Les bananes sont l’un des fruits les plus populaires et les plus consommés au monde. Ils constituent également la quatrième culture la plus cultivée au monde, derrière le riz, le blé et le maïs. Qu'est-ce que ce fruit tropical pourrait avoir à voir avec la lutte contre la crise actuelle des déchets plastiques ?
Beaucoup, potentiellement, selon Srinivas Janaswamy, professeur agrégé de chimie alimentaire au Département des sciences laitières et alimentaires de l'Université d'État du Dakota du Sud. Son étude, intitulée "Films d'emballage biodégradables à partir de fibres de peau de banane", a été publiée dans la revue Sustainable Chemistry and Pharmacy. .
"Beaucoup d'entre nous consomment au moins une banane par jour", a déclaré Janaswamy. "Après avoir dégusté ce délicieux fruit, nous jetons la peau. Et si nous pouvions trouver une utilisation à la peau qui aide à éliminer les déchets plastiques ?"
Au cours des dernières années, Janaswamy a étudié comment différents sous-produits agricoles, comme les pelures de banane et d'avocat, peuvent être utilisés pour créer des films biodégradables, des matériaux d'emballage de type plastique qui se décomposeront dans l'environnement. L'un des plus grands défis du plastique à base de pétrole (le type de plastique le plus courant) est son absence de décomposition.
Par exemple, les emballages en plastique, comme les sacs en plastique, mettent jusqu’à 20 ans à se décomposer. Très peu de plastique étant recyclé, la plupart finissent dans les décharges ou sont jetés dans l’environnement, ce qui entraîne de graves conséquences sur la santé et l’environnement. Trouver une alternative semblable au plastique qui se décomposerait relativement rapidement contribuerait grandement à lutter contre la crise actuelle des déchets plastiques.
"Dans l'ensemble, le manque de biodégradabilité des plastiques et ses effets sur la santé humaine et l'environnement justifient des mesures correctives avec une alternative viable", a déclaré Janaswamy. "Les peaux de banane s'imposent comme un matériau prometteur et peu coûteux."
Parce que les bananes sont l’un des fruits les plus cultivés au monde, elles créent une énorme quantité de sous-produits. Dans le monde entier, les plantations de bananes produisent environ 220 tonnes de résidus par 2,5 acres. Les résidus de banane sont constitués principalement de matières lignocellulosiques, l'ingrédient clé pour créer des films biodégradables.
"Les résidus lignocellulosiques issus des biodéchets se présentent comme une alternative viable pour fabriquer des bioplastiques en raison de leur structure robuste, de leur biodégradabilité, de leur faible densité et de leur non-toxicité", a noté Janaswamy.
Les résidus de banane (la peau) restent presque toujours inutilisés, ce qui en fait un sous-produit presque parfait à utiliser pour ce travail.
"Chaque année, près de 36 millions de tonnes de peaux de bananes sont produites, dont la plupart sont éliminées comme déchets", a déclaré Janaswamy. "L'industrie agroalimentaire jette une énorme quantité de peaux de banane dans les décharges lors de la fabrication de chips, de farine, de jus, de confiture, d'aliments pour bébés et d'autres produits à base de bananes. Trouver une utilisation plus pratique des peaux de banane est important pour apporter des avantages financiers au secteur agricole. l'industrie et prévenir la pollution de l'environnement. "
De plus, la production de bananes a augmenté de 10 % entre 2010 et 2020 et devrait continuer de croître au cours de la prochaine décennie. Le besoin en matériaux d'emballage en plastique devrait également augmenter à mesure que la demande d'aliments emballés et transformés augmente.
En bref, un matériau d’emballage de type plastique respectueux de l’environnement est désespérément nécessaire. Dans une nouvelle étude, Janaswamy et Mominul Hoque, assistant de recherche diplômé au SDSU, ont démontré comment les peaux de banane peuvent être utilisées pour créer des films biodégradables, quelque chose qui pourrait un jour remplacer le plastique pétrolier comme matériau d'emballage alimentaire dominant.
L’équipe de recherche a d’abord transformé les pelures utilisées en son à l’aide d’un mélangeur. Ensuite, comme Janaswamy et son équipe l’avaient fait auparavant avec des pelures d’avocat, du marc de café et du panic raide, ils ont extrait la matière lignocellulosique à l’aide d’un processus de traitement chimique. Les fibres extraites ont ensuite subi un blanchiment, une distillation et un traitement avant d'être préparées en film. Après séchage, les propriétés du film ont été testées.
"Les films sont solides et transparents et, plus important encore, ils se biodégradent en 30 jours à une teneur en humidité du sol de 21 %", a déclaré Janaswamy. "Cette découverte ouvre de nouvelles possibilités pour les peaux de banane et d'autres sous-produits de la transformation des fruits dans la conception et le développement d'emballages biodégradables remplaçant le plastique."
La transparence est l'une des propriétés essentielles des films, car les consommateurs préfèrent les emballages transparents pour juger de la fraîcheur d'un aliment. Les films préparés dans cette étude étaient plus transparents que les films précédents fabriqués à partir de différents sous-produits.
Les valeurs associées à la résistance à la traction et à l'allongement peuvent être utilisées pour prédire si un film peut conserver son intégrité en tant que matériau d'emballage alimentaire. Comme le note Janaswamy, les valeurs associées aux films de peau de banane sont plus élevées que celles des sacs d'épicerie commerciaux.
"Les films de fibres de peau de banane affichent une résistance à la traction de plus de 30 MPa, ce qui serait certainement intéressant pour les sacs en sac et les applications d'emballage associées", a expliqué Janaswamy.
Dans l'ensemble, les propriétés montrent que les peaux de banane pourraient être un matériau viable utilisé pour fabriquer des films biodégradables.
"Notre recherche impliquant des produits chimiques verts et recyclables constitue une voie économique et durable prometteuse pour produire des films biodégradables pour remplacer les plastiques pétrochimiques et constitue donc une contribution intéressante à la bioéconomie circulaire", a ajouté Janaswamy.
Des recherches plus approfondies viseront à améliorer la flexibilité du film et à étudier l'évolutivité et la commercialisation de ce processus de préparation.
Plus d'informations : Mominul Hoque et al, Films d'emballage biodégradables à partir de fibres de peau de banane, Chimie et pharmacie durables (2023). DOI :10.1016/j.scp.2023.101400
Fourni par l'Université d'État du Dakota du Sud
