Projet H2020 NanoPack : Ligne pilote de production de nanocomposites polymères fonctionnels à partir de nanotubes d'halloysite naturels : démonstration de la libération contrôlée d'antimicrobiens actifs dans les applications d'emballage alimentaire.

Les activités comprenaient des travaux préparatoires, quatre projets pilotes et des activités visant à accroître l’impact du projet. Les travaux préparatoires comprenaient la fonctionnalisation des surfaces internes et externes des HNT afin de maximiser le chargement et la libération contrôlée des charges utiles antimicrobiennes. De plus, l’activité antimicrobienne de 12 huiles essentielles et de leurs combinaisons contre les micro-organismes alimentaires pertinents a été testée. Plus précisément, une combinaison de carvacrol, de thymol et de cinnamaldéhyde a montré une activité antimicrobienne très prometteuse et synergique contre E. coli, Listeria innocua et Penicillium commune (représentant respectivement les bactéries Gram-positives, les bactéries Gram-négatives et les moisissures) et différentes concentrations ont été testées dans des projets pilotes pour obtenir la plus grande efficacité antimicrobienne à de faibles concentrations. La mise à l'échelle réussie du processus de chargement a été réalisée sur 3 types de HNT : vierges (non traités) et 2 types de HNT fonctionnalisés : gravés et silanisés. Le processus de chargement confère aux EO une stabilité thermique améliorée d'au moins 30°C, permettant leur mélange à l'état fondu avec des polymères à des températures de fabrication élevées. La fusion de trois types de HNT chargés du Pilot I avec différents polymères a été réalisée avec succès. Les mélanges maîtres du pilote II ont été caractérisés pour évaluer la transformabilité et l'activité antimicrobienne. Le traitement de divers composés dans le cadre du projet Pilot III a été réalisé en utilisant les installations existantes dans les usines pilotes industrielles. De plus, des films ont été produits dans des installations industrielles de grande et de petite taille, CFlex et Tommen, respectivement, démontrant la transférabilité de la technologie aux grandes et petites usines de production.

Différentes configurations de films actifs NanoPack (différents nombres de couches et différentes teneurs en huiles essentielles) ont été testées dans différents systèmes alimentaires, notamment les produits laitiers, les produits de boulangerie, la viande, le poisson et les produits frais (cerises). Une évaluation de la sécurité a été réalisée pour l’utilisation du HNT, à la fois pour le personnel travaillant dans la fabrication des produits et pour les consommateurs qui consomment des aliments emballés avec NanoPack. Des études de sécurité et de toxicité chez la souris ont révélé que les HNT ne provoquent pas de cytotoxicité ; Cependant, les HNT enregistrés (e-HNTS) étaient associés à une inflammation pulmonaire. Travailler avec des HNT lors d'une application à grande échelle de HNT vierges et gravés est possible si les précautions recommandées sont prises. Des études écotoxicologiques ont étudié les effets des HNT vierges et des e-HNT dans l’environnement aquatique. Les tests avec D. magna n'ont montré aucune inhibition de la reproduction dans les HNT vierges, mais les e-HNT ont prolongé la période jusqu'à la première progéniture et ont réduit le nombre de descendants vivants. Les résultats ont incité à la décision de procéder uniquement avec des HNT vierges. Des études de migration ont mesuré le mouvement des HNT et des huiles essentielles des films vers les aliments. Il a été conclu que les HNT ne migrent pas hors du film. Les dossiers pour les HNT et les trois huiles essentielles puissantes (HE) ont été préparés pour être soumis à l'EFSA. Cette décision a été prise après avoir déterminé comment un emballage actif devrait obtenir l’approbation pour le contact alimentaire dans l’UE. Des études d’analyse du cycle de vie (ACV) ont été menées en continu, notamment l’analyse environnementale du cycle de vie (AEL), l’évaluation du coût du cycle de vie (ACV) et l’analyse sociale du cycle de vie (ACV).

Les résultats ont montré que les HNT ne contribuent pas de manière significative aux impacts environnementaux mondiaux potentiels. L'ACV a montré que le coût final au m² du film plastique est en ligne avec le coût moyen d'un film multicouche du marché (entre 3 et 5 €/kg). Les ACV ont montré que les risques les plus importants ont été identifiés dans la phase d’extraction des ressources, où sont impliqués davantage de pays en développement. La gestion de l’innovation s’est poursuivie tout au long du projet et des études de faisabilité commerciale ont été réalisées. Des études d’acceptation des consommateurs et des détaillants ont été menées à l’échelle mondiale en Europe et en Chine, qui ont montré des résultats prometteurs en termes d’acceptation de la technologie NanoPack par les consommateurs et les détaillants. Les possibilités d’exploitation au-delà du projet ont été explorées parmi les partenaires industriels, et certains partenaires de recherche ont exprimé leur intérêt à collaborer. Les résultats ont été communiqués à un large éventail de parties prenantes clés par le biais de divers outils et canaux ciblés, notamment un site Web, des brochures, des roll-ups, des articles dans des médias spécialisés, des bulletins d’information, des engagements médiatiques, des webinaires, des articles scientifiques, des vidéos, des médias sociaux et une présence à des événements.

Sept publications scientifiques ont été produites et deux autres sont en préparation sur la base des travaux de NanoPack. Des ateliers de formation sur l'utilisation des HNT comme supports pour les huiles essentielles antimicrobiennes dans les emballages alimentaires ont été organisés, et l'événement final a été organisé en association avec l'événement international sur l'emballage de l'AIPIA, où le projet a été largement présenté. Les membres du consortium ont participé en tant qu’orateurs, ont dirigé des sessions et ont tenu un stand.