique par rapport à microbilles d'alginate. Il y a eu aussi une nouvelleudformulation de revêtements développée à l'aide d'alginate, de pectine et de CNC, afin d'améliorerudla stabilité de L. rhamnosus à 25˚ C en utilisant un modèle de type ‘composite central’. Cetteudformulation de revêtement a montré une bonne stabilité de L. rhamnosus à la température ambianteudjusqu'à six mois de stockage. L'interaction observée entre les formulations de revêtement d'alginateudpectine-CNC a également présenté une viabilité de 84% après le passage gastrique.En résumé, cette thèse a été entreprise pour développer des systèmes de microbilles biopolymèresudcomestibles pour l'application dans le domaine de l’alimentation et à des fins nutraceutiques.udL'utilisation de CNC a créé une voie innovante pour l'industrie alimentaire et nutraceutique