Formulation and characterization of biopolymers-based films for food packaging

Abstract

Abstract: This thesis aims the development of environmentally friendly alternatives to synthetic plastic packaging by investigating the potential of biodegradable films formulated from natural biopolymers. The environmental risks posed by petroleum-based polymers have driven research into renewable, non-toxic materials, particularly polysaccharides such as carboxymethyl cellulose (CMC) and sodium alginate. These polymers are well-known for their ability to form transparent, flexible films with suitable mechanical strength and barrier properties. Each offer distinct advantages in terms of functionality, biodegradability, and safety. Furthermore, these biopolymers serve as effective carriers for bioactive compounds such as natural antioxidants. Their incorporation into films supports the development of active food packaging systems capable of extending shelf life and reducing food spoilage. Key-words: Food packaging, biopolymers, sodium alginate, carboxymethyl cellulose, pomegranate extract, characterization. Résumé: Ce mémoire vise le développement d'alternatives respectueuses de l'environnement aux emballages en plastique synthétique en étudiant le potentiel des films biodégradables formulés à partir de biopolymères naturels. Les risques environnementaux posés par les polymères à base de pétrole ont stimulé la recherche de matériaux renouvelables et non toxiques, en particulier les polysaccharides tels que la carboxyméthyl cellulose (CMC) et l'alginate de sodium. Ces polymères sont bien connus pour leur capacité à former des films transparents et flexibles présentant une résistance mécanique et des propriétés de barrière adéquates. Chacun d'entre eux offre des avantages distincts en termes de fonctionnalité, de biodégradabilité et de sécurité. En outre, ces biopolymères constituent des supports efficaces pour les composés bioactifs tels que les antioxydants naturels. Leur incorporation dans les films favorise le développement de systèmes d'emballage alimentaire actifs capables de prolonger la durée de conservation et de réduire la détérioration des aliments. Mots clés: Emballages alimentaires, biopolymères, alginate de sodium, carboxyméthyl cellulose, extrait de grenade, caractérisation. الملخص : تهدف هذه األطروحة إلى تطوير بدائل صديقة للبيئة للعبوات البالستيكية االصطناعية من خالل دراسة إمكانات األغشية القابلة للتحلل الحيوي المصنوعة من البوليمرات الحيوية الطبيعية.. وقد دفعت المخاطر البيئية التي تشكلها البوليمرات المعتمدة على البترول إلى إجراء أبحاث حول المواد المتجددة غير السامة، وخاصة السكريات مثل كربوكسي ميثيل السليلوز وألجينات الصوديوم. تشتهر هذه البوليمرات بقدرتها على تشكيل أغشية شفافة ومرنة ذات قوة ميكانيكية مناسبة وخصائص حاجزة. و توفر كل منها مزايا متميزة من حيث الوظيفة وقابلية التحلل الحيوي والسالمة. عالوة على ذلك، تعمل هذه البوليمرات الحيوية كناقالت فعالة للمركبات النشطة بيولوجيًا مثل مضادات األكسدة الطبيعية. ويدعم دمجها في األغشية تطوير أنظمة تغليف أغذية نشطة قادرة على إطالة العمر االفتراضي وتقليل تلف األغذية. المفتاحية الكلمات : تغليف المواد الغذائية، البوليمرات الحيوية، ألجينات الصوديوم، كربوكسي ميثيل السليلوز، مستخلص الرمان، التوصيف.