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Projet EMABOIS : une étude scientifique de référence démontre l'aptitude chimique et microbiologique du matériau bois au contact alimentaire

22.06.2015 14:20
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3 années de recherche, plus de 11600 tests effectués en microbiologie, plus de 7600 tests effectués en chimie, qui ont mobilisé l'ensemble de la filière emballage bois, 5 organismes scientifiques de réputation internationale, 28 scientifiques associés à 2 doctorantes, ont été nécessaires pour mener à bien la première étude complète relative à l'aptitude du matériau bois au contact alimentaire.

En France, le pôle emballage bois est un gros utilisateur des bois produits en France, avec près de 30% des sciages français. Son Chiffre d’Affaires est de 1.1 M€. Il compte 625 entreprises pour 18 000 emplois. Il regroupe trois secteurs :
- Les palettes : 450 entreprises, 450 millions € palettes neuves, 1,950 000 m3 de bois;
- Les emballages industriels : 130 entreprises, 350 millions d’€ EI en bois;
- Les emballages légers en bois : 45 entreprises, 300 millions d’€ E.L.B
(Source SIEL, SEILA et I+C)

Le consortium EMABOIS

Consortium EMABOISLe Pôle emballage Bois, représenté par le Syndicat National des Industries de l’Emballage léger en Bois (S.I.E.L), initiateur du premier consortium scientifique français EMABOIS, a engagé un programme de recherche pour répondre aux demandes de ses adhérents et des autorités sanitaires françaises sur la confirmation de l’aptitude du matériau Bois au contact alimentaire.

Dans un contexte de réglementation plus exigeante concernant les matériaux d’emballages en contact direct avec les aliments, ces travaux répondent aux attentes de la DGCCRF (Direction Générale de la Consommation, de la Concurrence et de la Répression des Fraudes, l’ANSES (Agence Nationale de Sécurité Sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail) et la DGAL (Direction Générale de l’Alimentation) quant à l’actualisation de la fiche DGCCRF n°2012-93 relative à l’aptitude du matériau Bois au contact alimentaire (Anonyme 2012). Agences et autorités sanitaires françaises s’appuient sur le règlement européen « RCE 1935-2004 » exigeant (article3) une meilleure connaissance des migrations chimique, microbiologique, organoleptique « contenants-contenus » pour les emballages destinés au contact alimentaire. Le bois fait parti des 17 matériaux listés par le règlement européen « RCE 1935-2004 » identifiés pour le contact alimentaire.

En France, le bois est autorisé au contact alimentaire par le biais de l’arrêté de Novembre 1945 qui décrit une liste positive d’essences aptes au contact alimentaire, mais également par la note d’information de la DGCCRF n°2012-93 « fiche matériau bois ».

C’est ainsi que fin 2009 EMABOIS a été créé suite à une démarche proactive du Pôle Emballages Bois. A l’heure actuelle, le Consortium compte 10 membres. Ce groupe forme le premier Consortium scientifique français dans le domaine de l’emballage Bois.

Il est, donc, composé des trois organisations professionnelles françaises formant le Pôle Emballages Bois :
- S.I.E.L : Syndicat National des Industries de l’Emballage Léger en Bois.
- SEILA : Syndicat de l’Emballage Industriel et de la Logistique Associée.
- SYPAL : Commission des fabricants de Palette de la Fédération Nationale du Bois

GROW, Group Recycling of wood de l’interprofession : France Bois Forêt et de 5 établissements de recherche et/ou de formation français :
- Actalia Produits Laitiers
- ESB : Ecole Supérieure du Bois
- ESIReims : Ecole Supérieure d’Ingénieurs en Emballage et Conditionnement
- FCBA : Institut Technologique Forêt Cellulose Bois construction Ameublement
- ONIRIS : École nationale vétérinaire, agroalimentaire et de l'alimentation, Nantes-Atlantique.

EMABOIS est synonyme de 2 types de partenariat : un premier dit « interne » où des organismes de recherche travaillent en étroite collaboration avec les industriels du Pôle Emballages Bois et un second dit « externe » où le consortium est en contact avec les autorités et agences françaises de contrôle et de réglementation de l’alimentation.

La thématique du Consortium est la maîtrise sanitaire et les bénéfices sensoriels de l’utilisation des emballages légers, palettes et caisses industrielles en Bois lors du stockage et de la conservation des produits alimentaires.

Les objectifs du Consortium EMABOIS sont, d’une part, communiquer par voie de presse professionnelle, grand public, à participer à des Groupes de Travail, à des colloques scientifiques ; d’autre part soutenir des études scientifiques permettant de développer des méthodes d’analyses destinées à quantifier les migrations chimiques, microbiologiques, et organoleptiques entre supports en bois et matrices alimentaires. Et ce, à des fins d’autocontrôles et d’expertise pour la filière emballage Bois. Ces études étaient consacrées aux 3 filières françaises importantes utilisatrices d’emballages en bois que sont la filière « Fruits et Légumes », la filière « Lait et Produits laitiers » et la filière des « produits de la mer ».

Le bois au contact alimentaire : volet chimie analytique

Le volet chimie analytique de l'étude Bois et contact alimentaire a été mené par les écoles d’ingénieurs Ecole Supérieure du Bois - ESB (Nantes) et l’Ecole Supérieure de l’Emballage - ESIReims (Reims). En chimie analytique, aucune donnée n'était disponible il y a trois ans.
Ce volet a donc rassemblé trois domaines de recherche :
- Les Outils d’analyses du bois en chimie analytique
- La Migration Globale
- La Migration Spécifique
Comme exposé auparavant, l’objectif premier du consortium étaient de doter la filière emballages en bois françaises de méthodes d’analyses permettant de quantifier, notamment, les migrations chimiques du bois vers l’aliment. C'est désormais chose faite.

Les résultats marquants de la Migration Globale du bois (peuplier et pin), extraits de plus de 4800 tests sont les suivants :
- Les molécules identifiées en Migration Globale sont inoffensives à la santé du consommateur. En effet, nous pouvons citer des exemples de migrants identifiés avec en grande majorité des sucres, des acides gras, des composés carboxyliques mais aussi des molécules telles que la glycérine, syringol, méthyl-pyruvate utilisées en médecine et dans l’industrie agroalimentaire.
Glycérine : améliore l’onctuosité des préparations pharmaceutiques
Syringol : responsables des arômes « fumés », phénol volatil
Méthyl-pyruvate : colorant utilisé en pharmacie et agrochimie
- Lors de contact « bois-aliment » à 4°C et 23°C, la température n’influence pas significativement la Migration Globale
- Le taux d’humidité du bois n’influence pas la Migration Globale.

Le résultat le plus marquant concernant la Migration Spécifique du peuplier et du pin est, après plus de 1500 tests réalisés :
- L'identification de 146 molécules reconnues par la base de données TTC (Threshold of Toxicological Concern), inoffensives pour le consommateur, car elles ne sont pas cancérogènes, ne sont ni des perturbateurs endocriniens, ni des molécules susceptibles de bioaccumulation, ni des nanomatériaux, ni des substances radioactives ni des substances pharmacologiquement actives.

Dans ce cadre d’étude, il n’y a pas d’argument à la non-utilisation du bois au contact alimentaire direct.

Le bois au contact alimentaire : volet microbiologie

Les instituts techniques ACTALIA (La Roche sur Foraon) et FCBA (Bordeaux) ainsi que l’école vétérinaire et agroalimentaire ONIRIS (Nantes) ont réalisé cette étude.
Les outils d’analyses microbiologiques des surfaces en bois, validés pour les éléments en bois, ont permis de mettre en évidence les faits marquants suivants :
- L'innocuité microbiologique du bois vis-à-vis des aliments en contact direct : après plus de 3800 tests, il en ressort que pour des planches en épicéa en sortie de fabrication, stockées ou prêtes à l’utilisation : aucun pathogène n’a été mis en évidence.
Ce résultat est, une nouvelle fois, en faveur de l’innocuité microbiologique du bois vis-à-vis des aliments en contact direct.
- La réduction drastique du nombre de microorganismes extraits du bois après 24 h de contact direct avec le peuplier, le pin et l’épicéa. Après 24 heures de contact avec le bois, la population microbienne est divisée par 20 voire 200 ! En effet, la réduction drastique de la population microbienne après 24h de contact avec la surface en bois
amène à différentes conclusions :
* La porosité du matériau bois serait un avantage quant à l’hygiène de cette surface puisqu’elle « piègerait » les microorganismes empêchant leur survie et leur multiplication.
* L’anatomie du bois entrainerait un dessèchement des microorganismes du fait de ses propriétés hygroscopiques couplées à l’absence d’apport en nutriments durant 24h .
- 99% des microorganismes ne migrent pas vers l’aliment, qu'il soit sec ou bien aqueux et gras. Ceci est la conséquence du phénomène de dessèchement subit par les microorganismes sur la surface en bois qui empêche la survie et la multiplication des microorganismes comme cela a déjà été démontré dans le cas de l’épicéa vis-à-vis de Listeria monocytogenes (Mariani, Oulahal et al. 2011) et pour le peuplier vis-à-vis de certaines bactéries (Revol-Junelles, Miguindou-Mabiala et al. 2005).
Points très intéressants également pour la filière emballages en bois, le taux d’humidité du bois et la nature de l’aliment n’influencent pas les migrations microbiologiques du bois vers les aliments.
- Quelle que soit l’essence de bois, le transfert des microorganismes du bois vers les aliments est inférieur à celui du verre et inférieur à celui du plastique comme indiqué sur ce graphe :

le transfert des microorganismes du bois vers les aliments est inférieur à celui du verre et inférieur à celui du plastique - Source EMABOIS, SIEL

Ainsi, on ne peut plus opposer au matériau bois son caractère non-hygiénique puisqu’il a le taux de transfert de microorganismes le plus faible.

Le bois au contact alimentaire : volet analyse sensorielle

La qualité d’un aliment dépend notamment de ses interactions avec l'emballage. En plus du non transfert de contaminants chimiques et microbiologiques à l’aliment, l'emballage ne doit pas endommager ses propriétés organoleptiques en transmettant des saveurs indésirables.
Les échanges de composés volatils entre bois et denrées alimentaires, comparé à d'autres emballages, ont été peu étudiés. Toutefois, le bois pourrait être une alternative intéressante à d'autres matériaux d’emballages dans des cas d’utilisations précises. Il a été démontré que conserver des vins dans des fûts en bois leur confère des propriétés aromatiques spécifiques. De plus, il a été démontré que des vins ainsi vieillis dans des cuves bois avaient des composés volatils différents de ceux vieillis en cuves inox (Chatonnet, Dubourdieu et al. (1992); González-Marco, Jiménez-Moreno et al. (2008).

L’objectif de cette étude était de comparer les odeurs entre des « aliments » modèles lors d’un contact avec le bois et le verre après 1 semaine en chambre froide (+4°C) (Arvisenet and Aviat 2015). Le peuplier et le pin maritime ont été choisis et étudiés à 2 taux d’humidité sec (20%) et humide (40%). Il doit être souligné que, dans cette étude, les bois ont été coupés transversalement pour favoriser la diffusion entre le bois et l’« aliment » modèle en contact. Ainsi, ces résultats ont été obtenus dans les conditions extrêmes de diffusion des composés volatils. En effet, les cagettes, pallox et planches sont habituellement coupées de manière radiale.

Il en ressort que des différences d’odeurs ont été perçues par un jury sensoriel pour les conditions de l’étude c'est-à-dire une semaine de contact à +4°C. En effet, les aliments modèles en contact avec le verre ont été distingués de ceux en contact avec le peuplier sec et humide et le pin humide. En revanche, le jury n’a pas pu distinguer les aliments modèles en contact avec du verre et ceux en contact avec du pin sec.
Donc, le taux d’humidité du bois influence la composition des composés volatils qui migrent et donc influence les propriétés sensorielles de l’aliment.
En conséquence, il serait possible d’adapter l’espèce de bois et le taux d’humidité au contact alimentaire direct recherché. Par exemple, un bois qui permet une diffusion des composés volatils peut être choisi pour influencer les caractéristiques organoleptiques de denrées alimentaires (cas des fromages français), ou bien un bois qui ne transmettra pas d'odeur à l’aliment peut être préféré.

Aini, le projet EMABOIS apporte une réponse aux agences et autorités sanitaires françaises et à la filière emballages en bois française en les dotant d’outils d’analyse fiables et performants adaptés au matériau bois comme exigé par les réglementations européenne et française.
- La robustesse de ces outils * s’évalue par le nombre de tests effectués :
. plus de 11600 tests effectués en microbiologie;
. plus de 7600 tests effectués en Chimie
* s’évalue par la validation rigoureuse de ces outils et la mise au point des outils d’analyse en conditions sévères de migrations chimique et microbiologique du bois vers l’aliment
- La praticité, la simplicité et la rapidité de mise en place de ces outils dans les laboratoires d’analyse des Matériaux au Contact des Denrées Alimentaires souvent dotés des appareils décrits auparavant est un atout indéniable.
- Les laboratoires d’analyse pourront utilisés les protocoles de ces méthodes d’analyse publiés dans des articles scientifiques (Ismaïl, Le Bayon et al. 2014) et thèses de sciences (Ismaïl 2015; Ludosky 2015).

Conclusion EMABOIS

Dans le cadre du développement durable qui connaît un engouement nouveau et une forte dynamique auprès des consommateurs, le matériau bois semble être une solution intéressante à l’utilisation d’autres matériaux issus de sources non renouvelables. Ce retour à l’utilisation du bois s’appuie sur, d’une part, l’image attachée à la tradition qu’il véhicule mais aussi, d’autre part, des arguments économiques et écologiques. De fait, la filière de l’emballage léger en bois et, de façon plus générale, les « filières bois utilisé comme matériau au contact des aliments » vont pouvoir utiliser les outils d’analyse microbiologique et en chimie analytique validés par les partenaires du consortium.

Le travail effectué sur le transfert des micro-organismes des surfaces vers les aliments est également très utile. Sans véritable surprise, il a été démontré que le transfert était un évènement pour le moins quantitativement très limité pour le matériau bois. Ce résultat, original, est très important dans un contexte d’Appréciation Quantitative des Risques, d’autant plus si on le rapproche de l’étude des surfaces de contact réalisée pour la filière de l’emballage léger et pour quatre types de denrées alimentaires (huîtres, pommes, fromage et salades). En première approche, la combinaison de ces résultats permet d’avancer des arguments solides en faveur d’un risque très limité, pour ne pas dire négligeable, de transmission de micro-organismes d’une surface bois vers un aliment. Là encore, il s’agit de résultats originaux qui seront extrêmement utiles aux gestionnaires du risque dans le contexte global d’Analyse du Risques défini dans le règlement européen 178/2002.

L’objectif en chimie analytique était d’identifier et de quantifier les composants chimiques transférés du bois vers un aliment en contact direct afin d’évaluer l’aptitude au contact alimentaire du bois, et ce, dans des conditions de températures réelles d’utilisation des emballages légers en bois (4 et 23°C) et pour des temps de contacts de 1h à 10 jours. L’ensemble des mesures réalisées ont permis d’accéder à deux types de migration : la Migration Globale et la Migration Spécifique. Pour la migration globale nous avons pu voir que les molécules qui migrent sont principalement des sucres, des acides gras et des alcools inoffensifs à la santé du consommateur. Pour la Migration Spécifique, 146 molécules volatiles ont été identifiées et reconnues inoffensives, car ne sont pas cancérogènes, ni des perturbateurs endocriniens, ni des molécules susceptibles de bioaccumulation, ni des nanomatériaux, ni des substances radioactives ni des substances pharmacologiquement actives.

Dans la règlementation actuelle, des facteurs correctifs sont appliqués afin de minimiser la capacité d’extraction des simulateurs d’aliment, l’utilisation de facteurs correctifs a été proposé prenant en compte la capacité d’extraction des simulateurs d’aliment et la surface réellement en contact du bois avec le simulateur d’aliment.
L’ensemble de cette étude permet d’apporter des éléments d’analyse afin de fixer des valeurs limites de Migration Globale ainsi que des conditions d’évaluation de la Migration Spécifiques de composés volatils adaptés au matériau bois.

Le consortium EMABOIS a permis de construire, sur une forte base scientifique, un faisceau d’arguments qui vient souvent en contrepoint d'idées préconçues et d’a priori sur le matériau bois. En effet, il apparaît que pour un grand nombre d’utilisations en s’appuyant sur un entretien et/ou un usage rigoureusement définis, suivis et contrôlés dans un cadre de démarche HACCP, il n’y a pas d’argument à la non utilisation du bois au contact alimentaire. Pour conclure, les travaux réalisés au cours de ces trois dernières années permettent à l’échelle locale, puis européenne, d’apporter une réponse auprès des autorités sanitaires françaises et auprès de la filière française emballages en bois.

L’ensemble des tests, scientifiquement robustes, fourniront des éléments nécessaires pour la mise à jour de la réglementation du bois au contact alimentaire, et notamment, la fiche DGCCRF « matériau bois n°2012-93 » et permettront aux fabricants d’emballages en bois d’avoir à disposition des outils d’analyse de référence.

Pour plus d'informations :
- Télécharger le dossier de presse Emballage bois pour le 21ème siècle - Source : EMABOIS, SIEL (pdf, 1657 ko)
- Contact : olivier.delagausie ( AT ) siel-grow.fr
- Site Internet du Syndicat national des industriels de l'emballage léger en bois (SIEL)

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Source : SIEL

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